دائمًا ما نرى الميزان الحساس في محلات المجوهرات؛ فنحن نعرف أن جرام الذهب أو الماس غالٍ جدًا. لكن ماذا إن علمت أن هناك مادة يبلغ ثمن الجرام منها ١٠٠ مليون جنيه استرليني؟
فقد اكتشف «كيرياكوس بروفيركيس Kyriakos Porfyrakis» أغلى مادة على وجه الكرة الأرضية في معمل جامعة أكسفورد العام الماضي؛ فقد أنتج فُليرينات دواخل الأوجه Endohedral Fullerences، وهو قفص من ذرات الكربون يحتوي على ذرات نيتروجين.
تستخدم هذه المادة لعمل ساعات ذرية صغيرة محمولة، والتي تعتبر أكثر أنظمة الوقت دقة في العالم، ويمكن استخدمها في أجهزة الملاحة GPS بالسيارات التي تسير بدون سائق؛ حيث يصل مستوى دقتها إلى 1 مم.
يعمل دكتور كيرياكوس، عالم مواد النانو والبالغ من العمر ٤٥ عام، على إنتاج هذه المادة منذ عام ٢٠٠١، حيث يقول دكتور كيرياكوس (تخيل أنك تمتلك ساعة ذرية مصغرة بهاتفك الذكي!)
تتواجد ذرات الكربون في عدة أشكال؛ منها الماس والجرافين وهذا النوع من الفوليرين، والذي يطلق عليه بكمنستر فولرين أو كرة بَكِّي Buckminsterfullerene or Bucky-ball بسبب شكله، حيث يتكون من ٦٠ ذرة كربون.
وقد تم بيع أول ٢٠٠ ميكروجرام من المادة بحوالي ٢٢٠٠٠ سترليني.
كما صرح «لوسيس كاري Lucius Cary» مدير مركز التمويل بـتكنولوجيا أوكسفورد Oxford Technology SEIS fund: (حتى الآن حجم الساعة الذرية في حجم الغرفة، لكن الفولرين سيجعلنا نستخدمها بالرقاقات التي تستخدم في هاتفك المحمول.)
وأضاف كاري: (سيكون هناك الكثير من التطبيقات التي تعمل بهذه التكنولوجيا، والمركبات المستقلة هي أكثر التطبيقات استفادةً؛ فإذا اتجهت سيارتان باتجاه بعضهما ستقدر كل عربة تحديد بُعد الأخرى بنسبة خطأ ١ مم بدلًا من مترين!)
ففي نفس الوقت الذي تصل فيه دقة أنظمة تحديد المواقع GPS بضعة مترات، يتم طرح عربات بدون سائق، وهو بمثابة تحدي واضح. كما يزعم كاري أنه في يوم ما ستكون هذه التطبيقات موجودة في الهواتف المحمولة.
زرع الأيونات Ion Implementation هي إحدى طرق تصنيع N@C60، حيث يتم ترسيب طبقة رقيقة من الـ C60 على سطح بارد ويتم تسريع أيون نيتروجين N+ وصدمه بسطح الـ C60 في غرفة مفرغة من الهواء، حيث يتم كسر القفص ودخول أيون النيتروجين N+ وينتج خليطًا من N@C60 وC60 بتركيزات مختلفة. لكن هناك الكثير من التحديات التي تواجه العلماء بخصوص هذه المادة نتيجة لدراسات رَنين تَدْويمِ الإِلكِتْرُون Electron Spin Resonance. واحدة من هذه التحديات هي قلة إنتاجية التصنيع لـ N@C60، حيث يتم إنتاج حوالي ٥٠٠ جزء N@C60 لكل مليون جزء من C60، مما يُلزم وقتًا أكثر للإنتاج.
ولدراسة تأثير المراكز الدوارة المتجاورة مع بعضها البعض، يتم تكوين مجموعة من مركزين من N@C60 على الأقل مع وجود فصل ثابت بين المركزين، كما يتم ربط جزيئين من N@C60 عن طريق Prato 1,3 –dipolar reaction، نظرًا لثباته وتوافقه. ويتكون الخليط من جليكاين Glycine و٥٠ ٪ N@C60 في C60 مذوب في تولوين Toluene، ويتم إضافة مادة OPE التي يتم تصنعها كمادة للفصل حيث أنها صلبة وتعتبر وحدة بناء، ثم يتم تسخين الخليط لدرجة حرارة ١١٠ درجة لمدة ٥ دقائق فى زيت مسخن وبعدها يتم إزالته ويُسقى في حمام ثلج. وبعد ذلك يتم إزالة حمض الامينو Amino Acid وتنقيته عن طريق تمرير المنتج في سيليكا Silica.
يمكن إدراك مدي جاذبية خواص N@C60 عندما يتم ربط جزيئين أو ثلاثة من المادة. أحد هذه الخواص هي التماثل الكبير في موقع ذرة النيتروجين في قفص الـ C60، مع وجود أقل مسافة ممكنة بين ذرة النيتروجين وموجة إلكترون الفولرين.
أيضاً من مميزات N@C60 أنه يمكن استخدامه كمسبار لرصد التطورات في التفاعلات الكيميائية والتفاعلات الأخرى، ولمراقبة تحركات المادة، حيث ان C60 هو القفص المثالي لذرة النيتروجين. فاذا كانت المادة غنية بـ N@C60 فيمكن أن تستخدم في العديد من التجارب لتصوير ما يحدث بدقة اثناء التفاعل.
