الذهب يتنفس في السائل سريع
جسيمات الذهب النانوية في السائل تشبه كائنات حية صغيرة: فهي تغيّر بنيتها الداخلية باستمرار، وكأنها تتنفس. تمكن العلماء من النظر إلى هذه العملية باستخدام مجهر إلكتروني يلتقط صورًا كل ميلي ثانية، وشبكة عصبية تنظف الصور من التشويش. واتضح أن الشبكة البلورية للجسيمات تارة تصبح منتظمة كصفوف الجنود في العرض العسكري، وتارة تتفكك في فوضى كحشد بعد حفل موسيقي.
هذه التغيرات ليست عشوائية. إنها تعتمد على ما يحيط بالجسيم: أي الجزيئات تسبح في السائل، وأي الأيونات تلتصق بالسطح. عندما يتغير الوسط المحيط، يعيد الجسيم ترتيب نفسه فورًا. هذا "التململ" يؤثر على سرعة ذوبان الذهب وعلى كيفية التحام الحبيبات البلورية المجاورة. في السابق، كانت هذه العمليات أسرع من أن تُرى، لكنها الآن وقعت في عدسة الكاميرا.
فهم هذه الديناميكية سيساعد في صناعة محفزات وحساسات وأجهزة أخرى أكثر استقرارًا، حيث تعمل الجسيمات النانوية في السائل. فإذا عرفنا كيف يستجيب الجسيم للبيئة المحيطة، يمكننا اختيار الظروف التي تجعله يعمل لفترة أطول وبشكل أكثر موثوقية.
جسيم الذهب النانوي الواحد يحتوي على بضعة آلاف من الذرات فقط، وكل ذرة منها يمكن أن تتحرك خلال ميلي ثانية — مقارنةً بخاتم ذهب عادي حيث تكون الذرات شبه ثابتة.
في رواية مايكل كرايتون "السرب"، تخرج الروبوتات النانوية القادرة على إعادة ترتيب نفسها استجابةً للبيئة عن السيطرة — وهذه الدراسة عن الجسيمات النانوية الديناميكية تقربنا من فهم مثل هذه السيناريوهات.