تخيل أن يكون لبيتك حوائط “ذكية” تعمل بالليل، أو كاميرا ديجيتال حساسة بشكل كافي يمكنها من العمل في الظلام، أو ملابس تستطيع تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية، الحلم يبدو بعيداً، لكن الباحثين في جامعة تورنتو قاموا بابتكار مادة بلاسيتكية قادرة على رؤية الأشعة تحت الحمراء لأول مرة، وهي تستطيع تحويل هذه الأحلام إلى واقع.
وقد قال سارجينت الباحث على هذا المشروع، أنهم قاموا بصنع جزيئات المادة الجديدة من بلورات أشباه الموصلات، والتي كان حجمها لا يتجاوز اثنين أو ثلاثة أو اربعة نانومتر بحد أقصى، وقد كانت الجزيئات النانوية صغيرة جداً لدرجة أنها بقيت مشتتة في المذيبات التي وضعت فيها فيها بشكل دائم، كأنها جزيئات طائرة في دلو من الطلاء، ثم قام الفريق بضبط البلورات النانوية لتلتقط الضوء ذي الأطوال الموجية القصيرة جداً، لينتج في النهاية مادة كاشفة للأشعة تحت الحمراء قابلة للرش مثل “السبراي”، ليمتلك العلماء أول بلاستيك نانوي يستطيع الرؤية في الظلام.
التكنولوجيا الحالية للمواد الحساسة للضوء مكنتنا من عمل خلايا وشاشات ومستشعرات شمسية، على نطاق واسع، وبتكلفة منخفضة، لكن هذه المواد لا تعمل إلا في طيف الضوء المرئي، ونحن نحتاج إلى استخدام هذه الخدمات في الظلام أيضاً، وفي الأشعة تحت الحمراء، بالنسبة للتصوير في المجال الطبي والألياف البصرية في الاتصالات.
يتوقع أن يساعد هذا الاكتشاف أيضاً في البحث عن مصادر الطاقة المتجددة، فقد قال جوش وولف الشريك الإداري والمستثمر في النانو تكنولوجي والذي لم يشارك في البحث أن هذه المادة سوف تساعدنا في بناء خلايا كهروضوئية مرنة تستطيع حصد نصف أشعة الطيف الشمسي الذي لم نكن نستطيع الوصول إليها من قبل، وأن الشئ الذي سيحدد مدى استفادتنا القادمة منها يتوقف على المرونة والفعالية والثمن.
وقد قال أستاذ جامعة ستانفورد بيتر بيومانز، والذي قام بعمل استعراض لبحث الفريق، كما احتفى بعملهم، أن حسابات العلماء أظهرت أنه بمزيد من التحسينات في كفاءة هذه المادة، ودمج إمكانيات الخلايا الكهروضوئية التي تستطيع رؤية الأشعة المرئية مع الخلايا القادرة على رؤية الأشعة تحت الحمراء غير المرئية، سيسمح بحصد 30 بالمئة طاقة الشمس الإشعاعية، مقارنة بستة في المئة فقط كانت تلتقط من قبل بأفضل الخلايا الشمسية التقليدية المتاحة الآن.
الطالب المتخرج من جامعة تورنتو لهندسة الكمبيوتر والهندسة الكهربية ستيف ماكدونالد قام بتنفيذ العديد من التجارب كي يصل إلىأول خلايا كهروضوئية بلاستيكية تستطيع رؤية الأشعة تحت الحمراء، وقد شرح السر في إيجاد الجزيئات الصحيحة التي تنتج الجزيئات النانوية للمادة الجديدة، فقد قال أن الجزيئات الطويلة جداً لم تستطع إخراج طاقة للدوائر الكهربية، أما الجزيئات القصيرة جداً فقد تكتلت فوق بعضها، وفقدت خواصها النانوية، وأخيراً وصلوا إلى الطول الحالي المثالي الذي بلغ واحد نانومتر، والذي يحتوي على 1 إلى 8 ذرات كربون مجموعة في سلسلة واحدة.