نجح باحثون من جامعة كيس وسترن ريزيرف في تطوير نوع جديد من البلاستيك يتميز بخواص كهربائية متقدمة ومرونة شبيهة بالمطاط، وقابلية للتحلل البيئي، المادة الجديدة هي بوليمر كهربائي بلا فلور، يشكل بديلا واعدا للمواد الضارة المستخدمة حاليا في أجهزة الاستشعار، والإلكترونيات القابلة للارتداء، والنظارات الذكية.
التخلص من المواد الأبدية: بلا فلور، بلا ضرر
على عكس البوليمرات التقليدية التي تعتمد على البولي فينيلدين فلوريد (PVDF)، وهي مادة معروفة بثباتها الضار وارتباطها بمفهوم "المواد الكيميائية الأبدية"، فإن البوليمر الجديد لا يحتوي على الفلور، مما يجعله أكثر أمانا للبيئة وصحة الإنسان.
خصائص كهربائية مبتكرة
ما يميز هذا البوليمر هو طريقة توليده للخصائص الكهربائية، إذ لا يعتمد على التبلور كما هو الحال في المواد الكهربائية التقليدية، وفقا للبروفيسور لي زو، قائد فريق البحث، فإن البوليمر يتمتع بـ"استقطاب تلقائي"، مما يسمح له بالتبديل الكهربائي عند تعرضه لحقل كهربائي خارجي، دون الحاجة لعمليات معقدة لتثبيت خصائصه.
مرونة مثالية وتطبيقات متعددة
إحدى أهم مميزات هذا الابتكار تكمن في مرونته الفائقة وقدرته على التوافق الحيوي، مما يجعله مثاليا للاستخدام مع جسم الإنسان، ومن المتوقع أن يتم توظيفه في تطبيقات عديدة مثل:
أجهزة الاستشعار الطبية والتشخيصية
كواشف الأشعة تحت الحمراء
أجهزة الموجات فوق الصوتية
نظارات الواقع المعزز والافتراضي
تصنيع سهل وقابلية للتطوير
يتميز البوليمر الجديد بسهولة تصنيعه على شكل أفلام أو طبقات رقيقة، ما يسهل إدماجه في الإلكترونيات الحديثة، ويزيد من فرص استخدامه على نطاق واسع في الصناعة، هذا التصميم الكيميائي المبسط قد يُسرّع من تبنّي هذه المادة في السوق، لا سيما في المجالات الساعية لتقليل النفايات والمواد السامة.
بدأ هذا المشروع بدعم من وزارة الطاقة الأمريكية في عام 2017، ورغم انتهاء التمويل عام 2022، واصل الفريق بقيادة "زو" جهوده حتى توصّل إلى هذا الإنجاز.
كما صرّح زو: "حين انتهى تمويل المشروع … واصلنا العمل عليه، حتى وصلنا أخيرا إلى لحظة الاكتشاف".
نحو مستقبل إلكتروني أخضر
من خلال التخلي عن المركّبات الفلورية السامة وتقديم مادة مرنة وسهلة التصنيع، يسعى الفريق إلى بناء مستقبل تكون فيه الإلكترونيات أكثر ذكاءً واستدامة في آنٍ واحد، هذه الخطوة قد تمثل بداية فصل جديد في تطوير بوليمرات إلكترونية آمنة بيئيا.