شركة XPANCEO تبتكر أفلاماً ذهبيّةً فائقة الرّقة

هذا المقال متوفّرٌ باللّغة الإنجليزيّة من هنا.

تسعى شركة "إكسبانسيو" (XPANCEO)، وهي شركة تكنولوجيا متقدّمةٌ مقرّها دبي، لابتكار الجيل القادم من تقنيات الحوسبة من خلال عدساتها اللّاصقة الذّكيّة الأولى من نوعها، فقد تعاونت مع البروفيسور كونستانتين نوفوسيلوف، الحائز على جائزة نوبل (من جامعة مانشستر والجامعة الوطنيّة في سنغافورة)، لتطوير طريقةٍ مبتكرةٍ لإنتاج أفلامٍ ذهبيّةٍ شفّافةٍ فائقة الرّقة، وقابلةٍ للتّوافق البيولوجيّ، من دون أيّ قيودٍ على المساحة.

ومع ما تتمتّع به هذه الأفلام من موصليّةٍ كهربائيّةٍ استثنائيّةٍ، تمّ التّأكيد على أنّها تُمثّل خطوةً محوريّةً نحو تطوير الأقطاب الكهربائيّة الشّفافة متعدّدة الاستخدامات للجيل المُقبل، مع إمكانيّاتٍ تطبيقيّةٍ واعدةٍ في مجالاتٍ، مثل: الشّاشات المرنة، والأوراق الإلكترونيّة، وأجهزة الواقع المُعزّز، والوشوم الإلكترونيّة، إلى جانب الإلكترونيّات القابلة للزّراعة والارتداء، ممّا يفتح آفاقاً واسعةً في عالم الابتكار التّكنولوجيّ.

ذكرت شركة إكسبانسيو في بيانٍ لها أنّ التّحدي المتمثّل في إنتاج أفلام ذهبيّةٍ شفّافةٍ ومستدامةٍ تقلّ سماكتها عن 10 نانومترات كان يُعدّ، عبر التّاريخ، ضرباً من المستحيل، ويعود ذلك إلى ظاهرة تكوّن الجزر المعدنيّة أثناء عمليّات التّرسيب، فقد عجزت الأساليب الكيميائيّة التّقليديّة للتّخليق، كالمستخدمة في تصنيع "الذهبين" الذّي يُعدّ أرقّ ورقةٍ ذهبيّةٍ في العالم، عن إنتاج أفلامٍ ذهبيّةٍ متّصلةٍ وكبيرة الحجم، إذ ظلّت مساحتها محصورةً في حدودٍ ضئيلةٍ لا تتجاوز 0.000001 ملم².

وعلى النقيض من ذلك، اعتمدت إكسبانسيو نهجاً مبتكراً مستوحىً من مادة الجرافين، تلك البنية الكربونيّة الفريدة الّتي أثبتت جدواها في مجالات الطّاقة والبناء والصّحة والإلكترونيّات، وقد تمّ تطوير هذا النّهج بالتّعاون مع البروفيسور نوفوسيلوف، الّذي نال جائزة نوبل عام 2010 لاكتشافه الخصائص المذهلة للجرافين. وبهذا الابتكار، تمكّنت الشّركة من تجاوز العقبات السّابقة، حيث نجحت في إنتاج أفلامٍ ذهبيّةٍ بسمكٍ يصل إلى 3.5 نانومتر باستخدام نظام ترسيبٍ بالفراغ العالي، وهو نظامٌ قياسيٌّ يُستخدم في مختبرات البحث العلميّ.

صرّح البروفيسور نوفوسيلوف قائلاً: "إنّ المواد ثنائيّة الأبعاد لم تعد مقتصرةً على الأبحاث النّظريّة، بل غدت ركيزةً أساسيّةً في التّكنولوجيا الحديثة. فبفضل هذه الطريقة، بات بالإمكان إنتاج أفلامٍ ذهبيّةٍ بمساحاتٍ تتجاوز متراً مربّعاً، مستعينين بتقنيات النّقل الدّائريّ المتتالي المشابهة لتقنيات تصنيع الجرافين، والّتي شهدت تحسيناتٍ جوهريّةً على مدار الخمسة عشر عاماً الماضية، وتتميّز هذه التّقنية بتوافقها الكامل مع عمليّات الإلكترونيّات الدّقيقة المعاصرة، ممّا يُتيح إنتاجاً عالي الكفاءة وبتكلفةٍ اقتصاديّةٍ. واليوم، تصبح تقنية الذّهب ثنائي الأبعاد في متناول مختبرات البحث العلميّ، ممّا يمهّد الطّريق لاكتشافاتٍ جديدةٍ وآفاقٍ واسعةٍ في عالم الإلكترونيّات".

