• אודות
  • כנסים ואירועים
  • צור קשר
  • הצטרפות לניוזלטר
  • TapeOut Magazine
  • ChipEx
  • סיליקון קלאב
  • Jobs
מבית
EN
Tech News, Magazine & Review WordPress Theme 2017
  • עיקר החדשות
    סיסקו מרחיבה משמעותית את פעילות פיתוח השבבים בישראל

    סיסקו מרחיבה משמעותית את פעילות פיתוח השבבים בישראל

    רני אבני, אלתא במפגש פורום הסיליקון קלאב אוקטובר 2026. צילום: שמואל אוסטר

    רני אבני חשף: רובוטים אוטונומיים כבר מבצעים משימות בשדה הקרב וחוסכים חיי אדם רבים

    פיצוץ במפעל אינטל בקרית גת, 14/10/2026. צילום: כבאות והצלה

    שני הרוגים ופצוע קשה בפיצוץ ושריפה במתחם אינטל בקריית גת

    מטה סיסקו בסן חוזה, קליפורניה. המחשה: depositphotos.com

    אנבידיה וסיסקו מפתחות מודולים אופטיים חדשים לרשתות של מפעלי AI

    אפלייד מטיריאלס. אילוסטרציה: depositphotos.com

    אפלייד מטיריאלס חשפה את מרכז EPIC בהשקעה מתוכננת של 5 מיליארד דולר

    מייסדי דקארט: משה שלו (מימין) ודין לייטרסדורף צילום: עמית אלקיים

    דיווח: אמזון במגעים לרכישת דקארט בכ־7 מיליארד דולר

  • בישראל
    ד"ר רועי צזנה, אוניברסיטת תל אביב במפגש הסיליקון קלאב, אוקטובר 2026. צילום: שמואל אוסטר

    ד״ר רועי צזנה: ״אנחנו רצים לתוך מלכודת״ – הסכנות שבמערכות AI היוצאות משליטה

    תמרה בקשט, מנכ"לית VisIC. צילום יחצ

    VisIC הישראלית משלבת את שבבי ה־GaN שלה ברכב ניסוי חשמלי של AVL

    אורן לוי, מנטי רובוטיקס במפגש הסיליקון קלאב, אוקטובר 2026. צילום: שמואל אוסטר

    סיליקון קלאב: "רובוט לכל נפש, וגם לכל כלב": מנכ"ל העסקים של מנטי רובוטיקס מציג את חזון ההיומנואיד הביתי

    גבי ויסמן נשיא ומנכל נובה צילום גלעד קוולרצ'יק 2

    הפניקס הגדילה בכ־3 מיליארד שקל את חשיפתה לנובה ולקמטק בתוך חודשיים וחצי

    לוגו חברת פוזיטרון. צילום יחצ

    מתחרה נוספת לאנבידיה מגיעה לישראל: Positron AI מקימה פעילות פיתוח בתל אביב

    מכבשים לחיבור שכבות מעגלים מודפסים במפעל Gorilla Circuits בסן חוזה, קליפורניה. מקור התמונה: Gorilla Circuits.

    PCB טכנולוגיות חתמה על הסכם לרכישת Gorilla Circuits לפי שווי פעילות של 120 מיליון דולר

  • מדורים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית (AI/ML)
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫שבבים‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • תקשורת מהירה
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
  • מאמרים ומחקרים
  • צ'יפסים
  • Chiportal Index
    • Search By Category
    • Search By ABC
No Result
View All Result
Chiportal
  • עיקר החדשות
    סיסקו מרחיבה משמעותית את פעילות פיתוח השבבים בישראל

    סיסקו מרחיבה משמעותית את פעילות פיתוח השבבים בישראל

    רני אבני, אלתא במפגש פורום הסיליקון קלאב אוקטובר 2026. צילום: שמואל אוסטר

    רני אבני חשף: רובוטים אוטונומיים כבר מבצעים משימות בשדה הקרב וחוסכים חיי אדם רבים

    פיצוץ במפעל אינטל בקרית גת, 14/10/2026. צילום: כבאות והצלה

    שני הרוגים ופצוע קשה בפיצוץ ושריפה במתחם אינטל בקריית גת

    מטה סיסקו בסן חוזה, קליפורניה. המחשה: depositphotos.com

    אנבידיה וסיסקו מפתחות מודולים אופטיים חדשים לרשתות של מפעלי AI

    אפלייד מטיריאלס. אילוסטרציה: depositphotos.com

    אפלייד מטיריאלס חשפה את מרכז EPIC בהשקעה מתוכננת של 5 מיליארד דולר

    מייסדי דקארט: משה שלו (מימין) ודין לייטרסדורף צילום: עמית אלקיים

    דיווח: אמזון במגעים לרכישת דקארט בכ־7 מיליארד דולר

  • בישראל
    ד"ר רועי צזנה, אוניברסיטת תל אביב במפגש הסיליקון קלאב, אוקטובר 2026. צילום: שמואל אוסטר

    ד״ר רועי צזנה: ״אנחנו רצים לתוך מלכודת״ – הסכנות שבמערכות AI היוצאות משליטה

    תמרה בקשט, מנכ"לית VisIC. צילום יחצ

    VisIC הישראלית משלבת את שבבי ה־GaN שלה ברכב ניסוי חשמלי של AVL

    אורן לוי, מנטי רובוטיקס במפגש הסיליקון קלאב, אוקטובר 2026. צילום: שמואל אוסטר

    סיליקון קלאב: "רובוט לכל נפש, וגם לכל כלב": מנכ"ל העסקים של מנטי רובוטיקס מציג את חזון ההיומנואיד הביתי

    גבי ויסמן נשיא ומנכל נובה צילום גלעד קוולרצ'יק 2

    הפניקס הגדילה בכ־3 מיליארד שקל את חשיפתה לנובה ולקמטק בתוך חודשיים וחצי

    לוגו חברת פוזיטרון. צילום יחצ

    מתחרה נוספת לאנבידיה מגיעה לישראל: Positron AI מקימה פעילות פיתוח בתל אביב

    מכבשים לחיבור שכבות מעגלים מודפסים במפעל Gorilla Circuits בסן חוזה, קליפורניה. מקור התמונה: Gorilla Circuits.

    PCB טכנולוגיות חתמה על הסכם לרכישת Gorilla Circuits לפי שווי פעילות של 120 מיליון דולר

  • מדורים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית (AI/ML)
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫שבבים‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • תקשורת מהירה
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
  • מאמרים ומחקרים
  • צ'יפסים
  • Chiportal Index
    • Search By Category
    • Search By ABC
No Result
View All Result
Chiportal
No Result
View All Result

בית מאמרים ומחקרים מחקרי שוק חוסר סדר כפתרון לתעלומת ננו-השפופרות

חוסר סדר כפתרון לתעלומת ננו-השפופרות

מאת ד"ר משה נחמני
12 ספטמבר 2011
in מאמרים ומחקרים, מחקרי שוק
Goddard_CNT_spotlight_medium
Share on FacebookShare on TwitterLinkedinWhastsapp

בשנים האחרונות חוקרים גילו כי מים זורמים באופן ספונטני בתוככי שפופרות זעירות במיוחד של גרפיט, גרפן, הקרויות ננו-שפופרות פחמן

מים זורמים אקראית בצינורית פחמן בקוטר 2 ננומטר. צילום: Caltech/Tod Pascal

מדענים חושפים לעיתים ממצאים מוזרים ובלתי צפויים כאשר הם מביטים בחומרים ברמה הננומטרית שלהם – הרמה של אטומים ומולקולות בודדים. הדבר נכון אפילו לגביי החומרים הנפוצים ביותר, כגון מים. 

בשנים האחרונות חוקרים גילו כי מים זורמים באופן ספונטני בתוככי שפופרות זעירות במיוחד של גרפיט, גרפן, הקרויות ננו-שפופרות פחמן. תצפית בלתי צפויה זו מרתקת מאחר ובננו-שפופרות פחמן טמונה הבטחה בתחומים המתפתחים של ננו-זרימה וננו-סינון, שבהם ננו-שפופרות עשויות לסייע בשמירה על זרימות זעירות או בהפרדת זיהומים ממים. אולם, אף אחד לא הצליח להסביר כיצד, ברמה המולקולארית, נוזל יציב נוטה להגביל את עצמו לתחום כה קטן.

כעת, באמצעות שיטה חדשנית שבאמצעותה ניתן לחשב את הדינאמיקה של מולקולות מים, חוקרים מקלטק מאמינים כי הם הצליחו לפתור את התעלומה. מתברר כי אנטרופיה, המדד לחוסר סדר, היה הגורם החסר.

"זוהי תוצאה די מפתיעה," אומר William Goddard, פרופסור לכימיה, למדעי החומרים ולפיסיקה יישומית בקלטק. "חוקרים בד"כ מתמקדים בתחום זה באנרגיה ולא באנטרופיה." זאת מאחר ומים יוצרים רשת נרחבת של קשרי מימן, הגורמת להם להיות יציבים במיוחד. שבירת יחסי גומלין הדוקים אלו מחייבת השקעת אנרגיה. ומאחר ויש לבקע מספיק קשרים על מנת שהמים יזרמו בננו-שפופרות קטנות, לא סביר כי מים ייעשו כן בקלות כזו.

