פריצת דרך של חוקרים באוני' ת”א תאפשר לפתח חלונות ומשטחי קולטי שמש הדוחים מים ומתנקים בעצמם

יישום אפשרי אחר: סוללות רבות עוצמה לרכבים חשמליים. המחקר, המשותף לשתי קבוצות שונות – האחת מהפקולטה למדעי החיים והשניה מהפקולטה להנדסה, מתפרסם היום בכתב העת Nature Nanotechnology

מחקר מתמשך בתחום הננוטכנולוגיה המתבצע באוניברסיטת תל אביב, הניב בימים אלה שיטה לארגון עצמי של חומרים ננומטריים שיש לה השלכות מעשיות על חיי היום יום של כולנו בעתיד הלא רחוק.

התגלית משותפת לקבוצתו של פרופ' אהוד גזית ותלמידת המחקר במעבדתו, ליהי אדלר-אברמוביץ מהפקולטה למדעי החיים ע”ש ג'ורג' ס. וייז באוניברסיטת ת”א, וכן פרופ' גיל רוזנמן, ותלמיד המחקר שלו דני ארונוב מהפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל-אביב וחברים נוספים משתי קבוצות המחקר.

השיטה שפיתחו חברי שתי הקבוצות ואשר מוצגת היום במאמר המתפרסם בכתב העת Nature Nanotechnology תאפשר יצירת קבלים רבי עוצמה בסוללות נטענות (בפרט ליישומים בתחום המכונית החשמלית), או לחילופין, יוכלו לשמש לבניית חלונות או קולטי שמש (או כל משטח נדרש אחר) שידחו מים וכך גם ינקו את עצמם, ללא מגע יד אדם.

המחקר מדגים את רב תחומיותה של הננוטכנולוגיה, כאשר ביולוגיה, כימיה ופיסיקה מתערבבים יחדיו כדי ליצור תוצרים חדשים לחלוטין, במקרה זה, מדובר בננו-צינרות חלבוניים. החלבונים (פפטידים) כידוע הם חומר ביולוגי, ידידותי לסביבה, שנעשה בהם שימוש ליישומי ננוטכנולוגיה שאינם בתחום הביולוגיה או הרפואה.

החוקרים פיתחו שיטה בה הם יכולים לסדר את הננו-צינורות החלבוניים באופן מאונך לפני השטח ובנוסף יכולים לשלוט בעובי וצפיפות שכבת הננו-מבנים. השיטה מתבססת על נידוף אבני הבניין החלבוניים שבונות את הננו-צינור בתנאי ואקום וטמפרטורה גבוהה. התוצאה היא משטח אחיד ומסודר של ננו צינורות חלבוניים. הסידור של הננו-צינורות מוביל להגדלה משמעותית של שטח הפנים.

הטכנולוגיה הפשוטה המאשפרת סידור מדויק של הננו צינורות פותחת צוהר למגוון יישומיים. כאמור, בעבודת זו הראו החוקרים דוגמאות לשני יישומים המבוססים על המשטחים המסודרים של הננו-צינורות: הראשון הינו שימוש במשטח הננו צינורות המסודר ליצירת סופר קבלים בעלי צפיפות ההספק וצפיפות אנרגיה גבוהה, שיוכלו להשתלב בסוללות נטענות, למתן פולסים מהירים ועתירי אנרגיה (למשל בעת זינוק בעליה).

היישום השני הוא יצירת חלונות חכמים, ישום זה מתבסס על יצירת שכבה סופר-הדרופובית, הצינורות הננומטרים המסודרים יוצרים משטח אחיד הדוחה מים. ציפוי של חלון באמצעות הננו-צינורות לא יאפשר לטיפות מים להרטיב אותו, אלא יגרום לטיפות המים להתגלגל במורד המשטח ולאסוף איתן חלקיקי פסולת ואבק וכך לנקות את המשטח. כך כל מטר גשם יוביל לניקוי מלא של החלון, ובאשר לקולטי שמש, ציפויים במשטח החדש יאפשר להציבם במקומות מרוחקים אך שופעי שמש, מבלי לחשוש שהחול במדבר יגרום להם לירידת תפוקה.

הננו-צינורות החלבוניים הללו נמצאו גם עמידים בטמפרטורות גבוהות ותנאים קיצוניים מה שיאפשר את שילובם בתהליכי ייצור במיקרו-אלקטרוניקה. בנוסף, המקור הביולוגי של חומרים אלו יאפשר יישומים רפואיים וביוטכנולוגיים.

בדצמבר 2006 הקדיש כתב העת Nature Nanotechnology את השער שלו למאמר של פרופ' אהוד גזית וחברי מעבדתו, ואשר עסק ביישום של אותם ננו-צינורות חלבוניים, כאף מלאכותי לאיתור חומרי נפץ ורעלים בריכוזים נמוכים במיוחד.