הפיתוח יאיץ יישומים בתעשיית הננוטכנולוגיה * תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת היוקרתי Science
חוקרים מהמרכז לננומדע ולננוטכנולוגיה באוניברסיטה העברית בירושלים פיתחו ננו-משקולות, כלומר ננו-גבישים דמויי משקולות קטנות בעלות קצה מוזהב. (ננו-גבישים הם חלקיקים זעירים בגודל מיליארדית המטר, אחד חלקי מאה אלף מרוחב של שערה). יישום הפיתוח בעתיד יתבטא ביצירה של רכיבים כדוגמת ננו-טרנזיסטורים ורגשים זעירים ביותר המבוססים על ננו-גבישים אלה.
הננו-גבישים מהווים אבני בניין להתקנים חדשניים בננוטכנולוגיה, כגון צ'יפים (רכיבים זעירים) של מחשב, ננו-חיישנים זעירים לחומרים כימיים וביולוגיים, סמנים פלורוסצנטים ביישומים רפואיים וביולוגיים ועוד. לננו-גביש תכונות חשמליות ואופטיות ייחודיות, הניתנות לשליטה בעזרת שינוי גודל החלקיקים, צורתם או ההרכב שלהם.
הטכנולוגיה פותחה בקבוצת המחקר של פרופסור אורי בנין מהמחלקה לכימיה פיזיקלית ומהמרכז לננומדע ולננוטכנולוגיה באוניברסיטה העברית ותוצאותיה התפרסמו ביום שישי האחרון בכתב העת היוקרתי Science.
לדברי פרופ' אורי בנין, “הפיתוח המהפכני של ננו-משקולות עשוי לפתור בעיות מרכזיות שעד כה מנעו יישום מסחרי של ננו-גבישים במגוון תחומים”.
“אחד האתגרים שאנו מתמודדים עִמם הוא חיבור הננו-גבישים למעגלים חשמליים. חיבור כזה חייב להיות זעיר ביותר ולאפשר ביצוע פעולות חישוב מורכבות בו-זמנית ובתוך שניות מועטות. לדוגמה, בצ'יפ מחשב של פנטיום 4 ישנם 40 מיליון טרנזיסטורים, המאפשרים לו לבצע פעולות מורכבות בו זמנית ובמהירות עצומה”, מסביר פרופ' בנין, “ועל מנת להגיע למורכבות כזו יש צורך בתהליך ייצור נאות למעגל המורכב. בעיה נוספת עליה יש להתגבר היא שיפור איכות החיבור בין הננו-גביש לחוט המתכתי כדי להבטיח ערוצי תקשורת מהירים שיפעלו בלא תקלות”.
הטכנולוגיה החדשה שפיתחו פרופ' בנין וצוות המחקר שלו מציעה פתרון לשתי הבעיות הללו. בתהליך כימי פשוט הצליחו החוקרים להגיע לגידול סלקטיבי של נקודות זהב בקצות הננו-גבישים. נקודות הזהב מחוברות בקשרים כימיים חזקים למוט והננו-מבנה המתקבל נראה כמו ננו-משקולת. מבנה זה יעזור בפתרון של בעיית המגע של ננו-גבישים למעגלים חשמליים הודות למגע ההדוק.
כמו כן ניתן יהיה לפתור את הבעיה של חיבור בו-זמני של מיליונים ומיליארדים של ננו-גבישים באמצעות 'ארגון עצמי' של הננו-משקולות, הנובע מהתכונות הכימיות הייחודיות של הקצוות המוזהבים.
התגלית החדשה ניתנת ליישום במגוון של ננו-גבישים מוליכים למחצה ותאיץ את השילוב של ננו-גבישים במעגלים חשמליים אמיתיים. “תגלית זו תקרב אותנו עוד צעד גדול לקראת יישום מסחרי של ננו-גבישים במגוון תחומים”, אומר פרופ' בנין.
