كتب : صابر محمد – محمد الخولي
كلما زادت قدرة المادة على تغيير درجة حرارتها، زادت كفاءتها في تطبيقات التبريد. وحدد الباحثون في العام 2019 نوعين فريدين من المواد التي تتغير درجة حرارتها بمعدلات غير مسبوقة. يستجيب أحد النوعين للقوة المطبقة عليه، ويستجيب الآخر للضغط.
وتمتاز مواد كثيرة بتأثير حراري مرن خفيف على الأقل، إذ ترتفع درجة حرارتها بمعدلات قليلة عند شدها أو الضغط عليها. وأفضل المواد التي نعرفها ذات التأثير الحراري المرن السبائك المتذكرة للشكل؛ تعمل هذه السبائك وفقًا لتغير الطور بآلية تشبه تجمد الماء السائل وتحوله إلى جليد.
وبالإمكان تغيير شكل المادة، وأن تبقى على شكلها الجديد خلال طور واحد، لكن التركيب البلوري للسبيكة ينتقل إلى مرحلة أصلب ويعود إلى الشكل الذي كان عليه سابقًا عند زيادة الحرارة، ولهذا سميت السبائك المتذكرة للشكل بهذا الاسم.
واكتشف فريق من الباحثين في جامعة العلوم والتقنية في بكين في العام الماضي سبيكة جديدة متذكرة للشكل مكونة من النيكل والمنغنيز والتيتانيوم، وقال الباحثون إنها تمتاز بالتغير الهائل في درجة الحرارة، والذي يبلغ 31.5 درجة. وقال أنتوني بليز، عالم فيزياء الجوامد في جامعة برشلونة، والذي كان جزءًا من فريق البحث، وفقًا لموقع وايرد «إنها المادة الأفضل حتى اليوم».
تكمن المشكلة عامة في محدودية استخدام هذه السبائك المتذكرة للشكل، إذ تستنفد هذه السبائك المعدنية بعد الضغط عليها وتشويهها مرات كثيرة. ولهذا بحث العلماء عن مواد أخرى لها صفات مشابهة، ومنها النيوبنتيل جليكول، وهي مادة حرارية ضغطية، تتغير حرارتها عند تطبيق ضغط عليها، وهي طرية وقابلة للتشوه، وتتكون من جزيئات بلورية بلاستيكية مرتبطة بصورة غير محكمة.
