فريق بحثي ياباني يطور مادة مضيئة ميكانيكياً من أكسيد الزنك خالية من العناصر الأرضية النادرة

2026-06-23 11:03
المفضلة

أخبار ar.wedoany.com، طور فريق بحثي من جامعة توهوكو بالتعاون مع جامعتي تسوكوبا وساغا مادة من أكسيد الزنك (ZnO) تحقق أداءً مضيئاً ميكانيكياً عالي الكثافة والحساسية دون استخدام العناصر الأرضية النادرة. تعمل المواد المضيئة ميكانيكياً على تحويل الطاقة الميكانيكية، مثل الإجهاد والانفعال والاهتزاز، مباشرة إلى ضوء دون الحاجة إلى بطاريات أو أسلاك، مما يجعلها مستشعرات ذاتية التزويد بالطاقة، ولها تطبيقات واعدة في مجالات المستشعرات الطبية الحيوية ومراقبة البنية التحتية. إلا أن المواد المضيئة ميكانيكياً عالية الأداء كانت تعتمد سابقاً على معادن أرضية نادرة باهظة الثمن أو تركيبات معقدة.

تستخدم هذه المادة الجديدة أكسيد الزنك، وهو مادة وفيرة على سطح الأرض وتستخدم على نطاق واسع في واقيات الشمس ومستحضرات التجميل والمراهم، وتتميز بمزايا الجمع بين الحساسية العالية والتكلفة المنخفضة.

من خلال إضافة كمية صغيرة من الصوديوم إلى أكسيد الزنك والتحكم الدقيق في العيوب الهيكلية للمادة، أثبت الباحثون لأول مرة أن أكسيد الزنك يمكنه تحقيق خصائص إضاءة ميكانيكية قوية وعالية الحساسية دون استخدام العناصر الأرضية النادرة.

استخدم الفريق المجهر الإلكتروني المتقدم والنمذجة الحاسوبية لتحليل أداء المادة. أظهر المجهر أن سطح الجسيمات يتميز ببنية تشبه الفوهات البركانية، تعمل على تحويل القوى الخارجية بشكل فعال إلى انفعال داخلي. في الوقت نفسه، أظهرت الحسابات المبدئية التي أجراها الفريق باستخدام الحاسوب العملاق MASAMUNE-II، المسمى على اسم مؤسس مدينة سينداي "داتي ماساموني"، أن وجود آثار من الصوديوم ينتج عيوباً هيكلية مستقرة قادرة على تخزين الشحنات الكهربائية بشكل مؤقت.

كما أشارت الحسابات إلى أن فراغات الزنك هي المسؤولة عن انبعاث الضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة. تعمل هذه العيوب الهيكلية بشكل متآزر، مما يمكن المادة من إصدار ضوء ساطع تحت ضغط لا يتجاوز بضعة كيلوباسكال، وهو ما يعادل الضغط الناتج عن لمسة خفيفة بطرف الإصبع.

ونظراً لقدرة الضوء المنبعث في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة على اختراق الأنسجة البيولوجية بشكل جيد، يمكن استخدام هذه المادة في المستشعرات الطبية التي لا تحتاج إلى مصدر طاقة داخلي، وذلك عن طريق تنشيطها من خارج الجسم باستخدام اهتزازات ضعيفة مثل الموجات فوق الصوتية. كما يمكن تطبيق المادة في مراقبة البنية التحتية مثل الجسور والمباني أو شفرات توربينات الرياح، حيث تظهر الانفعالات الدقيقة وعلامات التآكل المبكر على شكل ضوء مرئي، مما يساهم في تطوير أنظمة مراقبة عن بعد لا تحتاج إلى توصيلات كهربائية أو مصادر طاقة مخصصة.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com

