ננו-שפופרות של בור-ניטריד

לננו-שפופרות העשויות מבור-ניטריד יש יכולת להתגבר על מגבלות שונות שיש לננו-שפופרות פחמן, אך גם הן סובלות מבעיות בתחומים אחרים

ננו-שפופרות של בור-ניטריד הינן השלב הבא בעולם הננוטכנולוגי. למרות חלק מיתרונותיהן, חומרים אלו הרבה יותר בעייתיים מאשר “קרוביהם” מבוססי הפחמן.

בצד החיובי, החומרים הללו מסוגלים לעמוד בחום גבוה ביותר, אפילו מעל 1100 מעלות צלסיוס, אומר Yoke Khin Yap, פרופסור לפיסיקה באוניברסיטת מישיגן. “ננו-שפופרות פחמן תבערנה כמו פחם בגריל שהטמפרטורה שלו הינה מחצית מכך,” הוא אומר. בנוסף, התכונות

האלקטרוניות של ננו-שפופרות בור-ניטריד (BNNTs, הערך בוויקיפדיה) אחידות במיוחד. למרות היותם מבודדים מעולים, ניתן “לזהם” במכוון את החומרים הללו עם מעט חומרים אחרים בכדי לקבל מוליכים למחצה מתוכננים שיוכלו לשמש ברכיבי אלקטרוניקה מתקדמים.

למרבה הצער, קל יותר לדבר על הכנת ננו-שפופרות מבור וחנקן, מאשר להכינן במציאות. “הכנת ננו-שפופרות פחמן הינה פשוטה, בדומה לבישול,” אומר החוקר. בניגוד לכך, ההכנה של ננו-שפופרות בור-ניטריד הייתה תמיד מורכבת – נדרשים לכך ציוד מיוחד, כימיה מסוכנת וטמפרטורות שמעל 1500 מעלות צלסיוס. וגם אחרי זה, התוצרים מכילים זיהומים בלתי-רצויים.

“המחקר שלנו היה תקוע מעל עשור מכיוון שאף אחד לא הצליח לגדל כראוי את ננו-השפופרות על-גביי משטחים,” אומר החוקר הראשי. “אולם עתה אנו מסוגלים לעשות זאת.”

מתברר כי, בסופו של דבר, כל מה שנדרש להכנת ננו-השפופרות בור-ניטריד היה מעט סיוע. צוות המחקר הצליח להכין מעין שטיחים מהסיבים הזעירים על מצע המורכב מזרזים פשוטים כגון תחמוצות מגנזיום, ברזל או ניקל. והם הצליחו בכך באמצעות אותו הציוד הרגיל המשמש להכנת ננו-שפופרות פחמן, בטמפרטורה של 1100 מעלות צלסיוס. התוצר שהתקבל היה מושלם. “אני מקווה שתוצאות אלו תעודדנה מדענים נוספים להכין ננו-שפופרות בור-ניטריד באמצעות שיטה זו,” מציין החוקר.

באמצעות שיטה זו, החוקרים יכולים לשלוט במדויק במבנה המתקבל. “אפילו ניתן לכתוב בעזרתם את שם האוניברסיטה,” מסביר החוקר.
ליריעות ננו-שפופרות שקופות אלו יש עוד תכונה מעניינת במיוחד: הן דוחות מים כמו עור ברווז, מאפיין הידוע כ”תוצא הלוטוס” (הערך בוויקיפדיה). “המים פשוט מחליקים החוצה”, הוא אומר. “כל דבר שיצופה בחומר זה, לא רק שיהיה עמיד בפני כתמים, אלא שהוא גם יהיה מוגן בפני כל חומר מסיס מים.” על-הידרופוביות זו קיימת בכל רמות ה- pH, כך שהחומרים המצופים מוגנים אפילו בפני חומצות ובסיסים חזקים.

הידיעה מהאוניברסיטה