في الآونة الأخيرة، تم نشر نتائج الأبحاث المتقدمة التي تم الانتهاء منها بشكل مشترك من قبل جامعة هيلونغجيانغ وجامعة تسينغهوا وجامعة سنغافورة الوطنية رسميًا في مجلة Nature، مما أدى بنجاح إلى التغلب على المشكلة الصعبة في العالم المتمثلة في التلألؤ الكهربائي الفعال لعزل البلورات النانوية الأرضية النادرة. يوفر هذا البحث الدعم الفني الأساسي لتحقيق التحول الاستراتيجي للموارد الأرضية النادرة في بلدي من "تصدير المواد الخام" إلى "تصدير التكنولوجيا ذات القيمة المضافة العالية".
△لقطة شاشة لمقالة موقع "الطبيعة"
تعتبر الأتربة النادرة موارد استراتيجية لا يمكن تعويضها وتُعرف باسم "الفيتامينات الصناعية". تتمتع بلادي بمزايا في احتياطيات الموارد الأرضية النادرة والصهر، لكنها لا تزال تواجه اختناقات صناعية في المواد والأجهزة الوظيفية الطرفية المتطورة. على الرغم من أن البلورات النانوية المشبعة باللانثانيد لها خصائص ممتازة كمواد مضيئة مثالية مثل نقاء الألوان العالي والاستقرار الجيد، إلا أنها لا يمكن إضاءتها مباشرة بالتيار بسبب خصائصها "العازلة" المتأصلة، وقد تم إعاقة تطبيقاتها الإلكترونية الضوئية عالية القيمة لفترة طويلة.
في مواجهة هذا الاختناق الذي يقيد تقدم المواد الأرضية النادرة في التطبيقات المتطورة، ابتكر فريق البحث استراتيجية توعية لأشباه الموصلات العضوية، وذلك باستخدام الروابط العضوية الوظيفية باعتبارها "جسورًا كهروضوئية" لنقل الطاقة بنجاح إلى عزل البلورات النانوية الأرضية النادرة بدقة وكفاءة، وتحقيق تألق فعال مدفوع بالتيار.
△ رسم تخطيطي لتصميم الوحدة الهجينة العضوية وغير العضوية الباعثة للضوء وآلية نقل الطاقة (الصورة مقدمة من البحث فريق)
تُظهر هذه التقنية إمكانات تطبيقية كبيرة: حيث تمت زيادة كفاءة الأجهزة المضيئة كهربائيًا بمقدار 76 مرة، ويمكن تحقيق تألق كامل الطيف في جهاز واحد من خلال التحكم في الأيونات الأرضية النادرة. ويمثل هذا إنجازا رئيسيا لبلدي في مجال التطبيقات الإلكترونية البصرية المتطورة للأتربة النادرة، ويوفر نظاما ماديا جديدا لتطوير شاشات عرض فائقة الوضوح مستقلة ويمكن التحكم فيها، والاتصالات القريبة من الأشعة تحت الحمراء، والطب الحيوي، وغيرها من تكنولوجيات المعلومات من الجيل الجديد.
لقد نجح هذا الاختراق في فتح مسار تقني لتحويل خصائص المواد الأرضية النادرة إلى وظائف أجهزة متطورة، مما يسهم بشكل كبير في تحسين قدرات الابتكار المستقلة لصناعة الأتربة النادرة في بلدي السلسلة والقيمة المضافة للمنتجات النهائية.
(مراسل المقر وي وينوين)
