إكتشاف:أجهزة إلكترونية "بوليمر" لتقصي الأوراق النقدية!!!

باحثون بجامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية يطورون أجهزة إلكترونية "بوليمر" لتقصي الأوراق النقدية

قام باحثون بمعمل المواد والأجهزة الوظيفية متناهية الصغر بجامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية بتطوير أول جهاز بوليمر بالكامل، بذاكرة غير متلاشية على الأوراق النقدية. هذا وقد تم نشر البحث في إصدار شهر أبريل 2012 في صحيفة "أدفانسد ماتيريال" المرموقة.

وقد تعاون في هذا المشروع كل من د/حسام الشريف، أستاذ مساعد بعلوم وهندسة المواد،طالب الدكتوراه عدنان خان وباحث ما بعد الدكتوراه د/أنات بهانسالي

وقد كانت ثمرة جهودهم المشتركة أول ذاكرة من نوعها مكونة بالكامل من البوليمر، ذات عازل كهربائي شفاف على عملة ورقية ذات خواص تُباري تلك الخاصة بالذاكرات المصنوعة من ركيزة السيليكون التقليدية.

تعريف الريال بموجات الراديو

تم تصور فكرة دمج ذاكرة على الأوراق النقدية ، على أنها تُظهر مدى جدوى تصنيع سمات تأمينية إلكترونية نشطة ، مثل علامات تعريف ترددات موجات الراديو (RFID).

نظرياً، سوف توفر علامات (RFID)، للحكومات وهيئات تنفيذ القانون، وسيلة لتتبع النقود، يسمح (RFID) للنقود بأن تحمل تاريخها الخاص بها، عبر تسجيل معلومات عن مكانها، وبالتالي لن نحتاج إلى التقصي لاستكشاف النقود المزيفة. ويجب جعل جميع طبقات أجهزة الذاكرة، مرنة، شفافة، غير مكلفة، وقادرة أن تُودع في درجة حرارة العمليات المنخفضة. الى جانب كونها متنية. لكي تعمل هذه الأجهزة على الأوراق النقدية. علاوة على ذلك يمكن لأجهزة الذاكرة المكونة بالكامل من البوليمر ذات العازل الكهربائي الشفاف، تخزين البيانات بشكل دائم.

الابتكار هو السبيل للتغلب على التحديات

أن تطوير هذا الجهاز كان بمثابة عملية اختبار، والتي كان على الباحثين من خلالها التغلب على ثلاث تحديات رئيسية:

أولاً : السطح الليفي الخشن لورقة الريال السعودي ــ مما يجعل من المستحيل صنع أجهزة إلكترونية تتسم بالجودة.
ولحل هذه المشكلة، قام الفريق بدمج طبقة تسطيح (تنعيم) بوليمرية (بوليديميثيلسيلوكسان - PDMS) على السطح الخشن لعملة الريال وهي طبقة مرنة، شفافة، لاصقة وخاملة، نسبة للطبقات الموجودة على السطح.

ثانياً: تحسين أداء أجهزة الذاكرة كاملة البوليمر على العملات الورقية.

عادة، كانت الأقطاب الكهربائية دائماً ما تقلل من أداء هذه الأجهزة.وقدقام الفريق بتنشيط الأقطاب الكهربائية لمادة البوليمر، مما مكَّنهم من زيادة قدرتها على التوصيل الكهربائي بشكل كبير، وبالتالي تحقيق تحسُّن كبير في أداء أجهزة الذاكرة المكونة بالكامل من البوليمر ذات العازل الكهربائي الشفاف، لتعادل الأقطاب الكهربائية على المعادن.

ثالثاً: دمج الجهاز النشط على طبقة تسطيح نافرة للماء.

أشار عدنان: انه "لا يمكن أبداً لأقطاب البوليمر الكهربائية عالية التوصيل والمرتكزة على الماء، أن تلتصق بهذه الطبقة النافرة للماء"، وعليه قام الفريق بتعديل سطح طبقة التسطيح باستخدام عملية ملطفة باستخدام البلازما، بحيث تم تغيير خصائص السطح دون أن يفقد نعومته. وبفضل البحث والمثابرة، أبدت أجهزة الذاكرة أداءً ممتازاً، بفولتات تشغيل منخفضة، تقنية عالية، ونافذة ذاكرة ضخمة مزودة بخصائص حفظ ممتازة.

بحث رائد في مجال البوليمر

لا يقتصر دور هذا البحث على عرض ذاكرات عالية الأداء، وغير متلاشية على الأوراق النقدية، ولكنه أيضاً يلقي الضوء على أنه يمكن استخدام البوليمر كرقائق موصلة، رخيصة الثمن، مرنة وشفافة، محلياً وعالمياً في الدوائر الإلكترونية بدلاً من الخطوط المعدنية.

فضلاً عن قيمة هذه التقنية لتطبيقات مكافحة التزييف، هناك تطبيقات أخرى محتملة منها : الأوراق الإلكترونية، العروض المرنة، وأجهزة الاستشعار. ونظراً للتكلفة الإنتاجية المنخفضة لهذه الذاكرة، يمكن أيضاً استخدامها في أجهزة الاستشعار، حيث انها في المتناول وبسعر منحفض، وعلامات (RFID) تستخدم في تتبع ونقل النقود والبضائع، ومراقبة الجرد وتأمين المركبات.

وصرح خان والدكتوربهانسالي : "لقد كان المشروع بأكمله ممتعاً للغاية، وفي نفس الوقت، كان بمثابة خبرة جديدة أضيفت إلى خبراتنا في العمل وفي الحياة. وكانت احدى الاضافات الحقيقية التي نسعى إليها كل يوم.

وأضاف أ.د. الشريف: "أنا فخور بعدنان وأنات لما قدَّماه من عمل شاق وإنجازات مثمرة، مما يظهر لنا أن باحثي جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية، قادرون على القيام بأبحاث عالية الكفاءة بأداء عالي المستوى، يعترف بها أقرانهم على مستوى العالم،".