ورقة بسمك أرق بمئات المرات من شعرة الإنسان — هكذا يمكن وصف الغشاء الذي زرعه العلماء من أكسيد الفاناديوم. داخل هذا الغشاء، تتحرك الإلكترونات، حاملات التيار الكهربائي الصغيرة، دون تصادمات تقريبًا. وكأنها سيارات على طريق سريع فارغ في الليل، تتسارع ولا تفقد سرعتها.
لفهم كيفية حدوث ذلك، قام الباحثون بتبريد الغشاء إلى 269 درجة مئوية تحت الصفر ووضعوه في مجال مغناطيسي قوي. تحت هذه الظروف، بدأت الإلكترونات تتحرك في حلزونات، وأصبح من الممكن قياس مسارها. واتضح أن هناك ثلاثة أنواع من "المسارات" للإلكترونات في الغشاء: مساران سريعان ومسار بطيء. على أحد المسارات السريعة، تطير الإلكترونات بحرية خاصة — حيث يبلغ طول مسارها دون تصادمات 20 ضعف سمك الغشاء نفسه.
هذه الحرية في الحركة نادرة في الأغشية الرقيقة. عادةً، تعمل خشونة السطح والعيوب داخل المادة على إبطاء الإلكترونات، مثل الحفر على الطريق. لكن في هذا الغشاء، الذي نما طبقة تلو الأخرى، تمكنوا من تحقيق نعومة شبه مثالية. لذلك تتصرف الإلكترونات تمامًا كما في البلورات الأحادية باهظة الثمن التي تُزرع على مدى سنوات.
هذا الاكتشاف يقربنا من إلكترونيات المستقبل الشفافة: شاشات مدمجة في النوافذ وشاشات مرنة. إذا تعلمنا كيفية إنتاج هذه الأغشية بكميات كبيرة، فسنتمكن من ارتداء الإلكترونيات كالملابس ورؤية من خلالها كما نرى من خلال الزجاج العادي.
سمك الغشاء في التجربة هو 38 نانومترًا. وهذا أرق بحوالي 2000 مرة من شعرة الإنسان. لتكوين كومة من هذه الأغشية بارتفاع عملة معدنية، ستحتاج إلى حوالي 30 000 طبقة.
في مسلسل «الفضاء» (The Expanse)، تعمل الشاشات الشفافة على الخوذات ونوافذ السفن باستخدام أغشية رقيقة موصلة — تمامًا مثل تلك التي درسها مؤلفو المقال.