اختراق علمي قد يجعل البطاريات تدوم لفترة أطول... ويؤثر على الطاقة والقطارات

رانجا دياس الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية والفيزياء في جامعة روتشستر الذي قاد هذا الاختراق (وول ستريت جورنال)

كشف علماء أميركيون أنهم أنتجوا أول مادة يمكن الوصول إليها تجارياً، وتقضي على فقدان الطاقة مع تحرك الكهرباء على طول السلك، وهو اختراق قد يعني بطاريات تدوم لفترة أطول وشبكات طاقة أكثر كفاءة وقطارات عالية السرعة محسنة، وفقاً لتقرير لصحيفة «وول ستريت جورنال».
المواد التي يمكنها توصيل التيارات الكهربائية دون أي خسارة - ما يسمى بالموصلات الفائقة - كانت غير عملية إلى حد كبير؛ لأنها تحتاج عادةً إلى تبريد شديد، إلى نحو 320 درجة فهرنهايت تحت الصفر، وتعريضها لضغط شديد للعمل.
الآن، أفادت مجموعة من الباحثين في جامعة روتشستر الأميركية، بأنها ابتكرت موصلاً فائقاً جديداً يمكنه العمل في درجة حرارة الغرفة وضغط أقل بكثير من المواد فائقة التوصيل التي تم اكتشافها سابقاً.
هذا الاختراق لديه القدرة على إنشاء شبكات كهربائية دون خسارة، ومغناطيسات أفضل وأرخص للاستخدام في مفاعلات الاندماج النووي المستقبلية، من بين أمور أخرى، وفقاً لرانجا دياس، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية والفيزياء في جامعة روتشستر، الذي قاد هذا الاختراق. ويعود السبب في ذلك إلى أن الموصلات المثالية التي تعمل في الظروف المحيطة اليومية لا تتطلب أنظمة تبريد كبيرة ومكلفة.
https://twitter.com/UofR/status/1633822449774252033?s=20
قال الدكتور دياس: «يمكننا رفع القطارات مغناطيسياً فوق القضبان فائقة التوصيل، وتغيير طريقة تخزين الكهرباء ونقلها، وإحداث ثورة في التصوير الطبي».
في عام 2020، أفادت مجموعة دياس بأنهم قاموا بإنشاء موصل فائق يتكون من مزيج من الهيدروجين والكبريت والكربون يعمل في درجة حرارة الغرفة تقريباً.
بالنسبة للدراسة الجديدة، التي نُشرت يوم الأربعاء في مجلة «نيتشر»، قام الباحثون بتعديل وصفة الموصل الفائق - بإضافة النيتروجين ومعدن أرضي نادر يعرف باسم «اللوتيتيوم» إلى الهيدروجين بدلاً من الكبريت والكربون - ثم قاموا مرة أخرى بتسخينه وضغطه.
أطلقوا على المادة الناتجة اسم «المادة الحمراء»، بعد ملاحظة كيف تغير لون المادة من الأزرق إلى الوردي إلى الأحمر عند ضغطها. قال الدكتور دياس إن هذا اللقب مستوحى من المادة الخيالية المكونة للثقب الأسود من فيلم «هوليوود» الرائد لعام 2009 «ستار تريك».
وقال ستانلي توزر، عالم الأبحاث في المختبر الوطني للحقل المغناطيسي العالي في جامعة ولاية فلوريدا في تالاهاسي: «هذه النتائج هي اختراق للمجتمع العلمي تم تمكينه بواسطة البديهية الكيميائية الشديدة لدياس».
من جهته، قال أشكان سالامات، المؤلف المشارك للدراسة والفيزيائي بجامعة نيفادا، لاس فيغاس: «سيكون لدينا أجهزة بها مكونات فائقة التوصيل في السنوات الخمس المقبلة.. وهذا يعني أن هواتفنا وأجهزة الكمبيوتر المحمولة لدينا سوف تحتاج إلى كهرباء أقل لتشغيلها، ولن تفقد الطاقة كحرارة - مما يمنحها عمراً أطول للبطارية. يمكن دمج نفس المكونات في بطاريات السيارات الكهربائية».
كما قال الدكتور سالامات، إن الموصلات الفائقة التي تعمل في درجات حرارة وضغوط عادية يمكن أن تساعد أيضاً في معالجة قضايا مثل تغير المناخ.