بكين، 25 أبريل/نيسان 2026 - حقق فريق بحثي بقيادة الباحث لو لي من معهد بحوث المعادن التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، إنجازًا كبيرًا في تكنولوجيا مواد النحاس، حيث نجح في تطوير "رقاقة نحاسية فائقة" تجمع بين قوة فائقة، وموصلية عالية، وثبات حراري ممتاز. وقد كسرت هذه المادة المبتكرة، التي تصل قوة شدها إلى 900 ميجا باسكال، المعضلة التقليدية المتمثلة في الجمع بين القوة والموصلية والثبات الحراري في رقائق النحاس، مما يفتح آفاقًا جديدة لتطوير صناعة تخزين الطاقة.
يتميز النحاس بقوة وصلابة عاليتين، مما يجعله مقاومًا للصدمات والاهتزازات الخارجية. وعلى عكس المواد ذات القوة المنخفضة، فإنه لا ينفك أو ينكسر، مما يضمن استقرار عمل النظام. وتأخذ رقائق النحاس الفائقة المطورة حديثًا هذه المزايا إلى مستوى جديد، بفضل تصميمها الفريد ذي البنية المجهرية "المتدرجة الترتيب النانوي".
يكمن الابتكار الأساسي لرقاقة النحاس الفائقة في تصميمها الميكروي: فقد قام فريق البحث بتشكيل نطاقات نانوية عالية الكثافة، بمتوسط حجم لا يتجاوز 3 نانومترات، على ركيزة من رقائق النحاس عالية النقاء بسمك 10 ميكرونات، وذلك باستخدام تقنية الترسيب الإلكتروليتي المتوافقة مع التطبيقات الصناعية. تتوزع هذه النطاقات النانوية بتدرج دوري على طول اتجاه سمك رقاقة النحاس، على غرار "شبكة فولاذية نانوية" داخل المادة، مما يعزز المتانة بشكل فعال مع ضمان توصيلية ممتازة.
تُظهر بيانات الاختبار أن قوة الشد لرقائق النحاس الفائقة تصل إلى 900 ميجا باسكال، أي ما يعادل 1.5 إلى 2 ضعف قوة الشد لرقائق النحاس الصناعية العادية (300-600 ميجا باسكال). وفي الوقت نفسه، تحافظ موصليتها الكهربائية على 90% من الموصلية القياسية للنحاس (IACS)، أي ما يقارب ضعف موصلية سبائك النحاس التقليدية ذات القوة نفسها. والأهم من ذلك، أن المادة تُظهر ثباتًا حراريًا ممتازًا، إذ يبقى أداؤها ثابتًا تقريبًا بعد وضعها في درجة حرارة الغرفة لمدة 180 يومًا، مما يحل تمامًا مشكلة انخفاض أداء مواد النحاس عالية القوة نتيجةً للتلدين الذاتي.
بالنسبة لصناعة تخزين الطاقة، التي تتطلب معايير صارمة فيما يتعلق بموثوقية المواد، تُعدّ الخصائص الميكانيكية المتميزة والاستقرار العالي لرقائق النحاس الفائقة ميزةً تطبيقيةً واضحة. يتميز النحاس بقوة وصلابة عاليتين، مما يجعله مقاومًا للصدمات والاهتزازات الخارجية. وعلى عكس المواد منخفضة القوة، فإنه يتجنب التفكك أو الكسر، مما يضمن استقرار تشغيل النظام. تُعدّ هذه الميزة بالغة الأهمية لأنظمة تخزين الطاقة التي تحتاج إلى التشغيل المستقر لفترات طويلة، حيث يمكنها مقاومة الإجهاد الميكانيكي الناتج عن النقل والتركيب والتشغيل اليومي، وتجنب مخاطر السلامة مثل تفكك الأطراف أو كسرها أو ارتفاع درجة حرارتها بسبب عطل في المادة.
إلى جانب خصائصه الميكانيكية الممتازة، يتمتع رقائق النحاس الفائقة بآفاق تطبيق صناعية واسعة. إذ يُمكن استخدامه على نطاق واسع في مُجمّعات تيار بطاريات تخزين الطاقة، وأطراف البطاريات، وقضبان التوصيل النحاسية، وغيرها من المكونات الرئيسية، مما يُساهم في تحسين كثافة الطاقة، وكفاءة الشحن، وسلامة أنظمة تخزين الطاقة. ومن الجدير بالذكر أن هذه المادة قد حققت قدرة إنتاج صناعية مستمرة، مما يُرسي أساسًا متينًا لتطبيقها على نطاق واسع في مجال تخزين الطاقة.
أشار خبراء الصناعة إلى أن ظهور رقائق النحاس فائقة الأداء لا يقتصر على توفير فكرة تصميم جديدة لإعداد مواد نحاسية عالية الأداء فحسب، بل يُعطي أيضًا دفعة قوية للتطوير عالي الجودة لصناعة تخزين الطاقة العالمية. وباعتبارها مادة أساسية تربط بين مراحل سلسلة صناعة تخزين الطاقة، فإن انتشار رقائق النحاس فائقة الأداء وتطبيقاتها سيعزز بشكل أكبر تطوير معدات تخزين الطاقة ويدعم عملية التحول العالمي في مجال الطاقة.
العربية
Jiaxin (Xiamen) Precise Metal C0.,Ltd.
