מבנה ננומטרי כדורי חזק כפלדה, המופק במלואו ממרכיבים אורגניים פשוטים ביותר, פותח ואופיין במעבדותיהם של אהוד גזית מאוניברסיטת תל אביב, איתי רוסו ממכון ויצמן למדע ודוד ברלם ורוני שנק מאוניברסיטת בן-גוריון
פיתוח ישראלי חדש ומהפכני: מבנה ננומטרי כדורי חזק כפלדה, המופק במלואו ממרכיבים אורגניים פשוטים ביותר. החומר החדשני פותח ואופיין במעבדותיהם של אהוד גזית מאוניברסיטת תל אביב ואיתי רוסו ממכון ויצמן למדע. מדובר בחומר קל במיוחד וחזק ביותר, ידידותי לסביבה ולאדם, שניתן לייצרו בתהליכים פשוטים ובעלויות נמוכות. בזכות מכלול מרשים זה של תכונות, יש לחומר המבטיח יישומים אפשריים רבים – החל בחומרים מרוכבים עמידים, וכלה בשתלים בגוף האדם. המחקר פורץ הדרך התפרסם לאחרונה בכתב העת המוביל Angewandte Chemie.
החוקרים – פרופ’ גזית, ד”ר ליהי אדלר-אברמוביץ וענבל ינאי מהמחלקה לביולוגיה מולקולארית וביוטכנולוגיה באוניברסיטה תל אביב, ד”ר איתי רוסו וניצן קול ממכון ויצמן ודוד ברלם ורוני שנק מאוניברסיטת בן-גוריון – השתמשו בדיפפטיד פשוט, המורכב משתי חומצות אמינו בלבד. חומר אורגני ייחודי זה מתארגן מעצמו למבנים ננומטריים כדוריים, בתהליך המתרחש כולו בתנאי החדר, ללא צורך בחימום או הליכים אחרים. והתוצאה: הננו-חומר הראשון ממקור ביולוגי שמשתווה בתכונותיו המכאניות לחומרים מתכתיים רבים, ואף עולה עליהם. תכונותיו הכימיות של החומר החדש דומות לאלה של הפולימר הקשיח Kevlar® (המשמש כבר היום לייצור אפודי מגן), אך מרכיביו פשוטים בהרבה, ומקנים לו מספר יתרונות חשובים: מניפולציה ופריסת משטחים ברמת הננו, יצירת ננו-מבנים בגיאומטריות שונות – כדורים, צינורות ועוד, וכל זאת בהרכבה עצמית ספונטנית. אין ספק שמדובר באבני בניין מעולות, המתאימות ליישומים רבים ומגוונים:
מכיוון שהננו-מבנה החדש קשה וחזק כפלדה, הוא מתאים ביותר לחיזוק חומרים מרוכבים המשמשים בתעשיות התעופה, החלל והרכב; כחומר ביולוגי, ידידותי לגוף האדם, ועם זאת קשיח ועמיד ביותר, הוא מתאים מאוד לבניית שתלים, במקום המתכות המקובלות היום; כמו כן, זהו חומר גלם אידיאלי לייצור אפודי מגן – חזקים, קלים ובלתי חדירים; עד כאן מבחר קטן, המדגים רק על קצה המזלג את הפוטנציאל היישומי העצום של הננו-חומר החדשני.
הפיתוח הננוטכנולוגי החדש מבית היוצר של אוניברסיטת תל אביב מבוסס על עבודת מחקר נרחבת, שהחלה במעבדתו של פרופ’ גזית בשנת 2003. בפיתוח קודם עלה בידי צוות המדענים במעבדה לפתח ננו-מבנים צינוריים, שהסתדרו מעצמם ל”יערות” בעלי תכונות מכאניות ופיסיקליות יוצאות דופן. מחקר זה, שהתבסס על עבודת הדוקטורט של ד”ר ליהי אדלר-אברמוביץ, ופורסם בשנת 2009 בכתב העת המדעי היוקרתי Nature Nanotechnology, עשוי להניב בעתיד חלונות וקולטי שמש המתנקים מעצמם, וכן מתקנים רבי עוצמה לאגירת אנרגיה, בעלי צפיפות אנרגיה גבוהה במיוחד.
באותו הנושא באתר הידען
ננו חלקיק בצורת מגן דודהתגלה באוני’ העברית
19 תגובות
יש מצב שיצרו גם חומר גמיש שיצליח לתפקד כשק בחלל?
מישהו ייודע?
יש מצב?
זה נמורא יעזול לפרוייקט מחקר רציני
מישהו באמת יכול להפנות אותי לאיזה שהוא פיתוח ננומטרי שגם מיושם כבר באופן מעשי?
