بلازما باردة تفتح آفاقًا لإنتاج مركبات الكوبالت 2025

تخليق بلازمي لمركبات الكوبالت يُعد إنجازًا بارزًا في مجال الكيمياء المعاصرة، حيث أعلنت الجهات الروسية المسؤولة عن نجاح باحثين في تطبيق هذه الطريقة لأول مرة عالميًا. نشأ هذا التقدم من جهود مشتركة بين خبراء في أباتيتي وموسكو، لمعالجة المواد المعقدة بأساليب حديثة. يساهم هذا التطور في إنتاج مواد وظيفية دقيقة، ويبرز فيريت الكوبالت كعنصر أساسي يدعم الصناعات بفعالية متزايدة، مما يعزز الابتكار العلمي.

دور الفرق البحثية في تخليق بلازمي لمركبات الكوبالت

ساهم علماء من مؤسستين بحثيتين رئيسيتين في تحقيق هذا الإنجاز؛ إحداهما معهد كيمياء وتكنولوجيا العناصر النادرة والمعادن الخام التابع لمركز كولا العلمي في الأكاديمية الروسية للعلوم بأباتيتي، والأخرى معهد التخليق البتروكيميائي بموسكو. ركزت أعمالهم على تطبيق بلازما باردة نسبيًا لمعالجة ملح مزدوج معقد بصيغة [Fe(CN)₆]، المعروف بهكسا سيانوكوبالتات (III) لهكسا أمين الحديد (II). يوفر هذا الملح توازنًا مثاليًا بين الكوبالت والحديد، مما يتيح إنتاج أكاسيد مزدوجة بنسب دقيقة. تابعت الدراسات تأثير العلاج البلازمي على تدهور الملح؛ كما فحصت كيفية مساهمته في تشكيل فيريت الكوبالت CoFe₂O₄، وهو أكسيد متكامل يجمع بين العنصرين بكفاءة عالية. هذا التعاون يعكس كيف يجمع الخبراء بين التراث العلمي والأدوات الجديدة لمواجهة التحديات المعقدة في الكيمياء.

تفوق التقنية البلازمية في تخليق بلازمي لمركبات الكوبالت

تعتمد الطرق التقليدية على تسخين الأملاح المزدوجة لتحليلها، حيث تنفك الروابط العضوية ويتحول المعدن إلى أكاسيد أو خلائط؛ لكنها تعاني من مشكلات مثل الحرارة العالية جدًا، والأوقات الطويلة، وعدم القدرة على ضمان تركيب بلوري منتظم. تقدم البلازما الباردة بدائل أكثر فعالية، إذ تكسر الروابط التناسقية دون حرارة مفرطة، وتزيد من سرعة التفاعلات الكيميائية بشكل كبير، مع خفض الطاقة المستهلكة إلى حد أدنى. استخدم الفريق تفريغًا حاجزيًا بقوة 100 واط، مما غير لون الملح الأصلي بعد جولتين مدت كل واحدة عشر دقائق مع التحريك المستمر. أشارت التحاليل إلى حدوث تفاعل حراري إكزوثرمي عند 230 درجة مئوية تقريبًا، يتبعه استقرار عند 125 درجة، مما يثبت أن البلازما تحفز التفاعل دون الحاجة إلى حرارة مستمرة عالية أو اكتمال التركيب الأكسيدي في وقت مبكر. لتلخيص التحولات الحرارية الرئيسية، إليك جدولًا مبسطًا:

تطبيقات عملية لتخليق بلازمي لمركبات الكوبالت

خضعت العينات لتسخين إضافي بعد العلاج البلازمي من 300 إلى 1000 درجة مئوية، حيث اكتمل تبلور هيكل فيريت الكوبالت CoFe₂O₄ أحادي الطور عند 900 و1000 درجة. أكدت الوزارة الروسية أن دمج هذه التقنية مع التسخين اللاحق يتيح إنتاج الفيريت بدقة رفيعة وبنية متينة، في ظروف أقل تعقيدًا من الإجراءات الصناعية أو المخبرية التقليدية، مع تقليل الشوائب العضوية وزيادة كفاءة الطاقة. تؤكد الدراسة أهمية الأملاح المعقدة كأساس لصناعة مواد حديثة، وإمكانيات الطرق البلازمية في إنتاج أنظمة أكسيدية مع تركيبات معقدة وخصائص محددة بدقة. من بين العيوب البارزة للطرق التقليدية:

• الاعتماد على حرارة شديدة للغاية.
• فترات معالجة طويلة وغير فعالة.
• تحدي في الحصول على تركيب بلوري متسق.
• انفصال غير محكوم للروابط العضوية.
• استهلاك طاقة كبير يزيد من التكاليف الكلية.

يظهر هذا التقدم الروسي كيف يعيد تشكيل مجال المواد المتقدمة، مع آفاق واسعة في الإلكترونيات والطاقة والتطبيقات المغناطيسية.