סיקור מקיף

גלאי כימי ללא סוללה

השלב הבא של צוות המחקר הוא לבחון את הגלאים החדשניים שלהם מול מולקולות מורכבות יותר, כאלה המצויות, לדוגמא, בחומרי-נפץ ובמערכות ביולוגיות

גלאי כימי ללא סוללה. צילום: המעבדה הלאומית לורנס ליברמור
גלאי כימי ללא סוללה. צילום: המעבדה הלאומית לורנס ליברמור

שלא כמו גלאים כימיים רגילים הנדרשים למקור אנרגיה חיצוני, חוקרים מהמעבדה הלאומית ע"ש לורנס ליברמור הצליחו לפתח ננו-גלאי המבוסס על ננו-חוטים מוליכים-למחצה, במקום על סוללות רגילות.

הגלאי החדש מתגבר על הצורך במקור אנרגיה חיצוני הקיים בגלאים רגילים והוא פשוט, רגיש במיוחד ומסוגל לאתר מגוון מולקולות במהירות. פיתוחו עשוי להיות הצעד הראשון ביצירת גלאי כימי הניתן לפריסה בקלות בשדה הקרב.

החוקרים מהמעבדה, בשיתוף פעולה עם מדענים מאוניברסיטת שנחאי, הכינו את הגלאים ללא סוללה מהדור הראשון המורכבים מננו-חוטים מוליכים-למחצה חד-מימדיים. ננו-הגלאים מנצלים את יחסי-הגומלין הייחודיים שבין החומרים הכימיים ובין שטחי הפנים של ננו-החוטים המוליכים-למחצה אשר מייצרים מטען חשמלי בין שני קצוות של ננו-חוט או בין ננו-חוט חשוף לכזה שאינו חשוף.

קבוצת המחקר בדקה את הגלאים החדשים עם סוגים שונים של מצעים – תחמוצת אבץ וצורן – תוך שימוש בממס אתאנול כחומר נבחן. החוקרים גילו כי בגלאי שהכיל תחמוצת אבץ היה שינוי במתח החשמלי בין שני קצות הננו-חוטים כאשר כמות קטנה של אתאנול הוכנסה לגלאי. "העלייה באות החשמלי מתרחשת כמעט מידית ודועכת באיטיות ככל שהאתנול מתנדף," אמר החוקר.

אולם, כאשר צוות המחקר הכניס כמות קטנה של הממס הקסאן להתקן, נצפה מתח חשמלי נמוך, "מה שמצביע על כך שבררנות הננו-גלאי רגישה לסוגים שונים של ממסים ומולקולות," אמר החוקר.

החוקרים השתמשו ביותר מ-15 סוגים שונים של ממסים אורגניים והבחינו ברמות מתח שונות עבור כל ממס וממס. "תכונה זו מאפשרת לננו-הגלאי שלנו לזהות סוגים שונים של חומרים כימיים ואף את שיעורי הריכוזים שלהם," מציין החוקר.

התגובה לממסים שונים הייתה דומה גם כאשר הצוות בחן את ננו-הגלאי המכיל צורן. אולם, דפוס דעיכת המתח ככל שהממס התנדף היה שונה לחלוטין מגלאי תחמוצת-האבץ.

השלב הבא של צוות המחקר הוא לבחון את הגלאים החדשניים שלהם מול מולקולות מורכבות יותר, כאלה המצויות, לדוגמא, בחומרי-נפץ ובמערכות ביולוגיות. ממצאי המחקר פורסמו בכתב העת המדעי Advanced Materials.

הידיעה על המחקר

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן