اكتشاف لخريج الجامعة اللبنانية الأميركية محمد قباني: نقطة تحول نحو ثورة لتخزين الطاقة والأدوات الإلكترونية وتقليل الانبعاث الكربوني

نشرت مجلة "كربون" العريقة والرائدة في عالم المادة والكيمياء والتكنولوجيا مقالا في عددها الصادر في آذار 2018 لاكتشاف علمي مهم للغاية في مجال تقنيات النانو، قامت به مجموعة من العلماء في الجامعة اللبنانية الأميركية (LAU) وجامعة Rice في هيوستن، تكساس في الولايات المتحدة الاميركية. وعلى رأسهم العالم في هندسة النانو التكنولوجي وعالم المادة اللبناني خريج الجامعة اللبنانية الأميركية في العام 2012 محمد أحمد قباني والذي التحق بعد نيله الدكتوراه من جامعة Rice بمختبر لورانس (Lawrence Laboratory) في جامعة كاليفورنيا بركلي (Berkley). وهو يعمل حاليا في أبحاث الطاقة في شركة "شل" العالمية (Shell).

واستطاع فريق البحث الذي يرأسه خريج الجامعة اللبنانية الأميركية (LAU) تحويل الغرافين ثنائي الأبعاد (2-Dimensional) الى غرافين ثلاثي الأبعاد (3-Dimensional) على حرارة الغرفة من دون تسخين أي سائل أو إذابته أو استخدامه! من خلال تفاعل ميكانو كيميائي (Mechano-chemical Reaction MCR) بين نوعين من الغرافين تحمل مجموعات وظائفية مختلفة (Functional Groups).

وأبرز العالم الشاب قباني "أهمية عملية التكثيف هذه"، قائلا: "إن الغرافين الكثيف بهذه الطريقة يتحلى بخفة في وزنه بحيث تصل كثافته الى ما يقارب نصف غرام سم3 مقارنة بكثافة الغرافيت في البطاريات والتي تصل الى 2.20 غراما سم3".

ويتمتع الغرافين المكثف هذا بتوصيل كهربائي عال للغاية مع صلابة ميكانيكية نادرة. كل ذلك يجعله مرشحا غير عادي لتطبيقات في الأدوات الكهربائية عالية كثافة الطاقة (Energy density) وكثافة القدرة (Power Density)، وتاليا فإن الاكتشاف هذا يحمل في طياته وعدا جديا في كهربة الاتصالات (Transport Electrification) مما يحتاج اليه العالم للتقليل من الانبعاث الكربوني الذي يؤدي الى الاحتباس الحراري".

وتظهر نتائج البحث في مجلة "كربون" أن الغرافين الكثيف يتمتع بشفافية ضوئية ومعدل ستة سطوح متصلة ببعضها مما يجعله مادة مثالية في تصميم الأدوات الإلكترو ضوئية (Optoelectronic) التي تتطلب كثافة وسطية لا تمنع شفافية الضوء. وتكشف نتائج المحاكاة الجزئية (Molecular Dynamics) أن الحرارة الناتجة من الـ MCR في الحالة الصلبة تعوض حرارة التسخين، وتاليا الى ترابط سطوح الغرافين ببعضها.

والجدير بالذكر أن اكتشاف قباني يأتي بعد نجاحه الكبير في فك أنابيب النانو كربونية والذي نشرته مجلة "Nature Communication" في حزيران في العام 2015.

ولفتت الجامعة اللبنانية الأميركية (LAU) الى ان خريجها محمد قباني "برهن عن عمومية استخدام الـ MCR في ربط مواد نانو كربونية مختلفة وفكها".