Page 20 - מגזין הטכניון | חורף 2010

ÁÂ˙ÈÙ ¯˜ÁÓ 20
ה ס ו ל ל ה ה ב ל ת י נ ל א י ת
ח ו ק ר י ם ב פ ק ו ל ט ה ל ה נ ד סת ח ו מ ר י ם פ י ת ח ו ס ו ל ל ת ס י ל י ק ו ן - א ו ו י ר
ה מ ס ו ג ל ת ל ע ב ו ד א ל פ י ש ע ו ת ל ל א ה פ ס ק ה
צ י נ ו ר י ו ת פ ח מ ן : פ ר י צ ת ד ר ך
הפרופסורים ישעיהו טלמון ויכין כהן,
מהפקולטה להנדסה כימית, הצליחו להוכיח כי
ניתן להשיג פיזור של צינוריות פחמן זעירות
ב“סופר-חומצה“. זוהי פריצת דרך הצפויה להוביל
לפיתוחים מהפכניים במדעי החומר ובננו-
אלקטרוניקה, ולהוות שלב ראשון בטוויית ננו-
חוטים מצינוריות פחמן זעירות. ההישג פורסם
.Nature Nanotechnology בכתב העת המדעי
שפופרות-פחמן הן ”חומר גלם“ חזק מאוד
ליצירה של יישומים רבים ומגוונים, ביניהם
כבלים המוליכים חשמל למרחקים ארוכים
וחומרי בניה חזקים וקלים במיוחד. ”צינוריות
זעירות של פחמן הן מהחומרים המעניינים
ביותר בננו-טכנולוגיה,“ הסביר פרופסור טלמון.
”האתגר הניצב בפני חוקרים ברחבי העולם הוא
להפוך צינורית כזו, שקוטרה 2-1 ננו-מטר )אחד
חלקי מיליארד של מטר(, למשהו שימושי בקנה
מידה גדול. מדובר בתהליך סבוך, שכן הצינוריות
הללו יוצאות מהייצור הללו כשהן מעורבבות,
מעין ’ספגטי‘, והאתגר הוא לפזרן ולהפרידן
לצינוריות בודדות, ואחר כך לטוות מהן חוטים
שבהם הצינוריות מסודרות היטב.“
עמיתים של הפרופסורים טלמון וכהן )קבוצת
חוקרים מאוניברסיטת ”רייס“ ביוסטון, טקסס,
בראשות פרופסור מתאו פסקואלי( הציעו
לפזר את הצינוריות הזעירות בחומצה כלורו-
סולפונית )”סופר-חומצה“( - חומצה חזקה
ומסוכנת מאוד. חוקרי הטכניון הצליחו להכין
דגמים של החומצה הזו ולהכניסם למיקרוסקופ
אלקטרונים, בלי לפגוע במבנה הצינוריות
בחומצה. ”זו הפעם הראשונה שהוכח כי בסופר-
חומצה הזו ניתן להמיס את הננו-צינוריות הללו,“
אמר פרופסור טלמון. ”יתירה מכך, הוכח כי יש
סיכוי טוב לטוות חוטים המבוססים על צינוריות
פחמן זעירות.“
”פרופסור טלמון ועמיתיו בטכניון תרמו תרומה
חיונית להוכחה שננו-שפופרות נמסות באופן
ספונטני בחומצה כלורו-סולפונית,“ אמר
פרופסור פסקואלי.
חוקרים בפקולטה להנדסת חומרים פיתחו
סוללת סיליקון-אוויר המסוגלת לעבוד אלפי
שעות ללא הפסקה. הפיתוח עוגן בפטנט.
פרופסור יאיר עין אלי חוקר זה שנים רבות
סוללות מתכת-אוויר, המאופיינות בחיסכון ניכר
במשקל ובעלויות )לכן משתמשים בה, למשל,
כבדי שמיעה(. ”בעבר נעשו נסיונות לשדרג
את סוללות המתכת-אוויר לשימוש בכלי רכב
חשמליים ובמכשירים אלקטרוניים נישאים,
ועתה קיבלו ניסיונות אלה תנופה מחודשת
בשיתוף פעולה בין החברות ’טויוטה‘ ו‘פנסוניק‘
בהטמעת סוללת אבץ-אוויר במכוניות חשמליות
עתידיות. במכון הטכנולוגי של מסצ‘וסטס
( מנסים, בשיתוף חברות מסחריות,MIT)
לפתח סוללות ליתיום-אוויר נטענות, שתוחלת
הפעולה שלהם תהיה ארוכה פי עשרה מסוללות
הקיימות כיום.“
פרופסור עין אלי מציע להשתמש בסוללת
סיליקון-אוויר. ”הסיליקון )צורן( הוא חומר
נפוץ ביותר. הוא קל, יציב ולא מסוכן ומאופיין
בתכולת אנרגיה גבוהה. במהלך פריקתה של
סוללת הסיליקון-אוויר נהפך הסיליקון, בעצם, )צורן דו-חמצני(.“
סוללה כזו, בעלת חיי מדף בלתי מוגבלים, תתאים לשימוש בתחום הרפואי )למשל במשאבות לחולי
סוכרת או במכשירי שמיעה( ובתחום האלקטרוניקה )כחלק מובנה מהתקן הבנוי כולו מסיליקון(.
הסוללה החדשנית תוכל לספק אנרגיה במשך אלפי שעות עבודה.
עבודת הפיתוח של סוללת הסיליקון-אוויר נעשתה במימון הקרן הדו-לאומית למחקר, בהשתתפות
הדוקטורנט גיל כהן וד“ר דוד סטרוסבצקי מהטכניון ופרופסור דיגבי מקדונלד מאוניברסיטת פנסילבניה
בארה“ב.