"מה שמצאנו הוא שזה בעצם סחר חליפין," מציין החוקר הראשי. "אתה מאבד קצת מהיציבות האנרגטית הטובה שמקורה בקשרים הכימיים, אולם אתה מרוויח באנטרופיה." אנטרופיה היא אחת מהכוחות הדוחפים שייקבעו בסופו של דבר האם תהליך כלשהו יתרחש מעצמו, אם לאו. מדד זה מייצג את מספר הדרכים שבהן מערכת יכולה להתקיים במצב מסוים. ככל שיש יותר סידורים אפשריים למערכת, כך גדול יותר חוסר הסדר שלה, וכך גבוהה יותר האנטרופיה. ובאופן עקרוני, הטבע נוטה לחוסר סדר. 

כאשר מים קשורים באופן מיטבי, כל קשרי המימן "נועלים" את המולקולות במקומן, מגבילים את החופש שלהן ושומרים על אנטרופית המים נמוכה. החוקרים מצאו כי במקרה של מספר ננו-שפופרות, מים מקבלים מספיק אנטרופיה באמצעות כניסה לתוך שפופרות אלו כך שהיא עולה על אובדני האנרגיה שנגרמו כתוצאה מביקועם של מספר קשרי מימן. כתוצאה מכך, מים זורמים באופן עצמאי לתוך השפופרות. ממצאי המחקר פורסמו בכתב העת המדעי Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

החוקרים בחנו ננו-שפופרות פחמן בעלי קטרים המשתרעים בין 0.8 לבין 2.7 ננומטרים ומצאו שלוש סיבות לכך שהמים יזרמו בחופשיות בתוך השפופרות, בהתאם לקוטר שלהן. עבור ננו-השפופרות הקטנות ביותר – בין 0.8 לבין 1.0 ננומטרים – השפופרות כה זעירות שמולקולות המים מסתדרות בכמעט טור יחיד בתוכם והן במצב דמוי-גז. משמעות הדבר כי מבנה קשור רגיל של מים נוזליים מתפרק, ומעניק למולקולות הרבה יותר חופש לתנועתן. התגברות אנטרופיה זו מאפשרת את הכניסה של המים לשפופרת. עבור הקבוצה הבאה של השפופרות – אלו שהקוטר שלהן הוא בין 1.1 לבין 1.2 ננומטרים, מולקולות המים המוגבלות מתארגנות לכדי גבישים מגובבים, דמויי-קרח. החוקרים גילו כי ננו-שפופרות מסוג זה הן בעלות הגודל המושלם ל"אירוח" של מים גבישיים. במקרה זה יחסי הקישור בין הגבישים, ולא האנטרופיה, הם המאפשרים למים לזרום דרך השפופרות.

עבור הקבוצה בעלת הקטרים הגדולים ביותר, אלו המשתרעים בין 1.4 לבין 2.7 ננומטרים, החוקרים מצאו כי מולקולות המים המוגבלות מתנהגות יותר כמים נוזליים. אולם, שוב, חלק מקשרי המימן הרגילים מתפרק, כך שלמולקולות יש יותר חופש בתנועה בתוך השפופרות. והרווח באנטרופיה יותר מאשר מפצה על האובדן באנרגית קשרי המימן.

מאחר והחלק הפנימי של ננו-שפופרות הפחמן קטן מכדי שהחוקרים יוכלו לבחון אותו באופן ניסיוני, הצוות בדק את הדינאמיקה של מולקולות המים המתוחמות באמצעות הדמיות ממוחשבות. באמצעות שיטת חישוב חדשה הם הצליחו לחשב את האנטרופיה עבור מולקולות המים הפרטניות, בעוד שבעבר חישובים כאלו היו מאתגרים וצורכי זמן רב – השיטות הישנות צרכו 8 שנים של זמן מחשב על מנת לחשב את האטרופיות שעכשיו החוקרים מחשבים ב- 36 שנים בלבד.

הצוות הריץ גם הדמיות באמצעות תיאור חלופי של מים – כזה שבו למים יש את תכונותיהם הרגילות של אנרגיה, צפיפות וצמיגות, אך חסרה להם היכולת לקשרי מימן. במקרה הזה, המים לא נטו לזרום בתוך ננו-השפופרות, ממצא המספק עדות נוספת לכך כי קשרי המימן הנרחבים של מים רגילים, שלהם יש אנטרופיה נמוכה, הם המובילים למילוים של ננו-שפופרות הפחמן באופן ספונטני כאשר האנטרופיה גדלה.

החוקרים סבורים כי ננו-שפופרות פחמן תוכלנה לשמש בתכנון של סופרא-מולקולות לטיהור מים. באמצעות ייצור חרירים בעלי אותו הקוטר כשל ננו-שפופרות הפחמן, ניתן יהיה לפתח פולימר שמטרתו לקלוט מים מתוך תמיסה (של מי-ים, למשל).

