نجح باحثون من جامعة تومسك التقنية في روسيا في تطوير تقنية مبتكرة لإنتاج مواد مضيئة ذات توهج أحمر زاهٍ، معتمدين كلياً على خامات طبيعية بدلاً من العناصر الكيميائية النادرة والمكلفة التي كانت تشكل عائقاً أمام عمليات التصنيع التقليدية.

ووفقاً لما نشرته مجلة Ceramics International، استبدل المبتكرون المواد الكيميائية الباهظة مثل اليوروبيوم والديسبروسيوم بمواد طبيعية متوفرة بكثرة، تشمل الرخام والطباشير والحجر الجيري والدولوميت، مما يفتح آفاقاً جديدة لخفض تكاليف إنتاج تقنيات الإضاءة المتقدمة.

آلية العمل والابتكار التقني

تعتمد الطريقة الجديدة على تركيب ألومينات الكالسيوم، وهي مركبات تدخل في صناعة علامات الطرق والتحذير. وقد استخدم الباحثون خامات طبيعية كمصدر للكالسيوم، مع إضافة أكسيد المنغنيز وحمض البوريك كمنشط للتوهج. أظهرت النتائج سلوكاً بصرياً فريداً؛ حيث تظهر العينات في ضوء النهار كمسحوق بني عادي، بينما تتوهج تحت الأشعة فوق البنفسجية باللون الأحمر بطول موجي يبلغ 654 نانومتر، وهو نطاق يتميز بوضوح عالٍ للعين البشرية.

تطويع الخصائص الطبيعية

وأوضح البروفيسور أندريه موستوفشيكوف، من قسم الهندسة الكيميائية بالجامعة، أن الميزة التنافسية لهذه التقنية تكمن في القدرة على التنبؤ بخصائص المادة بناءً على الشوائب الطبيعية الموجودة فيها. وأشار إلى أن:

• الرخام: يعتبر المصدر الأمثل للكالسيوم نظراً لبنيته المتجانسة ومحتواه من المغنيسيوم الذي يعزز التوهج.
• التحكم في الشوائب: يمكن للعلماء ضبط سطوع ولون التوهج بدقة عبر تحليل الشوائب، حيث تبين أن الحديد يقلل من السطوع بينما يعززه المغنيسيوم.

ومن المتوقع أن يسهم هذا الابتكار في تحويل صناعة لافتات السلامة، ومؤشرات الطوارئ، وأدوات التوجيه الضوئي، من خلال توفير بدائل متينة وعالية الكفاءة لا تتطلب عمليات تصنيع معقدة أو موارد نادرة.