כל יום מכריזים על גילוי חדש אבל נראה שהכל נשאר במעבדה…
וכעת מה עם הגרפן ? איזה הוא החזק יותר איזה הוא השמיש יותר ? וכן הלאה
לגבי יישום של רעיון בחיים האמיתיים, זה בדרך כלל מתחיל משימוש צבאי סודי של היישום, לאחר מכן הופך לאבן דרך חשובה ומדהימה במלחמה הבאה, ואז במהירות רבה הופך למוצר שימושי יומיומי.
אפשרות נוספת אם כי יותר נדירה, היא שימוש לצרכים ספציפיים על ידי גוף ממשלתי גדול עשיר ובעל משאבים כמעט בלתי מוגבלים, וממנו זליגה מהירה לשימוש יומיומי.
מה עם מעלית לחלל?
האם הטכנולוגיה תאפשר את זה?
בקיצור צריך לקבוע מושג חדש בתחום הלא מתיישם הזה “ננותכלס”.
קיימים היום הרבה מאד חומרים מרוכבים שהם חזקים בערך פי 10 יותר מפלדה וגם קלים וגמישים יותר ממנה, אז מדוע פלדה היא המדד להשוואה כאן?
ידוע ש כל חומר אורגני לפי חוקי הטבע מתפרק השאלה היא האם חומר זה ישמור על החוזק לאורך זמן
הבעיה בהעברת החומר למסחר היא כי החוקרים לא מוסרים את כל המידע והפרסום נועד ברוב המיקרים כדי למשוך השקעות נוספות להמשך הפיתוח!
אבל היות ובחומר הספציפי הזה אין הרבה הסתייגויות והוא נשמע כחומר החומרים שיכול להחליף למעשה את רוב החומרים הקיימים ובעליות זולות יותר אז ייתכן וכאן המקרה החריג בו אנו עדים ליווצרותו של מגה חומר אשר בשנים הבאות יתפוס את מקומם של רוב החומרים בהדרגה !
ליואב ונועם: כנראה שיש כמה בעיות להעביר מוצר
מהנאנו אל המאקרו מבחינה תעשייתית ומסחרית.
לכו תדעו על הבעיות הטכנולוגיות ועל מידת ההשקעה שמוכן
להשקיע המדען הראשי כדי לבדוק היתכנות טכנולוגית.
מעניין אם החומר הננומטרי הזה והרעיונות ליישומיו ייוצגו בכנס המתוכנן ל9-8- בנובמבר -ת”א.
שווה לעקוב.
4.יואב:באימשך..עזוב מהשטויות..מי צריך 10 צול באורך מטר..
תן מבנה אורגני חזק של צול על 15 ס”מ ואני משווק אותו בעולם..
ליואב
לצערי נראה כי כל מוצר או תגלית חדשניים ויעילים ככל שיהיו, לא יופצו באופן מסחרי, כל עוד ההפצה אינה משרתת גופים בעלי אינטרסים כלכליים מלפניי ובעיקר מאחוריי הקלעים..
בפשטות כאשר אתה מכניס לשוק מוצר חלופי בעל סגולות לעומת מוצרים דומים קיימים אך מיושנים.. המוצר החדש נאלץ להתמודד אל מול פסיי ייצור שמאחורייהן השקעות עצומות של מיליאדים – כסף, כסף, כסף.
להתראות בשמחות,
דרור.
עוד חומר ננוטכנולוגי שיוכל לשמש בעתיד לאגירת אנרגיה בצפיפות גבוהה, מכוניות קלות ועוד אלף שימושים – רק שבפועל לא קורה כלום באף תחום מהתחומים הנ”ל. מדהים!
אני חייב להגיד שאני קצת הולך לאיבוד בכתבות על ננו טכנולוגיה. להבנתי בשנים האחרונות יש שורה חומרים מבוססי פחמן (כדוריות באקי, צינוריות פחמן, וכו’) שמתמיינות ברמה הננומטרית בצורה טובה. כולם חזקים בצורה מדהימה, מבוססים על חומרים פשוטים, וחלקם אפילו יכולים לשמש כמוליכים מתקדמים. הבעיה היא תמיד במעבר מהרמה הננומטרית לרמת המאקרו. כלומר, היכולת להפיק את החומר בכמויות מסחריות גדולות, ולבנות ממנו משטח בגודל של מטר על מטר, או צינור 10 צול באורך מטר.
האם הפיתוח הנוכחי מראה איזשהי פריצת דרך באחת משתי הבעיות המרכזיות (אם כן, זה נשמע כמו מהפכה של ממש!), אם לא – איזה יתרון ישומי יש לחומר הננומטרי הזה לעומת החומרים הקיימים מהעשור האחרון?
גם אם החומר חזק מפלדה, הוא, קרוב לודאי, לא עמיד לחום גבוה ולכן ספק אם יתאים לשיריון של טנק.
כן אני כמעט בטוח
האם יחליפו את שריון טנק המרכבה?