حقق فريق من الباحثين في Kings College London إنجازا علميا لافتا بعد تمكنهم من تصنيع شكل جزيئي غير تقليدي من عنصر الألومنيوم يتمتع بنشاط كيميائي مرتفع.

ويرى العلماء، أن هذا الاكتشاف قد يمهد الطريق لاستخدام الألومنيوم كبديل محتمل لبعض المعادن الأرضية النادرة أو الباهظة الثمن المستخدمة في الصناعات الكيميائية المتقدمة، وهو ما قد يقلل الاعتماد على تلك الموارد المحدودة مستقبلاً.

على هيئة مثلث

كشفت الدراسة المنشورة في مجلة Nature Communications عن تصنيع مركب غير مسبوق يعرف باسم Cyclo-trialumene.

ويتكون هذا المركب من ثلاث ذرات ألومنيوم مترابطة في حلقة مثلثية، وهو ترتيب جزيئي نادر يمنح المادة خصائص كيميائية غير معتادة.

والمثير للاهتمام أن هذا التركيب لا يتميز فقط بدرجة عالية من التفاعلية، بل يتمتع أيضا باستقرار ملحوظ في المحاليل الكيميائية فبدلا من التفكك سريعا كما يحدث عادة في المركبات ذات النشاط المرتفع، يستطيع هذا الجزيء الحفاظ على بنيته أثناء دخوله في تفاعلات متعددة.

لم يكتف الباحثون بتحديد البنية الجزيئية الجديدة، بل درسوا أيضا قدراتها التفاعلية، لتكشف النتائج عن سلوك كيميائي مدهش.

فقد أظهر المركب قدرة على تنفيذ عدة تفاعلات معقدة، من أبرزها:

-تفكيك روابط قوية مثل جزيئات الهيدروجين.

-التفاعل مع مركب Ethene، وهو أحد أهم اللبنات الأساسية في الكيمياء الصناعية.

-بناء سلاسل جزيئية تدريجيًا عبر إدخال الإيثين داخل البنية الجزيئية.

-تكوين حلقات جديدة تجمع بين الألومنيوم والكربون بأحجام غير مألوفة، مثل الحلقات الخماسية والسباعية.

وتعد هذه التفاعلات عادة من اختصاص محفزات تعتمد على معادن انتقالية متخصصة، وليس عنصرا شائعا مثل الألومنيوم.

تكمن القيمة الحقيقية لهذا الاكتشاف في أن الألومنيوم يعد عنصرا وفيرا ومنخفض التكلفة مقارنة بالمعادن الثمينة المستخدمة في التحفيز الكيميائي، مثل Platinum وPalladium.

وتتميز هذه المعادن بارتفاع أسعارها وندرتها النسبية، ما يدفع العلماء حول العالم إلى البحث عن بدائل أكثر توفرا وأقل تكلفة اقتصاديا بيئيا.

ومن هنا يبرز الألومنيوم كمرشح واعد لتطوير محفزات كيميائية مستقبلية يمكن أن تخفف الاعتماد على المعادن الثمينة في العديد من الصناعات.

رغم أهمية هذا الإنجاز العلمي، يؤكد الباحثون أن الاكتشاف لا يزال في مرحلته الاستكشافية، وأن التطبيقات الصناعية الواسعة قد تحتاج إلى مزيد من الأبحاث والتجارب.

فالهدف الحالي يتمثل في توسيع فهم العلماء لكيمياء الألومنيوم ودراسة قدراته التفاعلية، قبل الانتقال لاحقا إلى تطوير محفزات مستقرة يمكن استخدامها على نطاق صناعي واسع.

يشير العلماء إلى أن عزل هذا الجزيء الثلاثي وإثبات قدرته على تنفيذ تفاعلات غير تقليدية يمثل خطوة مهمة في فهم الإمكانات الحقيقية للألومنيوم.

هذا العمل قد يمهد الطريق مستقبلا لتطوير محفزات كيميائية أقل تكلفة وأكثر استدامة، مما قد يسهم في تقليل الاعتماد على المعادن النادرة ويدعم التحول نحو صناعات كيميائية أكثر كفاءة وصداقة للبيئة.