باحثون أمريكيون يبتكرون مواد جديدة تتحكم في الإلكترونات الحرة وتفتح آفاقاً للحوسبة الفائقة

نجح فريق بحثي من جامعة أوبورن الأمريكية في تطوير فئة جديدة من المواد التي تتيح التحكم الدقيق في الإلكترونات الحرة، في إنجاز علمي قد يُحدث تحولاً جذرياً في مجالات الحوسبة المتقدمة والتصنيع الكيميائي، ويمهد الطريق لأجهزة كمبيوتر أسرع من أي وقت مضى.

وأوضح الباحثون أن الابتكار يمثل طريقة جديدة لضبط التفاعلات بين مركّبات جزيئية معدنية تُعرف باسم سلائف الإلكترونات المذابة، حيث تتحرك الإلكترونات بحرية في الفراغات المفتوحة بدلاً من ارتباطها بالذرات كما هو الحال في المواد التقليدية.

وتمكن الفريق من ابتكار نوع جديد من المواد يُعرف بـ”الإلكتريدات السطحية المثبتة”، من خلال تثبيت السلائف الإلكترونية على أسطح صلبة مثل الماس وكربيد السيليكون، مما وفر لها ثباتاً وتنوعاً وظيفياً غير مسبوقين.

وبيّن الباحثون أن الإلكترونات في هذه المواد يمكن أن تتجمع في “جزر” صغيرة تعمل كـبتات كمية للحوسبة المتقدمة، أو تنتشر في “بحار” إلكترونية تُحفز التفاعلات الكيميائية، مما يجعلها مفيدة في مجالات الذكاء الاصطناعي، والطاقة، وإنتاج الأدوية والوقود.

وقال الدكتور إيفانجيلوس ميليوردوس، الأستاذ المشارك في الكيمياء والمؤلف الرئيسي للدراسة، إن “التحكم في الإلكترونات الحرة يمكّننا من تصميم مواد تفعل أشياء لم تقصدها الطبيعة يوماً”، مشيراً إلى أن هذا الاكتشاف “يفتح آفاقاً لتصميم حواسيب كمية أسرع ومحفزات كيميائية أكثر كفاءة”.

من جانبه، أكد الدكتور مارسيلو كورودا من قسم الفيزياء أن البحث “يفتح آفاقاً جديدة للعلوم الأساسية وتطبيقات العالم الحقيقي”، فيما أشار الدكتور كونستانتين كليوكين من هندسة المواد إلى أن “التحكم في الإلكترونات الحرة قد يُغيّر مستقبل الحوسبة والتصنيع معاً”.

ويُعد هذا التطور خطوة كبيرة بعد تجاوز مشكلة عدم استقرار الإلكتريدات القديمة وصعوبة إنتاجها، إذ تمكن الباحثون من ترسيبها مباشرة على أسطح صلبة قابلة للتطوير الصناعي، مما يمهد لتطبيقات واسعة في مجالات التكنولوجيا الحديثة.