تتمثّل إحدى المزايا الأُخرى لهذا الإنجاز في إمكانيّة نقل الأفلام إلى أيّ سطحٍ تقريباً، سواء كان أنسجةً بيولوجيّةً أو رقائق إلكترونيّةً، إذ تعدُّ عمليّة النّقل -الّتي تشبه إلى حدٍ بعيدٍ لصق ملصقٍ- فعّالةً ومرنةً، ممّا يسمح بتركيبها على الأسطح الحسّاسة بدقّةٍ متناهيةٍ. وبفضل سماكتها الّتي لا تتجاوز مقياس الذّرات، وقابليّتها الحيويّة واستقرارها الكيميائيّ، فإنّ هذه الأفلام تتفوّق على الموصلات الشّفافة التّقليديّة، مثل أكسيد القصدير الإنديوم، ممّا يجعلها خياراً مثالياً لزراعة الأنسجة في الدّماغ والقلب، والواجهات العصبيّة، وأجهزة الاستشعار الطّبية القابلة للارتداء، وبالتّالي تقليص مخاطر التّندب والتّفاعلات الضّارة بشكلٍ كبيرٍ. ولهذا، فإنّها تُمثّل الحلّ الأمثل للتّطبيقات الطّبيّة المتقدّمة، بما في ذلك الزّرعات العصبيّة، مثل الشّرائح الدّماغيّة الّتي طوّرتها شركة "نيورالينك" (Neuralink) للتّكنولوجيا العصبيّة، والّتي أسّسها إيلون ماسك في عام 2016.

كما أشار الدكتور فالنتين فولكوف، المؤسس المشارك والمدير التنفيذي للتكنولوجيا في شركة إكسبانسيو، وهو من كبار الخبراء العالميّين في مجال النّانوفوتونيات والمواد المُتقدّمة، قائلاً: "يحمل هذا الاكتشاف إمكانياتٍ تطبيقيّةً هائلةً في مجال الإلكترونيّات الضّوئيّة المرنة، مثل: الشّاشات القابلة للطّيّ، والأوراق الإلكترونيّة، والتّقنيات القابلة للارتداء، ممّا سيحدث ثورةً في الأجهزة الاستهلاكيّة، مثل: الهواتف الذّكيّة، والأجهزة اللّوحيّة، وأجهزة التّلفاز، فضلاً عن فتح آفاقٍ جديدةٍ لتقنياتٍ مبتكرةٍ تماماً، مثل العدسات اللّاصقة الذّكيّة". وأضاف قائلاً: "في مختبرنا، نعمل بالفعل على تطوير أفلامٍ ذهبيّةٍ شفّافةٍ بسمكٍ لا يتجاوز 0.5 نانومتر، أي ما يعادل بضع طبقاتٍ ذريّةٍ، وهو ما يبشّر بإمكاناتٍ هائلةٍ لتقنياتٍ متقدّمةٍ وأبحاث الفيزياء الأساسيّة على حدٍّ سواء".

كذلك، جاء في البيان الصّادر عن الشّركة أنّ الموصليّة الكهربائيّة الاستثنائيّة وشفافيّة هذه الأفلام تُعدّان من العوامل الأساسيّة الّتي تدفع قدماً بتقنيات العدسات اللّاصقة الذّكيّة، خاصّةً في مجالات الرّؤية المُعزّزة (XR)، ومراقبة الصّحّة، وتصفّح المحتوى، إذ إنّ إدماج هذه الأفلام الفائقة الرّقة في هذه التّقنيات يُعدّ أمراً جوهريّاً، باعتبارها تُتيح إدخال المكوّنات الإلكترونيّة اللّازمة بشكلٍ متكاملٍ في هيكل العدسة، ممّا يحافظ على سمك العدسات الطبيّة الحاليّة، مع تعزيز الأداء الوظيفيّ وراحة المُستخدِم.