دراسة علمية في كلية العلوم توفر رؤى قيمة حول الاستقرار والخصائص الإلكترونية وسلوك الاستقطابية لمتماكبات C24

أثبتت الدراسات الحديثة في مختلف المجالات أن الفوليرين C24 أصبح مرتبطاً بشكل متزايد بالعديد من موضوعات النانو، باعتباره مادة كربونية، ويعتبر مرشحاً واعداً للتطورات المستقبلية في تكنولوجيا النانو، لكل من التطبيقات المدنية والعسكرية/الدفاعية، كما أثبتت أيضاً إمكاناته في مجالات مثل الناقلية الفائقة وخصائص النقل الإلكتروني، مما يسلط الضوء على إمكانية تطبيقه في الإلكترونيات النانو مترية.

وفي إطار ما سبق أجرى فريق بحثي من كلية العلوم بجامعة دمشق بالتعاون مع المعهد العالي للعلوم والتكنولوجيا  دراسة علمية بعنوان: "مقارنة بين طرائق PBE-D3 وB3LYP وB3LYP-D3 وMP2 للحسابات الميكانيكية الكمومية للاستقطابية وأطياف IR-NMR من أجل متماكبات C24، بما في ذلك المتماكب الجديد D2d” رُكز فيها على الفوليرين C24 وأهميته في مجالات مختلفة مثل التكنولوجيا وعلوم النانو، وقدرته على تخزين الهيدروجين، مما يعتبر عاملاً هاماً في مجال الطاقة.

وتهدف الدراسة العلمية إلى تقديم مساهمة من خلال فحص متماكباته، استناداً إلى دراسة "Zhang وDolg" ، حيث قدم الفريق البحثي ​​بنية جديدة تسمى "السوار" بتناظر D2d ، وتم فحص استقراره باستخدام الطرائق الحسابية لغاية تقييم ذلك الاستقرار.

وأجري في الدراسة، تحليلاً نظرياً شاملاً (دراسة نظرية) لمتماكبات C24 في الطور الغازي باستخدام طرائق PBE-D3/cc-pVTZ، وB3LYP/cc-pVTZ، وB3LYP-D3/cc-pVTZ، وMP2/6-31G ، وشملت مجموعة واسعة من الخصائص، بما في ذلك تحسينات الهندسة، والاستقرار الكيميائي، و الاستقطابية، وثوابت الفحص النووي، وطاقة فيرمي (FE)، وطاقة الفجوة (GE)، وطاقات التذرية (AE)، والتحليل الديناميكي الحراري،  وكذلك أطياف الأشعة تحت الحمراء  و أطياف الرنين المغناطيسي النووي.

واللافت للاهتمام أن الفريق البحثي في هذه الدراسة اقترح بنية جديدة، وهي بنية السوار (D2d)، وأشارت النتائج باستمرار إلى أن الصفيحة D6h هو الأكثر استقراراً بين متماكبات C24 المدروسة، في حين وجد أن السوار D2d هو الأقل استقراراً، كما تؤكد النتائج أن القفص Oh لديه أصغر استقطابية، بينما يُظهر الحلقة D12h أعلى استقطابية، مما يشير إلى تأثير كبير للحقل الكهربائي المطبق على غمامته الإلكترونية، وهو اتفاق بين جميع الطرائق.

وسلطت النتائج الضوء على تأثير اختيار المنهجية على الخصائص المتوقعة، مع التأكيد على الحاجة إلى دراسة متأنية عند تحليل وتفسير النتائج النظرية لمثل هذه البنى الهندسية المختلفة، إضافة للتأكيد على أهمية اختيار المنهجية وطاقات الارتباط والتشتت الإلكترونية في التنبؤ الدقيق بالخصائص وتفسير النتائج النظرية متماكبات C24 ذات البنى الهندسية المختلفة.

وفي الختام تشير الدراسة إلى أهمية النظر في تأثيرات الارتباط والتشتت الإلكترونية في التنبؤ بدقة بالاستقطابية، كما توفر رؤى قيمة حول الاستقرار والخصائص الإلكترونية وسلوك الاستقطابية لمتماكبات C24.