مشكلة طويلة الأمد
البلورات النانوية هي بلورات مجهرية أصبحت جزءاً مركزياً من علم المواد الحديث. النقاط الكمومية، وهي نوع من البلورات النانوية، ساعدت في إلهام جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2023. لكن الباحثين تمكنوا فقط من صنع هذه الهياكل الدقيقة من مجموعة ضيقة من المواد. نيتريدات المعادن، المقدرة لكونها صلبة ومستقرة ومفيدة في الإلكترونيات، قاومت التخليق التقليدي للبلورات النانوية بالأحجام والمقاييس اللازمة للتطبيقات الحقيقية. ترك ذلك فجوة بين المواد التي تعتمد عليها الصناعة والمواد التي يمكن للعلماء تصغيرها إلى المقياس النانوي.
ما يقرب من اثنتي عشرة مادة جديدة
فتحت الطريقة مجموعة أكبر بكثير من الأهداف. قال روي مينغ لين، طالب دراسات عليا في جامعة شيكاغو والمؤلف الأول للدراسة: "تمكنا من إظهار كيفية صنع سلسلة من ما يقرب من اثنتي عشرة مادة لا يمكن تصنيعها بالطرق التقليدية". البلورات صغيرة جداً لدرجة أن مليارات منها يمكن أن تتسع على ظفر إصبع، كما قال الفريق، وأكدت صور المجهر الإلكتروني النتائج.
ما الذي يمكن أن تفعله المواد
نيتريدات المعادن تشغل بالفعل العديد من التقنيات. نيتريد الغاليوم يستخدم على نطاق واسع في إضاءة LED والشاشات. نيتريد التيتانيوم يظهر في الزرعات الطبية. نيتريد النيوبيوم يعمل كموصل فائق، ونيتريد الموليبدينوم يعمل كمحفز. حتى الآن، كانت هذه المواد تُستخدم في الغالب في أشكال صلبة وضخمة. في شكل بلورات نانوية، يمكن طباعتها على أسطح مرنة، أو استخدامها في أنواع جديدة من الإضاءة، أو بناؤها في أجهزة طبية تنحني وتتحرك مع الجسم. يقول الباحثون إن الوصفة تمنح المهندسين صندوق أدوات أكبر بكثير لتصميم أجهزة المستقبل.