يدرس علماء جامعة أوريغون الأميركية إمكانية توظيف طحلب الدياتوم البحري أحادي الخلية في تحسين تقنية بناء مركبات متناهية الصغر (تكنولوجيا النانو) لاستعمالها في الأجهزة الإلكترونية.
وتشكل طحالب الدياتومات المشبعة جدرانها بالسيليكون مكونا هاما في غذاء كائنات بحرية كثيرة، حيث يقوم الدياتوم باستخلاص السيليكون من مياه البحر ومعالجته كبنية دقيقة معقدة، ليشكل منها قشرة رقيقة وصلبة. وإذا أمكن تسخير هذه الدياتومات سيتيح ذلك طريقة طبيعية ورخيصة لصنع بنية منتظمة عند مستوى النانو المتناهي الصغر.
ونجح فريق البحث بقيادة أستاذ الهندسة الكيميائية بجامعة أوريغون الدكتور أليكس تشانغ في استزراع الدياتومات في بيئة المختبر، وقاموا بتغذيتها بعنصر الجرمانيوم بحيث تضيفه إلى قشرتها.
ويسعى الباحثون إلى تركيب مواد أكسيد متناهية الصغر تشتمل على عناصر مثل الجرمانيوم، وهو من أشباه الموصلات ذات الخصائص الهامة بالنسبة لإمكانات تطبيقها، فمركبات الجرمانيوم متناهية الصغر لها تطبيق في مجالات الإلكترونيات البصرية والضوئيات وخلايا الطاقة الشمسية وشاشات العرض الرقيقة وشريحة واسعة من الأجهزة الإلكترونية. والوحدات البنائية لهذه المواد هي جسيمات متناهية الصغر (نانو)، وهي كتل من جزيئات يقل حجمها عن 100 نانومتر (جزء من مليار جزء من المتر).
ويؤكد الدكتور تشانغ نجاح فريق البحث في إدخال الجرمانيوم إلى الدياتومات، وحصوله على تكرار جيد لمعالجة الجرمانيوم تماثل معالجة السيليكون. ويتوقع الباحثون انتظاما جيدا جدا لهذه المواد.
لكن الباحثين ما زالوا بحاجة إلى فهم أفضل للبنية الداخلية، وكيف تنجح طحالب الدياتومات في تكوين أنماط مادة المركبات متناهية الصغر التي نسعى إليها، بيد أن النتائج تبدو حتى الآن مشجعة جدا. وبهذه الطريقة يتم إنجاز العمليات الهندسية بواسطة الطبيعة.
وإذ يقوم الدياتوم ببناء جدار قشرته فإن هذا الكائن الطبيعي الحي يؤدي مهمات العمل ويصنع ما يريده العلماء من مركبات عند مستوى النانو متناهي الصغر. ولكي يمكن استعماله مادة إلكترونية ينبغي لأكسيد الجرمانيوم أن يتخذ شكلا وانتظاما معينا، وهذا ما يبدو أن الدياتومات تنتجه لنا، كما يقول غريغوري رورير أستاذ الهندسة الكيميائية بجامعة أوريغون.
وقدم الفريق نتائج البحث في مؤتمر إنجازات النانو الدقيقة بمدينة بورتلاند، والذي دعت إليه جامعة أوريغون ومختبرات باسيفيك نورث ويست الوطنية يوم 28 يوليو/تموز الماضي.
