إن الهياكل الجزيئية للقفص المغلق بأبعاد نانومترية معروفة منذ سنوات - فقد عُرفت الهياكل الأولى التي تحتوي على الكربون النقي، ثم تم نشر اكتشاف البروفيسور رشيف تانا لبانوراما للمكونات غير العضوية. تم اكتشاف الأساس النظري لسبب تشكل هذه الأقفاص الجزيئية غير العادية لاحقًا
تم الكشف مؤخرًا عن بنية نانوية جزيئية مغلقة جديدة وغير مسبوقة، والتي يتم إنتاجها باستخدام ضوء الشمس عالي التركيز، من قبل فريق يضم البروفيسور جيفري جوردون ودانيال فيورمان من جامعة بن غوريون في النقب، والمجموعة البحثية للبروفيسور رشيف تانا من جامعة بن غوريون في النقب. معهد وايزمان للعلوم والدكتور أندريه أنيشين من جامعة الأورال الفيدرالية في روسيا.
تم نشر نتائج البحث الذي يكشف عن البنية النانوية لقفص جزيئي مغلق في العدد الأخير من إحدى المجلات الأكثر احتراما في مجال تكنولوجيا النانو - أكس نانو .
إن الهياكل الجزيئية للقفص المغلق بأبعاد نانومترية معروفة منذ سنوات - فقد عُرفت الهياكل الأولى التي تحتوي على الكربون النقي، ثم تم نشر اكتشاف البروفيسور رشيف تانا لبانوراما للمكونات غير العضوية. تم اكتشاف الأساس النظري لسبب تشكل هذه الأقفاص الجزيئية غير العادية لاحقًا - حيث وجد أنها تظهر خصائص إلكترونية وميكانيكية وكيميائية مفاجئة وغير متوقعة.
لكن حتى الآن لن تنجح أي هياكل نانوية ذات قفص مغلق، تتكون من طبقات متناوبة من مكونات كيميائية مختلفة، كل واحدة منها بمفردها ستفشل، ولكنها مجتمعة، كبنية فوقية من المكونات "غير الناجحة"، لن تنجح. وفي هذه الحالة، كان المكونان هما كبريتيد الرصاص وكبريتيد القصدير.
تم تحقيق قصة النجاح التجريبية هذه بفضل فرن شمسي متطور، تم تصميمه وبنائه من قبل البروفيسورين جوردون وفيورمان في مختبرهما في حرم سدي بوكر بجامعة بن غوريون في النقب (في قسم ألكسندر يرسين للطاقة الشمسية والبيئة) الفيزياء في معهد جاكوب بلوستين لأبحاث الصحراء). لقد ثبت أن الإشعاع الشمسي عالي التركيز هو عنصر أساسي في إنشاء مفاعل فريد من نوعه، مما يؤدي إلى دمج هذه الهياكل النانوية الفردية غير الناجحة. ويحتاج المفاعل إلى درجات حرارة تصل إلى 3,000 درجة مئوية مع مرور الوقت، ومناطق تشعيع كبيرة نسبيا، وبيئة محيطة متوهجة شديدة الحرارة وتدرجات حادة.
بفضل الحسابات الجزيئية المعقدة، التي ساهم بها الدكتور أندريه أنيشين، أصبح من الممكن شرح وقياس وتقديم القوى القطبية بين الشرائح الجزيئية المختلفة لكبريتيد القصدير وكبريتيد الرصاص، بهدف أن تلعب دورًا مركزيًا في التثبيت غير الناجح. الهياكل الفوقية التي تتكون من طبقات، بما في ذلك نطاق أحجام الجسيمات (100 -20 نانومتر) التي تم اكتشافها في المنتجات التجريبية.
تتنبأ هذه النتائج الرائدة بالأبحاث المستقبلية، حيث سيكون من الممكن تحديد مجموعة غنية من الهياكل النانوية غير الناجحة التي تم بناؤها في طبقات، ودمجها. ويجري حاليًا التخطيط لهذه الدراسات بالتنسيق بين رشف تانا وجيفري جوردون ودانييل فيورمان.
ونظرًا للوجود غير المتوقع لمثل هذه الهياكل النانوية، فلا يزال من السابق لأوانه تناول الخصائص والتطبيقات غير العادية التي يمكن أن تقدمها. ومع ذلك، فإن الخصائص المعروفة لكبريتيد الرصاص وكبريتيد القصدير، كل على حدة، تشير إلى أن بنيتهما النانوية المضطربة يمكن أن تكشف عن امتصاص بصري مثير للاهتمام للضوء، مما قد يؤدي إلى تطبيقات في التحفيز الضوئي والكشف الضوئي.
