تقنية جديدة لمعالجة السيراميك.. بحث جديد للجامعة الأمريكية بالقاهرة

كتب- محمد عبدالناصر:

نشر الدكتور مصطفى يوسف الأستاذ المساعد لعلوم وهندسة المواد الحاسوبية في قسم الهندسة الميكانيكية بالجامعة الأمريكية بالقاهرة، ومحمد عبدالله والذي تخرج حديثا من الجامعة بتخصص مزدوج في الهندسة الميكانيكية والفيزياء، بحثًا جديدًا في مجلة الفيزياء Physical Review Materials حول تقنية مبتكرة تجعل من السيراميك أكثر متانة.

وأوضحت الجامعة، في بيان لها، أن يوسف وعبد الله عملا على تحديد نموذج يوضح كيف تتحرك شوائب معينة في السيراميك عند تعرضها للمجالات الكهربائية.

وقال الدكتور مصطفى يوسف: "جمعنا نماذج سابقة من الأبحاث بدءًا من الأربعينيات وحتى عام 2020 وقمنا بعمل محاكاة حاسوبية، حيث قمنا بتطبيق المجال الكهربائي على قطعة صغيرة من السيراميك على الكمبيوتر، ورأينا كيف تتحرك الشوائب".

وأضاف: "فخورون للغاية بالنشر في هذه المجلة العلمية المصنفة Q1 بمعامل تأثير [Impact 3.99] وهي جزء من سلسلة مجلة Physical Review التي يتم الإشارة بأبحاثها بشكل دائم في جوائز نوبل في الفيزياء والكيمياء، وتعد مجلات Q1 في فئة الـ25٪ الأعلى في المجلات في مجال الأبحاث".

وأشارت الجامعة، إلى أن الدكتور مصطفى يوسف وطلابه يدرسون في المحاضرات المواد المختلفة وخصائصها باستخدام المحاكاة والنمذجة والنظرية، وأجرى من قبل بحثًا حول مشكلة ذات صلة في عام 2017 خلال أبحاث ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

وأوضحت أن صاحبا البحث قيما الخمس نماذج الموجودة بالفعل من 1949 إلى 2020 بعناية حتى يتمكنا من تحديد النموذج الأفضل، وفي بعض الأحيان، استغرقت عمليات المحاكاة شهورًا حتى نهايتها، وتعين عليهما البدء من جديد في حال وجود أخطاء في برنامجهما الحاسوبي.

وتابعت: "ظهر في الأبحاث السابقة أن الفجوات الهوائية في قطعة من السيراميك تم التخلص منها عند إدخالها في مجالات كهربائية كبيرة، مما يجعل المادة أكثر كثافة ومتانة".

وقال الدكتور مصطفى يوسف: "عادة ما تستخدم درجات حرارة عالية جدًا باستخدام الأفران في عملية تسمى التلبيد أو التصليد ولكنها عملية مكلفة للغاية، وتوجد محاوات لإيجاد بدائل أكثر فعالية من حيث التكلفة، وتوجد تقنية أخرى وهي تلبيد الفلاش والتي تعد بديلا واعدا، حيث تنجح في تكثيف مواد السيراميك بشكل أسرع وتتطلب حرارة أقل من التلبيد التقليدي، وتُستخدم المجالات الكهربائية العالية أيضًا لتخزين المعلومات لأنواع جديدة من بطاقات ذاكرة الوصول العشوائي لأجهزة الكمبيوتر مما يزيد من إمكانيات سرعة الذاكرة".