تم تجميع هذه الأخبار القصيرة وإعادة نشرها من للمعلومات من الإنترنت العالمي والشركاء الاستراتيجيين، وهي مخصصة فقط للقراء للتواصل، إذا كان هناك أي انتهاكات أو مشاكل أخرى، فيرجى إبلاغنا في الوقت المناسب، وسنقوم بتعديلها أو حذفها. يُمنع منعًا باتًا إعادة نشر هذه المقالة دون إذن رسمي. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com

المنتجات ذات الصلة

نموذج Y24 - GUANGXI YUCHAI MACHINERY CO., LTD.
العاكسات المتصلة بالشبكة X1-MINI - SOLAX POWER NETWORK TECHNOLOGY (ZHEJIANG) CO., LTD.
مقياس التدفق الكهرومغناطيسي ZDL91 - Tianjin Zhongdian Celestial Science and Technology Co., Ltd.
حاوية من الألياف الزجاجية - Jizhou Zhongyi Frp Co., Ltd.
الصين -  Alashankou/Khorgos - كل أنحاء أوروبا (Malla/Hamburg/Duisburg/Budapest، إلخ.) - Shenzhen Neptune Logistics Co., Ltd.
معدات التحليل الكهربائي للكلور القلوي - BLUESTAR (BEIJING) CHEMICAL MACHINERY CO., LTD.
كابينة بطارية تخزين الطاقة المبردة بالسائل الجاهزة MESS8201-2507/5015-BN - XUCHANG XUJI ELECTRIC SCIENCE ENERGY STORAGE TECHNOLOGY CO., LTD.
كاشف الغاز المحمول NKYF-B30 - Ningxia Nuoke Yinfeng Intelligent And Technology Co., Ltd.
سلسلة IS(B)☐-M·RL – محولات مجسمة مغمورة بالزيت (قلب حديدي ملفوف مسطح أو مجسم) - Guangdong Kehua Electric Power Technology Co., Ltd.
الوحدة الكهروضوئية (نوع N) 182-16BB - RONMA SOLAR
مكونات بوسبار نقل ناتج MCU - Shenzhen Yusheng Optoelectronics Co., Ltd.
سلسلة MAX-12 لحماية البيئة/مجموعة المفاتيح الكهربائية المعزولة بالغاز SF6 (C-GIS) - Murge Electric Co., Ltd.
قراءات ذات صلة
فورج نانو الأمريكية تحصل على 100 مليون دولار لبناء مصنع بطاريات الليثيوم يبدأ الإنتاج في 2028
2026-08-24
nVert تستكمل استحواذها على RapidGraphite وتطلق تجارب التوسع لإنتاج الجرافيت بدرجة البطاريات
2026-08-22
Homerun توقع مذكرة تفاهم مع شركة Cebrace البرازيلية لتوريد زجاج الألواح الشمسية
2026-08-21
ألياف زجاجية من AGY الأمريكية تدعم بطارية Terra Supreme لتحقيق 4000 دورة شحن
2026-08-16
جامعة ووهان للتكنولوجيا الصينية تطور كاثودًا لبطاريات أيون الصوديوم يحافظ على 96.7% من السعة بعد 300 دورة
2026-08-13
هانوا الكورية تطلق التسويق التجاري لمواد تغليف كابلات الطاقة المصنوعة من مواد معاد تدويرها بنسبة 50%
2026-08-13
شركة OnePlanet الأمريكية تطور تقنية لاستخلاص السيليكون بنقاء يتجاوز 95% من الألواح الشمسية
2026-08-12
توقيع مذكرة تفاهم ثلاثية بين AMPP الأمريكية ومجلس الكربون المتقدم
2026-08-12
الولايات المتحدة تفرض رسومًا جمركية بنسبة 15% على المنتجات الشمسية المحتوية على البولي سيليكون اعتبارًا من 4 ديسمبر 2026
2026-08-09
جامعة شيبaura اليابانية تطور محفزًا خالياً من البلاتين لبطاريات الليثيوم-الأكسجين بكثافة طاقة تصل إلى عشرة أضعاف
2026-08-06