كيف يمكن تحسين الغرافين باستخدام البروفرين؟

كيف-يمكن-تحسين-الغرافين-باستخدام-البروفرين؟

مركب مهجن جديد يتميز بخواص مثالية يساعد في تطوير الحساسات ومجال الإلكترونيات الجزيئية، ويستخدم كمحفز ومسرع للتفاعلات الكيميائية، مما يساهم أيضا في تطوير التطبيقات الإلكترونية.

البروفرين هو الجزيء الذي يحمل الأكسجين في الهيموغلوبين وهو نفسه الذي يمتص الضوء أثناء عملية البناء الضوئي.
يستطيع البروفرين أن يرتبط بالغرافين – مادة المستقبل- ويعطيها خواص جديده. هذا  ما توصل إليه فريق من العلماء في جامعة ميونخ مؤخرا . الفريق شارك فيه باحث أسباني أيضا. المركب المهجن الناتج يمكن أن يستخدم في مجال الإلكترونيات الجزيئية وتطوير حساسات جديدة. حتى هذه اللحظة، يصعب إيجاد مادة تجذب انتباه العلماء والمهندسين بقدر الغرافين. مادة الغرافين مكونة من طبقة كربون مرتبة في شكل سداسي. ومن خواصها أنها مرنة ورقيقة جدا ولكنها عالية المقاومة وموصلة للتيار الكهربائي. وهذا يجعلها مثالية لعدة استخدامات، بالأخص في مجال الإلكترونيات. لكن استخدام الغرافين لالتقاط الطاقة الشمسية أو كحساس للغاز يتطلب خواص غير موجودة فيها. يمكن أن تمتلك هذه الخواص عن طريق إدخال جزيئات وظيفية محددة.

فريق باحثين من جامعة ميونخ التقنية (TUM) بقيادة البروفيسور ويلهيلماورتر نجح في ربط البروفرين المجموعة الكيميائية الحيوية المهمة إلى صفائح الغرافين. حيث  يتكون البروفرين من حلقات بروتينية وهي جزء من الكلوروفيل الذي يقوم بعملية  التركيب الضوئي في النبات وجزء من الهيموغلوبين المسؤول عن نقل الأكسجين في الحيوانات.

الباحث الإسباني غارنيكا الونسو ، الكاتب المشارك في الدراسة من جامعة الألمان، شرح قائلاً : “المركب المهجن الجديد يمكن أن يستخدم في مجال الإلكترونيات الجزيئية حيث إن الدوائر الإلكترونية مكونة من وحدات جزيئية، وفي تطوير حساسات الغاز الجديدة. كما يمكن استخدامه كمحفز ومسرع  لعدة تفاعلات كيميائية ”
وتشمل التقنية نمو طبقة الغرافين على سطح الفضة لخواصها المحفزة. ثم بتم إضافة جزيئات البروفرين تحت ضغط عال. تفقد جزيئات البروفرين ذرات الهيدروجين من البروفرين عند تسخينها على سطح المعدن . وأخيرا ترتبط البروفرين بأطراف الغرافين.
ويشرح الباحث غارنيكا قائلا:” لأول مرة استطعنا تكوين رابطة تساهمية بين البروفرينات وأطراف الغرافين ، بمعنى آخر استطعنا تكوين روابط كيميائية مستقرة بدون تغير صفاتها المهمة”. استخدم الباحثون مجهر القوة الذرية لدراسة خواص التركيب الكيميائي للجزيئات. مثلا: عن طريق هذه الأداة لاحظوا المعدن وهو يرتبط بمركز البروفرينات، كما لاحظوا روابط الغاز مثل غاز ثاني أكسيد الكربون دون أن تتغير خواص الغرافين.
بحسب الباحثين ، هذه التقنية الجديدة في إدخال المجموعات الوظيفية على الغرافين يمكن أن تشمل جزيئات أكثر في المستقبل، وهذه الجزيئات من الممكن أن تكون مركبات نانوكربون مثل شرائط نانو من الغرافين. و من المحتمل أيضا أن تساهم في تطوير  تطبيقات الإلكترونيات.

 

 

ترجمة: يسرى عبد الغفار عبد البصير

Twitter: @yusraharoon

مراجعة: شوق سعيد القحطاني

Twıtter: @shouqsaeed23

 

المصدر:

Science Daily

 

 

شارك هذه المقالة!

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *