אייטם קטן
ננו-חומרים משני העולמות
חוקרים מגדלים חומרים אי-אורגניים בתוך פולימרים וכך יוצרים ננו-חומרים וננו-מבנים בעלי תכונות משופרות
“אנט שואפים לייצר ננו-חומרים וננו-מבנים נשלטים ומשופרים”, אומרת ד”ר תמר סגל-פרץ מהטכניון. “כדי לעשות זאת, אנחנו משלבים בין חומרים אורגניים, בעיקר פולימרים, שקל לעבוד איתם ואפשר לייצר מהם סיבים ומשטחים, אבל הם גם בעלי תכונות מכניות ואופטיות שמקשות על הנדוסם, לבין חומרים אי-אורגניים, בעיקר תחמוצות מתכתיות כגון תחמוצת אבץ. כך, החומרים האי-אורגניים מקנים לחומרים האורגניים תכונות נוספות ומשופרות – מגבירים את חוזקם המכני או משפרים את עמידותם לתנאי סביבה חיצוניים”.
מה השאלה? כיצד מייצרים ננו-סיבים שניתן להרכיב מהם מגוון התקנים, למשל כאלו המוליכים חשמלית ומבודדים במקביל?
ד”ר סגל-פרץ וחברי קבוצתה, מגדלים את החומרים האי-אורגניים בתוך הפולימרים כדי לשלוט במבנה הפנימי הננומטרי של החומר החדש, המשולב, שהם יוצרים. כך, חומר זה מקבל את תכונותיו משני העולמות – האורגניים והאי-אורגניים – ובהן תכונות אופטיות, חוזק מכני, והרכב מולקולרי שמגביר עמידות לתנאי סביבה כגון אור שמש וממיסים שונים. “אנחנו הופכים את הפולימרים לננו-מבנים אי-אורגניים או היברידיים בטכנולוגיות פשוטות. במגוון התקנים, כגון אלקטרודות לבטריות וממברנות למים. התהליך הקריטי מתרחש בתוך הננו-מבנים הללו. לכן אם שולטים בהם בהיבט הכימי, שולטים בתפקוד של ההתקנים הללו”, מסבירה ד”ר סגל-פרץ. צוות המחקר.
במחקר קודם ביקשו החוקרים לייצר ננו-מבנים תלת-ממדיים כדי שישמשו כרכיבים בהתקנים כגון שבבי מחשב. לשם כך השתמשו בפולימר בעל ננו-מבנה שמשמש תבנית לגידול חומרים אי-אורגניים. הם גידלו בתוכו שני חומרים כאלו במקביל – חומר אחד למעלה והשני למטה. גידול שני החומרים במקביל התאפשר באמצעות שליטה בדיפוזיה (פעפוע) של הקודמנים (תרכובת המשתתפת בתגובה כימית ליצירת תרכובת אחרת) שלהם, אל תוך הפולימר. לאחר מכן הסירו את הפולימר – שתיפקד כתבנית בלבד – וכך קיבלו ננו-מבנים תלת-ממדיים.
במחקרם האחרון, שזכה במענק מהקרן הלאומית למדע, ואשר המשיך את המחקר הקודם, השתמשו החוקרים בפולימרים, ייצרו מהם ננו-סיבים (בטכנולוגיית אלקטרו ספינינג – שיטת ייצור סיבים המשתמשת בכוח חשמלי), וגידלו בתוכם חומרים אי-אורגניים – חומר אחד בחלק החיצוני של הסיבים וחומר שני בחלק הפנימי שלהם. גם כאן גידול שני החומרים במקביל התאפשר באמצעות שליטה בדיפוזיה (פעפוע) של הקודמנים שלהם פנימה לתוך הפולימרים. כך הצליחו לשלוט במיקום החומרים האי-אורגניים בסיבים ובכמות שלהם.
החוקרים ממשיכים לבדוק חומרים אי-אורגניים נוספים שניתן לגדלם בשיטות דומות, כך שישמשו לרכיבים מוליכים חשמלית ומבודדים, מגנטיים ואופטיים.
