שיטה חדשנית להכנת גבישי מתכת

השיטה החדשה, המכונה בשם ננו-קריסטלומטריה, מאפשרת ליצור רכיבים מדויקים לשימוש בתחום הננו-טכנולוגיה

חוקרים הכריזו על השיטה הראשונה אי-פעם לבקרת הגדילה של גבישי-מתכת מתוך אטומים פרטניים. השיטה החדשה, המכונה בשם ננו-קריסטלומטריה, מאפשרת ליצור רכיבים מדויקים לשימוש בתחום הננו-טכנולוגיה.

ממצאי המחקר, שנערך באוניברסיטת Warwick, פורסמו זה מכבר בכתב-העת המדעיNature Communications. פרופסור Peter Sadler מהמחלקה לכימיה באוניברסיטה מציין כי: “פריצת הדרך בשיטת הננו-קריסטלומטריה שלנו טמונה בכך שהיא מאפשרת לנו ממש לצפות ולשלוט באופן ישיר בעולם הננומטרי בתנועה.”

בעזרת שימוש במצע של גרפן שאליו הוכנס חומר זר, ואשר נועד להאט את תנועתם ובסופו של דבר ללכוד את האטומים של המתכת היקרה אוסמיום, החוקרים הצליחו לשלוט ולכמת את הגדילה של גבישי-מתכת. כאשר האטומים הלכודים באים במגע עם אטומי אוסמיום נוספים הם נקשרים יחדיו, ובסופו של דבר גדלים לכדי גבישי מתכת תלת-ממדיים.

“קביעת המבנים המדויקים של עצמים ננומטריים היא בעלת חשיבות רבה עבור הייצור של חומרי העתיד,” מסביר אחד מהחוקרים. “עד עתה, הייצור של ננו-גבישי מתכת, החיוניים לחומרי העתיד הללו, לא אפשר בקרה בעלת רמת דיוק גבוהה של אטומים בודדים, בתנאים מתונים.”

אומר החוקר הראשי: “החשיבות של השיטה החדשנית שלנו טמונה בכך שהיא מאפשרת הכנה של גבישי-מתכת ננומטרים בגודל של 15 אנגסטרום בלבד. אם ננו-התקן נדרש למיליון אטומי אוסמיום, אזי מגרם אחד של החומר הזה אנו נוכל לייצר כ-400 אלף התקנים. בהשוואה לשיטות קיימות, השיטה שלנו מספקת שיפור ניכר בהיבט הכלכלי ומבחינת יעילות הייצור של עצמים ננומטריים בעלי מבנים מדויקים.”

החוקרים מציינים כי השיטה שלהם תוכל לשמש במסגרת שלל יישומים. “אנו סבורים כי בעזרת השיטה שלנו ניתן יהיה לבנות מעגלים אלקטרוניים מדויקים ברמה אטומית וכן ננו-התקנים לשם אחסון מידע. לשיטה יש פוטנציאל משמעותי גם בתחומים של ביו-חישה של תרופות, דנ”א וגזים, וכן ביצירת ננו-דפוסים ייחודיים על גביי משטחים לשם תיוג בטחוני ואטימת מסמכים חסויים. השיטה תוכל לשמש גם בייצור של ננו-סגסוגות מתכת חדשות, ושל שילובים של חומרים מעניינים אחרים. ייתכן כי לחומרים עתידיים אלו תהיינה תכונות יוצאות דופן במיוחד שעדיין לא התגלו,” אומר אחד מהחוקרים.

השיטה החדשה מתבססת על השימוש במיקרוסקופ מתוחכם ומתקדם מסוג TEM (מיקרוסקופ אלקטרונים חודר, ויקיפדיה) הנמצא רק באוניברסיטת Warwick שבבריטניה, ואשר מאפשר התבוננות באטומים פרטניים. כולנו יודעים כי העולם כולו מורכב מאטומים, אולם זה ממש נדיר לראות אותם נעים אל מול עיניך המשתאות,” אומר אחד מהחוקרים.

הידיעה על המחקר