المحاليل الصلبة.. احتباس الدواء كمحلول صلب أو كبعثرة أحادية الجزيء ضمن مطرس منحل بالماء

المحاليل الصلبة
solid solution

إن المحاليل الصلبة عبارة عن صيغة حيث يتم احتباس الدواء كمحلول صلب أو كبعثرة أحادية الجزيء monomolecular dispersion ضمن مطرس matrix منحل بالماء.

بالرغم من أن المحاليل الصلبة طريقة فعالة لزيادة امتصاص الدواء فإن فهناك دواء واحد فقط يسوق حالياً بهذا الشكل وهو الغرِيزْيوفولفِيِن griseofulvin.

إن المحلول الصلب، خليط من اثنين من المواد الصلبة البلورية التي تتعايش كمادة صلبة بلورية جديدة، أو شعرية الكريستال.

يمكن تحقيق الخلط عن طريق الجمع بين المواد الصلبة عند ذوبانها في سوائل في درجات حرارة عالية ثم تبريد النتيجة لتشكيل مادة صلبة جديدة أو عن طريق ترسيب أبخرة مواد البدء على ركائز لتشكيل أغشية رقيقة.

كما هو الحال مع السوائل، يكون للمواد الصلبة درجات مختلفة من الذوبان المتبادل، اعتمادًا على خواصها الكيميائية وهيكلها البلوري، والتي تحدد كيف تتناسب ذراتها معًا في الشبكة البلورية المختلطة.

قد تكون الشبكة المختلطة بديلة، حيث تحل ذرات البلورة البادئة محل ذرات الأخرى، أو الخلالي، حيث تشغل الذرات مواقع شاغرة عادة في الشبكة.

قد تكون المواد قابلة للذوبان على مدى جزئي أو كامل من التركيزات النسبية، مما ينتج بلورة تختلف خصائصها بشكل مستمر على المدى.

يوفر هذا طريقة لتخصيص خصائص الحل الصلب لتطبيقات معينة.
تظهر العديد من المحاليل الصلبة في الطبيعة في شكل معادن مصنوعة في ظروف الحرارة والضغط.

ومن الأمثلة على ذلك المجموعة المعدنية الزبرجد الزيتوني، وخاصة سلسلة فورستيت - فاياليت، التي يتراوح أعضاؤها من فورستريت (Mg2SiO4) إلى الفياليت (Fe2SiO4).

يمتلك المركبان هيكلاً بلوريًا متطابقًا ويشكلان محلولًا صلبًا بديلًا يمكن أن يتراوح بين 100٪ من المغنيسيوم (Mg) إلى 100٪ من الحديد (Fe)، بما في ذلك جميع النسب بينهما، مع خصائص فيزيائية تختلف بسلاسة من تلك الخاصة بالهرستات إلى تلك الموجودة في fayalite.

تعد المحاليل الصلبة لأشباه الموصلات ذات قيمة تكنولوجية كبيرة، كما هو الحال في مزيج من زرنيخيد الغاليوم (GaAs) مع فوسفيد الغاليوم (GaP) أو زرنيخيد الألومنيوم (AlAs) أو زرنيخيد الإنديوم (InAs).

يمكن ضبط خصائص هذه المحاليل الصلبة على القيم بين تلك المركبات النهائية عن طريق ضبط النسب النسبية للمركبات؛ على سبيل المثال، يمكن تعيين فجوة النطاق لتركيبات InAs و GaAs في أي مكان بين قيمة InAs النقية (0.36 إلكترون فولت [eV]) وقيمة GaAs البحتة (1.4 eV)، مع تغييرات مقابلة في المواد الكهربائية والبصرية الخصائص.

هذا النوع من المرونة يجعل حلول أشباه الموصلات الصلبة مفيدة للغاية لمجموعة متنوعة من الأجهزة الإلكترونية والبصرية، بما في ذلك الترانزستورات، الخلايا الشمسية، أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء، الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs)، وأشعة ليزر أشباه الموصلات.