חוקרים ממכון המחקר הצרפתי CNRS ומאוניברסיטת שטרסבורג הצליחו לייצר סיבי פלסטיק בעלי יכולת הולכת חשמל גבוהה שעוביים מספר ננומטרים בלבד
| תמונת מיקרוסקופ (AFM) המציגה סיב סופרא-מולקולרי מוליך המורכב ממספר סיבים קצרים. כל נקודה מהווה מולקולה נפרדת (גובה הסיב התמונה הוא 50 ננומטרים). |
חוקרים ממכון המחקר הצרפתי CNRS ומאוניברסיטת שטרסבורג הצליחו לייצר סיבי פלסטיק בעלי יכולת הולכת חשמל גבוהה שעוביים מספר ננומטרים בלבד. סיבים אלו נוצרים בחשיפה לאור או להבזק אור. בהיותם חומרים זולים ופשוטים לייצור, הם משלבים את היתרונות של שני החומרים הנפוצים ביותר היום המשמשים להולכת חשמל: מתכות ופולימרים אורגניים פלסטיים. למעשה, הם דומים בתכונת המוליכות החשמלית שלהם למתכות.
בנוסף להיותם חומרים זולים ופשוטים לייצור, הם גם קלי-משקל וגמישים כפלסטיקים – תכונות הסוללות את הדרך לפיצוח אחד האתגרים החשובים ביותר בתחום האלקטרוניקה של המאה העשרים ואחת: מזעור הרכיבים לקנה מידה ננומטרי. ממצאי המחקר פורסמו באתר כתב-העת המדעי Nature Chemistry. השלב הבא הוא להצליח ולהדגים כי סיבים אלו יוכלו להשתלב בקנה מידה תעשייתי בתוך התקנים אלקטרונים כגון צגים גמישים, תאים סולאריים, טרנזיסטורים וכיו"ב.
במחקרם הקודם המדענים הצליחו לקבל לראשונה אי-פעם ננו-חוטים. לשם כך, הם שינו באופן כימי מולקולות כימיות המכונות "טריארילאמינים" המשמשים מזה עשורים במכונות צילום. לתדהמתם הרבה הם גילו כי בחשיפה לאור ובתמיסה עצמה המולקולות החדשות התגודדו באופן עצמאי לערמות סדורות תוך קבלת סיבים זערוריים.
בשלב הבא החוקרים בחנו את התכונות האלקטרוניות של ננו-הסיבים שהתקבלו. הם מיקמו את המולקולות במגע עם מעגל חשמלי מיקרומטרי שכלל אלקטרודות זהב המרוחקות כמאה ננומטרים אחת מהשנייה. בשלב הבא הם הפעילו שדה חשמלי בין אלקטרודות אלו.
הממצא החשוב הראשון היה כי כאשר המולקולות נמצאות בתמיסה ונחשפות לאור הן מתארגנות באופן עצמאי בין האלקטרודות. התוצאה המפתיעה השנייה הייתה שמבנים אלו, הקלים והגמישים כחומרי פלסטיק, הצליחו להעביר רמה גבוהה במיוחד של זרם, רמה הקרובה לזו הקיימת בחוטי מתכת. בנוסף, יש להם התנגדות נמוכה במיוחד למתכות, כעשרת אלפים פחות מהפולימרים האורגניים הטובים ביותר הקיימים היום בשוק.
הידיעה על המחקר
| {loadposition content-related} |
