يبدو أن صبغة الطعام لا تستخدم فقط لصبغ البيض في عيد الفصح أو لوضع الزهور على كعك أعياد الميلاد. وقام عالم في جامعة واشنطن بوضع هذه المادة المنزلية في قلب عملية متقدمة جدا وهي تكنولوجيا الطباعة الضوئية الرائدة في مجال شبه الموصلات.
واستخدم ألبرت فولك وهو أستاذ مساعد في كلية الهندسة الحيوية كميات ضئيلة من الصبغات البراقة اللون في قنوات شفافة ودقيقة لصناعة نوع جديد من القوالب الضوئية، وهو أحدى الأدوات الأساسية في الطباعة الضوئية.
وتستخدم القوالب الضوئية لصنع وانتاج الأنماط في الطباعة الضوئية بحيث تمنع الضوء فوق البنفسجي، أو تمرره، والذي يعرض صورة لنمط الرقيقة على الطبقة الحساسة للضوء في اسفل القالب.
والقوالب الضوئية التقليدية تكون مسطحة ومعدنية وثابتة. ولكن قوالب الدكتور فولك لا تحوي أياً من هذه الخواص لأنها تقوم على معالجة السوائل الدقيقة داخل قنوات دقيقة.
وتصنع قوالب فولك السائلة بملء قنوات سيليكونية مجوفة بأصباغ مختلفة الألوان لإنتاج النمط الذي يعرض على الطبقة الحساسة. ويمكن تغيير الأنماط التي تكونها الصبغات بسرعة مثلا لتجربة تصميم لرقيقة ما لأن التغيير لا يحتاج إلا لتغيير الصبغات. وتعتبر القوالب التقليدية دائمية وأي تغيير لها يتطلب صنع قالب جديد، وهي عملية بطيئة ومكلفة، ولكن يمكن تغيير خواص القالب السائل بغضون ثوان بتغيير تركيز ألوان الصبغات، وبالتالي كمية الضوء التي تمرر من خلال نقطة معينة.
ويقول الدكتور جورج وايتسايدز وهو أستاذ كيمياء في جامعة هارفارد أن القوالب التي يمكن استخدامها لتوليد أنماط على مساحات أكبر باستخدام معدات الطباعة الضوئية التقليدية تبين درجة تقدم أنظمة السوائل الدقيقة.
وراجع الدكتور وايتسايدز رسالة الدكتور فولك لنشرها في مجلة اكاديمية العلوم القومية، ويقول أن ميزة هذا القالب هو خاصية السوائل الدقيقة الأساسية في قلة التي تتدفق في قنوات قد يكون حجمها عشر حجم شعرة الرأس فتختلط ببطء بحيث يمكن الحصول على تدفق متجانس لها بجانب بعضها البعض دون أن تختلط.
ولأنه يمكن جعل عدد من الصبغات أن تتدفق بجانب بعضها البعض بقنوات دقيقة بحيث تقوم كل صبغة بامتصاص كمية مختلفة من الضوء يقدم قالب السوائل الدقيقة طريقة مختلفة للقيام بالطباعة الضوئية غير الملونة بحيث يمتص كل جزء من الطبقة الحساسة للضوء كمية مختلفة من الضوء. وقد تؤدي قوالب السوائل الدقيقة لإنتاج منحنيات دقيقة مثل تلك التي في العدسات الدقيقة. وتعتبر صناعة هذه القوالب بسيطة ورخيصة، إذ يقوم على تكرير قنوات دقيقة تصنع في مادة بوليمرية مرنة التي يمكن صنعها من القالب الأصلي. ويتم إغلاق القنوات بتغليفها بطبقة رقيقة من المادة المرنة. ولأن هذه القوالب مرنة فيمكن إزالتها دون تخريبها، وبالتالي يمكن استخدام النمط مرات عديدة.
ويقول ستيفن كويك وهو أستاذ زميل في مجال الفيزياء التطبيقية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا أن بحث الدكتور فولك سيكون مفيدا في البحث الأكاديمي إذ يمكن استخدامه لإنتاج تراكيب علمية رخيصة. وهذا سيعطي الأكاديميين الذين تنقصهم الموارد المتوفرة في المجال التجاري ميزة تفوق.
ويقول ديفيد بيبي وهو خبير بالسوائل وأستاذ زميل في الهندسة الحيوية في جامعة وسكنسون أن السرعة التي يمكن فيها تغيير القالب الجديد تمثل ميزة. وفي رسالته ناقش الدكتور فولك عملية توليد أنماط الطبقة الحساسة للضوء بواسطة علامات متعددة الارتفاعات، إذ أعطى خمسة تركيزات للصبغة التي انتجت خمسة خطوط ذات ارتفاعات مختلفة. وفي صورة معينة اظهر قناة دقيقة تمر بها صبغات زرقاء وصفراء وحمراء بجانب بعضها البعض نظرا لقلة اضطرابها.
ويتوقع الدكتور وايتسايدز أن تلبي السوائل الدقيقة حاجة نامية في عمليات الفبركة الدقيقة كلما اصبحت خواصها معروفة أكثر. كما سيتعلم العلماء كيف تتصرف سوائل مختلفة في أنابيب دقيقة مقارنة مع أنابيب كبيرة. ويرى أن المثير في بحث فولك هو انه استخدام عدة ألوان متدفقة عوضا عن قالب ثابت وهذا قد يؤدي لطرق نحت العديد من الاشكال الثلاثية الابعاد.
ولا تعبر ميزة النحت هذه عن خواص الطباعة الضوئية نظرا للقوالب الدائمة التي تنتج مزايا بالارتفاع ذاته. لكن تعتبر هذه الجوانب العمودية التي تنتج في العملية أساس صناعة الإلكترونيات الضوئية والطباعة الضوئية.
* خدمة نيويورك تايمز. خاص بـ«الشرق الأوسط»