ידענים: ננו טכנולוגיה

מאת 6 במאי 2012 4 תגובות

חוקרים ממכון המחקר הצרפתי CNRS ומאוניברסיטת שטרסבורג הצליחו לייצר סיבי פלסטיק בעלי יכולת הולכת חשמל גבוהה שעוביים מספר ננומטרים בלבד

תמונת מיקרוסקופ (AFM) המציגה סיב סופרא-מולקולרי מוליך המורכב ממספר סיבים קצרים. כל נקודה מהווה מולקולה נפרדת (גובה הסיב התמונה הוא 50 ננומטרים).

תמונת מיקרוסקופ (AFM) המציגה סיב סופרא-מולקולרי מוליך המורכב ממספר סיבים קצרים. כל נקודה מהווה מולקולה נפרדת (גובה הסיב התמונה הוא 50 ננומטרים).

 

חוקרים ממכון המחקר הצרפתי CNRS ומאוניברסיטת שטרסבורג הצליחו לייצר סיבי פלסטיק בעלי יכולת הולכת חשמל גבוהה שעוביים מספר ננומטרים בלבד. סיבים אלו נוצרים בחשיפה לאור או להבזק אור. בהיותם חומרים זולים ופשוטים לייצור, הם משלבים את היתרונות של שני החומרים הנפוצים ביותר היום המשמשים להולכת חשמל: מתכות ופולימרים אורגניים פלסטיים. למעשה, הם דומים בתכונת המוליכות החשמלית שלהם למתכות.

בנוסף להיותם חומרים זולים ופשוטים לייצור, הם גם קלי-משקל וגמישים כפלסטיקים – תכונות הסוללות את הדרך לפיצוח אחד האתגרים החשובים ביותר בתחום האלקטרוניקה של המאה העשרים ואחת: מזעור הרכיבים לקנה מידה ננומטרי. ממצאי המחקר פורסמו באתר כתב-העת המדעי Nature Chemistry. השלב הבא הוא להצליח ולהדגים כי סיבים אלו יוכלו להשתלב בקנה מידה תעשייתי בתוך התקנים אלקטרונים כגון צגים גמישים, תאים סולאריים, טרנזיסטורים וכיו"ב.

במחקרם הקודם המדענים הצליחו לקבל לראשונה אי-פעם ננו-חוטים. לשם כך, הם שינו באופן כימי מולקולות כימיות המכונות "טריארילאמינים" המשמשים מזה עשורים במכונות צילום. לתדהמתם הרבה הם גילו כי בחשיפה לאור ובתמיסה עצמה המולקולות החדשות התגודדו באופן עצמאי לערמות סדורות תוך קבלת סיבים זערוריים.

בשלב הבא החוקרים בחנו את התכונות האלקטרוניות של ננו-הסיבים שהתקבלו. הם מיקמו את המולקולות במגע עם מעגל חשמלי מיקרומטרי שכלל אלקטרודות זהב המרוחקות כמאה ננומטרים אחת מהשנייה. בשלב הבא הם הפעילו שדה חשמלי בין אלקטרודות אלו.

הממצא החשוב הראשון היה כי כאשר המולקולות נמצאות בתמיסה ונחשפות לאור הן מתארגנות באופן עצמאי בין האלקטרודות. התוצאה המפתיעה השנייה הייתה שמבנים אלו, הקלים והגמישים כחומרי פלסטיק, הצליחו להעביר רמה גבוהה במיוחד של זרם, רמה הקרובה לזו הקיימת בחוטי מתכת. בנוסף, יש להם התנגדות נמוכה במיוחד למתכות, כעשרת אלפים פחות מהפולימרים האורגניים הטובים ביותר הקיימים היום בשוק.

הידיעה על המחקר

4 תגובות ל “ננו-סיבי פלסטיק מוליכי חשמל”

  1. daniel r

    Mr. Ben Ner:
    I think the last, unclear sentence is a translation of this one:
    "they have very low interface resistance with metals6: 10,000 times below that of the best organic polymers."

  2. daniel r

    Yair:
    If there were no amazing things, we wouldn't even need scientists to study them.

    If your point is that scientists do not yet fully understand self organization – bingo! That's why we are studying it, and sharing what we discover in articles.

    In each particular case of self organization the explanation is found a-posteriori through simulations. What we would like is to find simpler yet more general principles.
    Any analogy to a person who does not understand what just happened is valid.

  3. א.בן נר

    לדר. משה נחמני
    בבקשה הסבר. מה פירוש המשפט בשורה הלפני אחרונה "…יש להם התנגדות נמוכה במיוחד למתכות…"
    תודה לתשובתך

  4. אר יאיר

    השורה התחתונה כאן – אם הבנתי נכון, הו הדיוט שכמוני – היא שאנחנו עדיין בעידן שבו
    ההישגים הגדולים ביותר בתחום הננו הם חומרים, תבניות או תכונות שנוצרים מאליהם
    ואמנם מדהימים את המדענים.
    אך, ביננו, אם החומרים לא היו מסתדרים עצמאית, המדענים היו פשוט עומדים חסרי
    אונים, לא היו מפרסמים שום דבר וקל וחומר – לא נדהמים משום דבר.
    שזה מקביל, נניח, לאדם הקדמון שאוכל איילה שנשרפה בדליקת יער. הוא עדיין לא
    צייד, לא חקלאי ואפילו לא בשלן. הבשר הצלוי פשוט הופיע באופן עצמאי – לתדהמתו.

הוספת תגובה

  • (will not be published)