# שיטה חדשנית להטבעת ננו-צינורות ע"ג משטחים

> עקרון הדבקות השממית למשטחים נוצל כדי לחבר ננו צינורות פחמן למשטח הביטו על שממית המטפסת על הקיר. תנועתה פועלת כנגד כוח-המשיכה בעודה נאחזת במשטח, ללא קשר למידת חלקלקותו. ההתרחשות הזו אינה בגדר נס משמים. השממית נותרת במקומה בזכות משיכה חשמלית – כוחות הון-דר-ואלס – בין מיליוני שערות מיקרוסקופיות המצויות על רגליה לבין המשטח. העיקרון הזה יושם ע"י חוקרים מאוניברסיטת רייס (Rice) ומחקרם פורסם החודש בכתב-העת המדעי ACS Nano. אולם במקרה…

- Canonical: https://www.hayadan.org.il/dry-printing-of-nanotube-patterns-to-any-surface-could-revolutionize-microelectronics-0802103
- Author: דר. משה נחמני
- Published: 2010-02-08T00:11:47+02:00
- Modified: 2010-02-08T18:41:55+02:00
- Sections: ננו טכנולוגיה
- Topics: אוניברסיטת רייס, ננו צינורות

## Article

עקרון הדבקות השממית למשטחים נוצל כדי לחבר ננו צינורות פחמן למשטח הביטו על שממית המטפסת על הקיר. תנועתה פועלת כנגד כוח-המשיכה בעודה נאחזת במשטח, ללא קשר למידת חלקלקותו. ההתרחשות הזו אינה בגדר נס משמים. השממית נותרת במקומה בזכות משיכה חשמלית – כוחות הון-דר-ואלס – בין מיליוני שערות מיקרוסקופיות המצויות על רגליה לבין המשטח. העיקרון הזה יושם ע"י חוקרים מאוניברסיטת רייס (Rice) ומחקרם פורסם החודש בכתב-העת המדעי ACS Nano. אולם במקרה שלהם, השערות הללו "נתלשו" מהשממית ו"נשתלו" על-גבי הקיר עצמו. בוגר אוניברסיטת רייס, Cary Pint, מצא דרך להעביר "יערות" של ננו-צינורות פחמן חד-דופנות מסודרים ביותר, ממשטח אחד לאחר – כל משטח – תוך דקות. התבנית ששימשה להכנת ננו-הצינורות, כאשר חלקיקי הזרזים עדיין קשורים אליהם, יכולה לשמש שוב ושוב להכנת עוד ננו-שפופרות, בדומה לשימוש בחותמת-גומי עם דיו. המאמר, המתאר את המחקר, מפרט גם שיטה לקביעה מהירה ופשוטה של טווח הקטרים בקבוצת ננו-צינורות שהוכנו בשיטה של CVD (chemical vapor deposition). שיטות ספקטרוסקופיה שכיחות מוגבלות בכושר הצפייה שלהן בצינורות הגדולים משני ננומטרים בקוטרם – ואלו הקטרים של רוב ננו-הצינורות המתקבלים בשיטה זו. "הדבר חשוב מכיוון שכל תכונותיהם של ננו-הצינורות – החשמליות, התרמיות והמכאניות – משתנות כתלות בקוטר," אומר החוקר. "למזלנו, כמעט לכל אוניברסיטה יש כיום מכשיר ספקטרומטר מסוג FTIR (Fourier transform infrared) המסוגל לבצע את המדידות הללו, ויאפשר ליעל את תהליך הסינתזה של ננו-הצינורות ואת פיתוח היישומים השונים שלהם." צוות הכימאים מאוניברסיטת רייס חוקר גם דרכים להפוך שכבות מודפסות של ננו-צינורות אלו למוליכים לחלוטין או למוליכים-למחצה לחלוטין – תהליך שבו ניתן לשלוט בתנועת האלקטרונים ברמה הננומטרית. שילוב השיטות מספק צעד ענק קדימה לקבלת מספר בלתי-מוגבל של יישומים מעשיים הכוללים חיישנים, לוחות סולאריים יעילים יותר ורכיבי אלקטרוניקה. "שיטה ישירה ותעשייתית זו להטבעת ננו-צינורות פחמן מסודרים ביותר על-גבי כל משטח הינה התקדמות משמעותית." החוקר מסביר כיצד הגיע לתגליתו: "התחלתי "לשחק" עם אדי מים לשם ניקוי תוצרי-הלוואי הבלתי-רצויים שנמצאו בין ננו-השפופרות. כאשר תלשתי דגימה, שמתי לב כי ננו-השפופרות נדבקו למלקטים בהם השתמשתי. "חשבתי לעצמי – זה ממש מעניין..." מסתבר כי מים הם המפתח. לאחר הצמחת ננו-השפופרות, החוקר גילף אותם עם תערובת של גז מימן ואדי מים, תערובת אשר מחלישה את הקשרים הכימיים שבין הצינורות לבין הזרז המתכתי. כאשר מטביעים אותם שוב, ננו-השפופרות משוטחים ונדבקים למשטח החדש באמצעות כוחות קישור מסוג ואן-דר-וואלס ללא המצאות כל שריד של הזרז. החוקרים הצליחו לפתח שיטה להטבעת ננו-שפופרות על-גביי מגוון רחב של משטחים שניתן יהיה לשכפלם ולייצרם באופן תעשייתי. הדגמה מרשימה של מחקר זה הינה ההכנה של מערך שתי וערב של שכבת ננו-שפופרות ע"י הטבעת סדרת שורות ע"ג המשטח ואז שימוש חוזר בזרז להטבעת סדרת שורות נוספת בזווית של תשעים מעלות יחסית לראשונה. התהליך ארך חמש-עשרה דקות בלבד. החוקרים מאמינים כי חברות תעשייתיות ייבחנו מקרוב את השיטה החדשה, באמצעותה ניתן להטמיע מעגלים חשמליים מבוססי-ננו-שפופרות פחמן בתוך התקנים אלקטרוניים. [הידיעה על המחקר](http://www.sciencedaily.com/releases/2010/01/100125123229.htm)