ابتكر علماء يابانيون من جامعة "أوساكا" حبرا عضويا يتغير لونه عند تعرضه للضوء والحرارة، مما يفتح آفاقا واسعة في مجالات التكنولوجيا والمواد الوظيفية الذكية. يتيح هذا الابتكار استخدام الحبر في تطبيقات متنوعة مثل الأحرف والنقوش ذاتية المسح، والعلامات الأمنية، والرموز التي تظهر وتختفي بناءً على الظروف البيئية. وقد تم نشر نتائج هذه الأبحاث في المجلة العلمية Angewandte Chemie IE.

كيفية عمل الحبر: تأثير الضوء والحرارة

أثناء التجارب، اكتشف الباحثون أن مادة Aza-Diarylethenes العضوية العطرية، التي تتشابه بنيتها مع الحلقات الأولمبية المتصلة، تتغير بشكل ملحوظ عند تعرضها للضوء والحرارة. هذه الخاصية تجعلها مثالية لتطوير أصباغ ومواد حرارية تتفاعل مع تغيرات الحرارة والضوء بشكل عكسي، أي أن لونها وشفافيتها يمكن أن يتغيرا عند تسخينها أو تبريدها.

ميكانيكية التغيير: دور الأشعة فوق البنفسجية ودرجة الحرارة

أوضح العلماء أنه يمكن تعديل بنية جزيئات Aza-Diarylethenes عبر إضافة ذرة أكسجين إلى إحدى الحلقات التي تحتوي على الكبريت، مما يتيح للجزيئات التفاعل مع الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي العادي. هذه العملية تجعل الحبر يتحول إلى لون برتقالي عند تعريضه للأشعة فوق البنفسجية أو تسخينه إلى درجة حرارة 110 درجات مئوية، بينما يعود إلى حالته الأصلية عند تعرضه لفترة قصيرة لضوء الشمس أو الإضاءة الاصطناعية.

تطبيقات مستقبلية: الحبر الذكي والمواد الوظيفية

يشير الباحثون إلى أن هذا الابتكار يفتح الباب أمام تطوير جزيئات ضوئية وحرارية أخرى يمكن برمجتها للاستجابة لتغيرات محددة في درجات الحرارة ومستويات الضوء. هذا سيمكن من إنشاء مواد "ذكية" متعددة الوظائف، قد تشمل جيلا جديدا من الإلكترونيات والمحولات الضوئية.

أهمية الابتكار: نحو جيل جديد من التكنولوجيا

يعتبر هذا الابتكار خطوة مهمة نحو تطوير مواد وظيفية تعتمد على التغيرات البيئية المحيطة بها، مما يوفر فرصا جديدة في مجالات عديدة مثل الأمن، الإلكترونيات، وحتى التكنولوجيا المستدامة. ومن المتوقع أن تساهم هذه المواد الذكية في تحسين أداء الأجهزة وجعلها أكثر استجابة للبيئة.