كشف باحثون من جامعة ووريك عن فئة جديدة من المواد غير المكتشفة سابقًا، بما في ذلك شكل جديد من مادة معروفة في مجال الطاقة النظيفة، وذلك عبر التحكم الدقيق في عملية تفكك الجزيئات أثناء التسخين وتتبع مراحل تحولها.
ونُشرت الدراسة في دورية «نيتشر كوميونيكيشنز»، حيث أوضحت أن هناك مراحل وسيطة خفية تظهر أثناء تحويل المواد من حالتها الأولية إلى النهائية، وهي مراحل لم تكن تُلاحظ في الطرق التقليدية لتصنيع المواد.
مراحل خفية بين البداية والنهاية
يقول الباحثون إن التركيز التقليدي كان ينصب على المادة النهائية فقط، لكن التجارب أظهرت وجود مراحل انتقالية متعددة بين المادة الأولية والمنتج النهائي، قد تمتلك خصائص مهمة بحد ذاتها.
وتمكن الفريق من رصد هذه المراحل عبر استخدام مواد أولية مصممة خصيصًا تحتوي على جميع العناصر اللازمة لتكوين المادة النهائية.
اكتشاف شكل جديد من مادة واعدة للطاقة
من بين النتائج، تم اكتشاف شكل غير معروف سابقًا من مادة «بيسموت فانادات»، أُطلق عليه اسم «بيتا بي سموت فانادات»، ويتميز بتركيب ذري مختلف وخصائص ضوئية جديدة.
وتُعد هذه المادة مهمة في مجال الطاقة الشمسية، لأنها تمتص الضوء وتستخدمه في التفاعلات الكيميائية لإنتاج الهيدروجين، وهو وقود نظيف.
لكن الشكل الجديد يظهر طريقة مختلفة في التفاعل مع الضوء، ما قد يفتح الباب لتحسين كفاءة المواد المستخدمة في إنتاج الوقود الشمسي.
لم تقتصر الاكتشافات على الطاقة الشمسية، إذ أظهرت إحدى المواد الوسيطة قدرة عالية على تخزين الليثيوم، ما يجعلها مرشحًا مهمًا لتطوير الجيل القادم من البطاريات.
تحكم دقيق في تصميم المواد
أوضح الباحثون أن التحكم في درجة الحرارة وطبيعة المواد الأولية يمكن أن يغير مسار التفاعل الكيميائي، ما يسمح بالوصول إلى تراكيب جديدة لم يكن من الممكن إنتاجها بالطرق التقليدية.
ويعتمد البحث على تقنيات متقدمة مثل الرنين المغناطيسي النووي وتحليل الأشعة السينية، لرصد التغيرات الدقيقة في بنية المواد أثناء تكوينها.
يشير العلماء إلى أن هذه النتائج تفتح مجالًا واسعًا لاكتشاف مواد جديدة عبر دراسة المراحل الانتقالية التي كانت تُهمل سابقًا.
ويرى الباحثون أن هذه المواد “الوسيطة” ليست مجرد خطوات عابرة، بل قد تحمل خصائص مفيدة يمكن استغلالها في تطوير تقنيات الطاقة والبطاريات والمواد التحفيزية.
