הבנת חוטי ננו: הזפם של חומרים אורגניים – אלקטרוניקה בשבילך

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
X-ray_Promo1


חוקרי אוניברסיטת טוקיו מטרופוליטן הבינו את התהליך העומד בבסיס הפיתוח המהיר של ננו-חוטים דקים במיוחד או "שפם" בחומרים אורגניים. ההבנה כיצד "שפם" אלה מתפתחים חיונית ליישומים שכן ננו-חוטים הם גם התקדמות טכנית רצויה וגם סיכון כאשר הם מקצרים אלקטרוניקה.

חוטי ננו הם חוטים גבישיים דקים במיוחד עם שימושים חדשים ומלהיבים באלקטרוניקה, קטליזה והפקת אנרגיה. בנוסף, הם עלולים להתפתח בטעות במקומות לא רצויים, לגשר על מחסומים מבודדים ולקצר מעגלים אלקטרוניים. ההבנה כיצד הם גדלים היא אתגר טכנולוגי משמעותי, אך המנגנון המדויק הוא עדיין בגדר תעלומה.

פרופסור ריי קוריטה, פרופסור עוזרת מארי טאני וטאקומי יאשימה מאוניברסיטת טוקיו מטרופוליטן בחנו את צמיחת הגבישים בתרכובות האורגניות הנפוצות או-טרפניל וסאלול. שני החומרים הללו מציגים שניהם "גבישי שפם", שהם חוטים דקים הגדלים במהירות מחזיתות גבישיות כאשר החומר מתקרר. הם בחנו את החוטים מקרוב וגילו שלכל אחד יש בועה קטנה בקצה.

תמונות מיקרוסקופ מקטבות לאורך זמן של שפם שצומח מחזית מתגבשת של o-terphenyl. רואים שהוא עוקב אחרי בועה כדורית לתוך נפח הנוזל. (קרדיט: אוניברסיטת טוקיו מטרופוליטן)

הם הצליחו להדגים שהבועה הזו היא אכן קפסולה קטנה של גז העשויה מאותו חומר אורגני ולא רק טומאה או אוויר מעורבבים בו. נצפה תרחיש שונה בתכלית מהתיאור האופייני של הקפאה בנוזלים, כמו מולקולות ב- נוזל המועבר לגז שבתוך הבועה לפני שהוא נקשר לקצה החוט, בניגוד להפקדה פשוטה על חזית עולה כמו ביצירת גבישים טיפוסית. כתוצאה מכך, ננו-חוטים צמחו בקצב מהיר להפליא.

המדענים גילו שהפרש הצפיפות המשמעותי בין הגביש לנוזל בתרכובות הללו שיחק תפקיד בייצור הבועות עצמו. כאשר הם חזרו על הניסויים בנוזלים עם הבדלים קטנים יותר, הם לא גילו גידול שפם. הם טענו שסביר להניח שלחזית הגבישית יש אי-הומוגניות משמעותיות בצפיפות, שבסופו של דבר תגרום לקוויטציה – יצירה ספונטנית של בועות גז שבסופו של דבר יוצרות שפם.

כדי למנוע קוויטציה, הוכנסה לחומר כמות קטנה של טומאה. כשהבועות שככו, השפם הלכו בעקבותיהם, ואיפשרו היווצרות איטית יותר אך נטולת שפם של נתחים גדולים של התגבשות הומוגנית. המחקר של הצוות מספק דרכים חדשות לגידול ננו-פילמנטים עבור יישומים טכנולוגיים ושיטות חדשות להגנה על אלקטרוניקה וסוללות מפני קצרים שעלולים להיות מסוכנים הנגרמים מגבישי שפם.

נְקִישָׁה כאן לצפות במחקר שלהם.






קישור לכתבת המקור – 2022-06-28 20:37:41

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר