מחקר ישראלי: ננו חומרים בעלי מעטפת ליבה למכשירים אלקטרואופטיים, סוללות נטענות ויכולות מוליכות-על
מאת אבי בליזובסקי רביעי, 24 מאי 2017 00:48

האם סוגים חדשים ומרתקים של ננו-מבנים בעלי תכונות אופטיות, אלקטרוניות, קטליטיות ומכניות יוצאות דופן, הכוללים ליבות מתכת בתוך מעטפות של מרכיבים אנאורגניים, יכולים להיות מיוצרים במעבדה בתהליך בטוח, מהיר ובעל תשואה גבוהה ואפשרות להרחבה?

צוותי מחקר של פרופ' רשף טנא ממכון וייצמן למדע ושל פרופ' ג'פרי גורדון ופרופ' דניאל פוירמן מהמכונים לחקר המדבר ע"ש יעקב בלאושטיין באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, שילבו את מומחיותם במדע החומרים ובאופטיקה של רכזים סולאריים ובתוך כך יצרו תקדים נוסף במימוש ננו-חומרים מיוחדים: חלקיקי כלוב סגור (דמויי פולרנים) וחלקיקי ננו-צינורית בעלי ליבת מתכת (עופרת, Pb) ומעטפת חיצונית של גליום-סולפיד (GaS).
המאמר שמתאר את הצלחתם פורסם בכתב העת NANO, ונבחר להופיע על עמוד השער של כתב העת.
השימוש באור שמש מרוכז ביותר לטובת ננו-חומרים חדשים מייצג פרדיגמה (מערכת של הנחות שמורכבת מניסיון שנצבר) חדשה בתחום אנרגיה סולארית, המתאימה לייצור חומרים חדשים לטובת טכנולוגיה אנושית, במקום לטובת ייצור חום, חשמל או דלק.

התכונות האופטיות, האלקטרוניות והמכניות האנאיזוטרופיות של GaS הופכות את הננו-מבנים הללו למועמדים מבטיחים ליישום עתידי ולשימוש במכשירים ובחיישנים אלקטרואופטיים מגוונים. בנוסף, ננו-מבנים של GaS יכולים להחדיר אטומים זרים ולהניב תכונות אלקטרו-כימיות שהופכות אותם למתאימים לשימוש בסוללות נטענות.
החידוש העיקרי כאן הוא המימוש הניסויי של ננו-מבנים בעלי מעטפת ליבה Pb@GaS, שעד כה לא ציפו לו ולא ניסו ליצור אותו. המימוש שלהם היה קשה מפני שעובי שכבות ה-GaS מפריע להיווצרות מבנים מעוקלים מאוד.
אולם, התגובה בטמפרטורה ייחודית גבוהה מאוד (עד 3000 מעלות צלזיוס) ותנאי החישול שנוצרים בכבשנים הסולאריים שפיתחו פרופ' גורדון ופרופ' פורמן לניסויים האלה, תורמים לייצור יוצא הדופן הזה.

חלק מהעניין בננו-מבנים המלאים בעופרת, נובע ממחקרים אחרונים המדגימים את ההשפעה של צורת ננו-חלקיקי העופרת ושל גודלם על תכונת המוליכות-על שלהם, ורומז שייתכן שלננו-חלקיקי Pb@GaS יש תכונות מוליכות-על חדשות, שכותבי המאמר מקווים לבחון אותן בניסויים עתידיים.
קישור למאמר