تمكن العلماء من صنعِ جسيمات ثلاثي الأنيون المستقرة

توصل باحثون من جامعة فرجينيا كومنولث باكتشاف لا مثيل له في مجال الفيزياء والكيمياء وله تطبيقات واسعة النطاق، بورو جينا هو أستاذ متميز في قسم الفيزياء في كلية العلوم والعلوم الإنسانية صَنَع جُسيمات ثلاثي الأنيون المستقرة.

وهي مجموعة من الذرات والتي تحتوي على ثلاثة إلكترونات إضافية عن عدد البروتونات، كان يعتبر ثلاثي الأنيون غير مستقر وذلك بسب اختلاف عدد البروتونات عن الالكترونات مما يؤدي إلى أن تظهر قوة التنافر الكهربائي بين الالكترونات في الذرة وبالتالي سوف يتوقف التفاعل الكيميائي.

وقام جينا ومجموعة من الباحثين في قسم الفيزياء تيانشان تشاو، جيان تشو وتشيان وانغ باستخدام حسابات ميكانيكا الكم لإثبات استقرار ثلاثي الأنيون وذلك بإنشاء نماذج على الكمبيوتر. يتكون ثلاثي الأنيون من مجموعة من العناصر البورون، بريليوم والسيانيد ورمزه الكيميائي BeB11(CN)12.

وقد تم نشر أعمال الباحثين في مجلة ذات شهرة عالمية في مجال الكيمياء، وكان ذلك فـي أكتوبر17-. وقد اُعتبرت مقالة فريق الأساتذة من المقالات الأكثر أهمية لمساهمتها في دراسة الكيمياء.

وقد صرح جينا قائلاً: “هذا اكتشاف مهم في مجال الكيمياء حيث لم يسبق لأحدٍ أن عثر على جسيم كثلاثي الأنيون، حيث ما يميزه هو أنه لا يضم فقط الثلاثة إلكترونات إضافية بل أيضاً يعتبر الإلكترون الثالث مستقراً للغاية “. سوف يتم اتباع المبادئ التوجيهية الواردة في المقال من أجل تصميم ثلاثي الأنيونات آخرى. السؤال هو: كيف يمكننا الاستفادة من هذه المعرفة؟

التطبيقات الصناعية على ثلاثي الأنيون، حتى الآن افترض جينا وفريقه أن ثلاثي أنيون يمكن استخدامه في صناعة بطاريات أيون الألمنيوم حيث أن لديها مزايا أكثر عن بطاريات أيون الليثيوم. فخلال التفاعلات الكيميائية في البطارية، سيعمل ثلاثي الأيون على زيادة موصلية أقطاب البطارية من خلال حركته من قطب إلى آخر.

ويزود الألمنيوم كمية أكبر من الطاقة مقارنة بالليثيوم وبالإضافة إلى أنه أشد استقراراً، تعتبر البطارية التطبيق الوحيد إلى الآن الذي يعتمد على ثلاثي الأنيون، لكن توجد تطبيقات على أحادي الأنيون أي تحتوي على إلكترون أضافي واحد وثنائي الأنيون أي يحتوي على إلكترونيين إضافيين جميعهم من عمل جينا.

وتعتبر هذه الأيونات بشكلٍ عام مهمة جداً نظراً لفوائدها فهي تكون الأملاح ويتم استخدامها في جميع أنواع المركبات الكيميائية وخصوصاً في المنظفات لأنها تقوم بالقضاء على البكتريا بأكسدتها. وبالإضافة إلى أن لها تأثير إيجابي على الصعيد النفسي والجسدي.

المصادر: 1