ידענים: ננו חומרים

מאת 10 בפברואר 2011 3 תגובות

שיטה חדשה לפיצול חומרים רב-שכבתיים, כדוגמת הגרפיט, ליריעות חד-אטומיות, תוכל להוביל לפיתוח טכנולוגיות מהפכניות בתחומים של רכיבי אלקטרוניקה ואחסון אנרגיה.

משטח גרפן נקי כפי שנסרק במיקרוסקופ אלקטרונים. איור: אוניברסיטת ונדרבילט

משטח גרפן נקי כפי שנסרק במיקרוסקופ אלקטרונים. איור: אוניברסיטת ונדרבילט

שיטה חדשה לפיצול חומרים רב-שכבתיים, כדוגמת הגרפיט, ליריעות חד-אטומיות, תוכל להוביל לפיתוח טכנולוגיות מהפכניות בתחומים של רכיבי אלקטרוניקה ואחסון אנרגיה.

צוות חוקרים בינלאומי, בראשות מדענים מאוניברסיטת אוקספורד ומאוניברסיטת דבלין, המציא שיטה רב-תכליתית ליצירת ננו-יריעות אלו בעובי של אטום יחיד מתוך מגוון חומרים באמצעות פעימות על-קוליות מתונות, מהסוג הנוצר ע"י התקני ניקוי של תכשיטים, ומממסים נפוצים. השיטה החדשה הינה פשוטה, מהירה וזולה, ותוכל לשמש בקנה-מידה תעשייתי. ממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת היוקרתי Science.

כל שכבת גרפיט בעובי של מילימטר אחד מכילה כשלושה מיליוני שכבות של גרפן – שכבה שטוחה של פחמן בעובי של אטום יחיד – המוערמות אחת ע"ג השנייה. "בשל תכונות אלקטרוניות יוצאות דופן אלו החומר גרפן זכה לתשומת לב מרובה, ואפילו היה הבסיס לפרס הנובל האחרון בפיסיקה, וחוקרים בתחום מקווים כי ביום מן הימים הוא יוכל להחליף את החומר סיליקון ברכיבי האלקטרוניקה העתידיים," מציינת ד"ר Valeria Nicolosi מאוניברסיטת אוקספורד. "אולם, למעשה, יש ברשותנו מאות חומרים רב-שכבתיים אחרים שבהם נוכל להשתמש על-מנת לפתח טכנולוגיות חדשניות ויעילות."

אחד מהחוקרים מוסיף ואומר: "בחומרים חדשניים אלו טמונות תכונות כימיות ואלקטרוניות המתאימות מאוד ליישומים של התקני אלקטרוניקה חדשים, חומרים מרוכבים חזקים במיוחד והתקנים ליצירת אנרגיה ואחסונה. ובמיוחד, מחקר זה מייצג פריצת דרך חשובה בפיתוח של חומרים תרמואלקטריים יעילים."

קיימים יותר ממאה וחמישים חומרים רב-שכבתיים מהסוג המרתק הזה – כגון בורון ניטריד, מוליבדן דיסולפיד וטונגסטן דיסולפיד – בעלי יכולת להפוך לחומר מתכתי, מתכתי-למחצה או מוליך-למחצה, וזאת בהתאם להרכבם הכימי ולסידור המוגדר של אטומיהם.

מזה עשורים שמדענים מנסים לייצר ננו-יריעות מתוך סוגי חומרים אלו מאחר ושכבות בעובי של אטום-יחיד תוכלנה לאפשר גילוי וניצול תכונות יוצאות דופן מבחינה אלקטרוניות ותרמואלקטרית. אולם, כל השיטות הקודמות היו ממושכות ומפרכות ובנוסף, החומרים שהתקבלו היו שבירים ובלתי-מתאימים לרוב היישומים הנדרשים.

"השיטה החדשנית שלנו מציעה עלויות נמוכות, ניצולת גבוהה מאוד והספק גדול במיוחד: בתוך מספר שעות אחדות ובעזרת מיליגרם אחד בלבד של החומר, ניתן לקבל מיליוני מיליונים של ננו-יריעות דמויות גרפן בעובי חד-אטומי מתוך מגוון נרחב של חומרים רב-שכבתיים מרתקים," מציינת החוקרת.

ננו-היריעות, שנוצרו בשיטה זו, ניתנות לריסוס ע"ג משטח של חומרים אחרים, בדומה לסיליקון, לקבלת "שכבות היברידיות" שתוכלנה להיות מוטמעות בתוך תהליכים ושיטות קיימות. חומרים אלו יוכלו לשמש בפיתוח של התקני מחשוב, חיישנים וסוללות חדשניים.
הידיעה על המחקר

3 תגובות ל “יריעות חד-אטומיות כחומר העתיד”

  1. אבי בליזובסקי

    היתה מתקפה על האתר בשבוע שעבר, אבל הצלחנו לסלק אותה והגברנו את האבטחה על השרתים ועל מערכת הניהול. ממתי ההודעה שאתה קיבלת?

  2. מה זה? אורן

    Reported Attack Page! This web page at http://www.hayadan.org.il has been reported as an attack page and has been blocked based on your security preferences.
    Attack pages try to install programs that steal private information, use your computer to attack others, or damage your system.

    Some attack pages intentionally distribute harmful software, but many are compromised without the knowledge or permission of their owners.

הוספת תגובה

  • (will not be published)