كشف باحثون في جامعة رايس عن اكتشاف علمي هام يتمثل في ان التجاعيد متناهية الصغر ذات الانحناءات الحادة في مادة الغرافين قادرة على تغيير السلوك والخصائص الكهربائية للمادة بشكل جذري، مما يولد انفصالا قويا ومفاجئا للشحنات. وأوضح الباحثون في النتائج التي نشرت حديثا في دورية ادفانسد ماتيريالز ان هذا الاكتشاف يفتح افاقا جديدة للتحكم في الاجهزة الالكترونية مستقبلا من خلال اعادة تشكيل المواد على المستوى الذري وضبط هيكلها الهندسي بدلا من الاعتماد على تغيير تركيبها الكيميائي.
وبينت الدراسة ان هذه النتائج تقدم دليلا تجريبيا ملموسا على ظاهرة الكهرباء الانضغاطية المرنة، وهي ظاهرة فيزيائية يؤدي فيها الانحناء غير المتساوي للمادة الى توليد شحنة كهربائية. واشار الفريق البحثي الى ان الغرافين المكون من طبقة واحدة من ذرات الكربون يحتوي على تجاعيد تتشكل بصورة طبيعية في مساحات بالغة الصغر تقل عن النانومتر، حيث تنزاح الالكترونات عند هذا المستوى من الانحناء الحاد نحو احد الجانبين، مما يخلق قطبين كهربائيين متعاكسين يعملان كبطارية متناهية الصغر.
وذكر الباحثون انهم استخدموا مجسات مجهرية متخصصة ومحاكاة حاسوبية لتحليل هذا التأثير، مظهرين ان هذه الانحناءات تعمل بمثابة مطبات سرعة كهربائية. وكشفت النتائج ان قوة الاستقطاب الناتجة اقوى بما يتراوح بين 100 الف و10 ملايين مرة مقارنة بالانظمة الاكبر حجما، مؤكدين ان حدة الانحناء هي العامل الحاسم في هذه العملية. واضاف القائمون على الدراسة ان هذا الاكتشاف يدعم تنبؤات نظرية سابقة، ويمثل خطوة واعدة نحو تطوير جيل جديد من الالكترونيات فائقة النحافة والمستشعرات عالية الدقة عبر استغلال هذه التجاعيد كخصائص وظيفية مفيدة.