הידיעה על המחקר

{loadposition content-related}
ד"ר משה נחמני

ד"ר משה נחמני

נוספים מאמרים

מפעל לייצור שבבי בינה מלאכותית. התמונה הוכנה באמצעות DALEE
‫יצור (‪(FABs‬‬

SEMI מעלה את התחזית: ההשקעות בציוד לייצור שבבים יגיעו ל־227 מיליארד דולר בשנה ב־2029

מיחשוב קוונטי. המחשה: depositphotos.com
מיחשוב קוונטי

חוקרים הדגימו זיכרון קוונטי בגישה אקראית עם שבעה מצבי אחסון

מחקרי שוק

מחקרי שוק: מחירי מחשוב ה־AI ממשיכים לעלות למרות התרחבות היצע המאיצים

יריעת פוטוניקת סיליקון שקופה וגמישה שפותחה ב־MIT וב־NY CREATES. המעגלים הפוטוניים נשארו פעילים לאחר אלפי מחזורי כיפוף. באדיבות החוקרים
אופטיקת סיליקון

MIT פיתח תהליך לייצור שבבים פוטוניים גמישים ושקופים על פרוסות 300 מ״מ

Next Post
dspg_logo

DSPG תספק שבבים ליצרנית טלפוני ה-IP האמריקאית גרנדסטרים

כתיבת תגובה לבטל

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

  • הידיעות הנקראות ביותר
  • מאמרים פופולאריים

הידיעות הנקראות ביותר

  • אלעד נאור, מבכירי Cisco Silicon One, מונה…
  • סיסקו מרחיבה משמעותית את פעילות פיתוח השבבים בישראל
  • מתחרה נוספת לאנבידיה מגיעה לישראל: Positron AI מקימה…
  • שני הרוגים ופצוע קשה בפיצוץ ושריפה במתחם אינטל בקריית גת
  • VisIC הישראלית משלבת את שבבי ה־GaN שלה ברכב ניסוי…

מאמרים פופולאריים

  • החברה שתפתור לענקיות ה-AI את הבעיה הכואבת ביותר
  • קרב הענקים על שוק שבבי ה-SoC לנהיגה אוטונומית
  • MIT פיתח תהליך לייצור שבבים פוטוניים גמישים ושקופים…
  • מחקרי שוק: מחירי מחשוב ה־AI ממשיכים לעלות למרות…
  • החומרים הקריטיים לתעשיית השבבים: ליבת החדשנות…

השותפים שלנו

לוגו TSMC
לוגו TSMC

לחצו למשרות פנויות בהייטק

כנסים ואירועים

כנסים ואירועים

כנס ChipEx2026 יערך ב-12-13 במאי, 2026. הכנס מיועד לכל העוסקים בתעשיית הסמיקונדקטור  כולל מהנדסים, מומחים מקצועיים ובכירים.

ChipEx2026 will be held on May 12-13, 2026. The conference is intended for everyone involved in the semiconductor industry, including engineers, professional experts, and senior executives.

לחץ לפרטים

הרשמה לניוזלטר של ChiPortal

הצטרפו לרשימת הדיוור שלנו


    • פרסם אצלנו
    • עיקר החדשות
    • הצטרפות לניוזלטר
    • בישראל
    • צור קשר
    • צ'יפסים
    • Chiportal Index
    • TapeOut Magazine
    • אודות
    • מאמרים ומחקרים
    • תנאי שימוש
    • כנסים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫שבבים‬
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬

    השותפים שלנו

    כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

    דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

    No Result
    View All Result
    • עיקר החדשות
    • בישראל
    • מדורים
      • אוטומוטיב
      • בינה מלאכותית (AI/ML)
      • בטחון, תעופה וחלל
      • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
      • ‫יצור (‪(FABs‬‬
      • ‫צב"ד‬
      • ‫שבבים‬
      • ‫רכיבים‬ (IoT)
      • ‫תוכנות משובצות‬
      • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
      • ‫‪FPGA‬‬
      • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
      • תקשורת מהירה
    • מאמרים ומחקרים
    • צ'יפסים
    • כנסים
    • Chiportal Index
      • אינדקס חברות – קטגוריות
      • אינדקס חברות A-Z
    • אודות
    • הצטרפות לניוזלטר
    • TapeOut Magazine
    • צור קשר
    • ChipEx
    • סיליקון קלאב

    כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

    דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

    דילוג לתוכן
    פתח סרגל נגישות כלי נגישות

    כלי נגישות

    • הגדל טקסטהגדל טקסט
    • הקטן טקסטהקטן טקסט
    • גווני אפורגווני אפור
    • ניגודיות גבוההניגודיות גבוהה
    • ניגודיות הפוכהניגודיות הפוכה
    • רקע בהיררקע בהיר
    • הדגשת קישוריםהדגשת קישורים
    • פונט קריאפונט קריא
    • איפוס איפוס