לדברי ד”ר סגל-פרץ, “בדרך זו ייצרנו ננו-סיבים מורכבים וייחודיים שניתן להרכיב מהם מגוון יישומים, למשל התקנים שמצד אחד (בתוכם) מוליכים חשמלית ומצד שני (מחוץ להם) מבודדים; או רכיבים אופטיים עם שני החזרי אור – אחד בתוכם (פנימי) ואחד מחוץ להם (חיצוני). מדובר למעשה בשיטה ננו-טכנולוגית חדשה לייצור סיבים/ מבנים חלולים ומיוחדים, עם תכונות משתנות וחלק פנימי וחיצוני, שיכולים לשמש למעבר של מולקולות ויונים וכך למגוון התקנים”.
החוקרים ממשיכים לבדוק חומרים אי-אורגניים נוספים שניתן לגדלם בשיטות דומות, כך שישמשו לרכיבים מוליכים חשמלית ומבודדים, מגנטיים ואופטיים. רכיבים אלו יוכלו להשתלב בהתקנים משופרים, כגון ממברנות מים עמידות יותר לתנאים סביבתיים מאלו הקיימות, או אלקטרודות שחסינות לתהליכי טעינה ופריקה חשמליים.
החיים עצמם:
ד”ר תמר סגל-פרץ, 43, נשואה + שלושה ילדים (15,15, 11), מתגוררת בקרית טבעון. בזמנה הפנוי אוהבת לטייל, לנגן בפסנתר ולקרוא.
קטיף חרבות ברזל
התגייסנו למען החקלאות- למען עתיד טוב יותר!
יחד ננצח.
שבוע שעבר, היה לנו העונג לארח אצלנו בפקולטה את הכנס הבינלאומי :"The Atomic Layer Infiltration and Deposition for Functional Hybrid Materials 2023"
Last week, we had the pleasure of hosting The Atomic Layer Infiltration and Deposition for Functional Hybrid Materials 2023 Workshop at our faculty, led by our very own – Associate Professor Tamar Segal-Peretz, who was an integral part of the organizing committee. It was a remarkable four-day event. With 80 participants, 4 tutorials, 30 oral presentations, and 10 posters, it was a hub of scientific exchange and collaboration.
The workshop revolved around atomic layer deposition (ALD) based methods, including ALD, atomic layer infiltration (ALI), sequential infiltration synthesis (SIS), vapor phase infiltration (VPI) and molecular layer deposition (MLD). These methods enable the formation of thin films, with precise control over their thickness and composition, the transformation of polymers and organic materials into hybrid materials, and the fabrication of hybrid organic-inorganic and organic molecular layers. This promising technique contributes to fields spanning from energy storage and water filtration to semiconductor nanofabrication and optical coatings.
The workshop fostered an environment where attendees, students, postdocs, PIs and industry professionals, engaged in fruitful discussions, networking, and new partnerships. The program began with a tutorial on atomic layer deposition (ALD) technologies. Over the next three and a half days, attendees delved into the latest research on ALD, infiltration deposition (SIS, VPI, ALI), and molecular layer deposition (MLD). In addition to the academic program, participants enjoyed social activities, including a cable car ride to the University of Haifa and a tour of old Acre. Good food and good company were never in short supply.
We would like to thank the organizing committee and the generous support of all of the sponsors for making this wonderful event as remarkable as it was.
מוזמנים להגיע ליום הפתוח ללימודי תואר ראשון בפקולטה להנדסה כימית בטכניון
למה אפשר לצפות מהתואר:
לימודים מעניינים ותואר פרקטי ומבוקש
חשיפה למחקר וטכנולוגיה מתקדמים כבר בתואר הראשון
מרצים מובילים בעלי שם עולמי בתחומם
קבלת כלים שיעזרו לכם להשתלב בשוק העבודה
גישה למעבדות מחקר חדשניות
אל תפספסו את ההזדמנות ללמוד מהטובים ביותר ולהשתלב בתעשיות המובילות בארץ ובעולם!
ברכות לאבי שרודר אשר זכה במענק ERC Consolidator היוקרתי!
ברכות לפרופ"ח אבי שרודר אשר זכה למענק ERC Consolidator היוקרתי!
המחקר מתמקד בפיתוח תרופות ננוטכנולוגיות לטיפול בהזדקנות ובמחלות, כדוגמת אלצהיימר הפוגעות במערכת העצבים המרכזית ובמוח
פרופ"ח שרודר שותף ל-19 פטנטים ויזם מגוון חברות אשר מביאות את הפיתוחים המדעים לתעשייה ולחולים.
איחוי אוטונומי
תארו לכם ניתוח בלי תפרים, בלי סיכות ובלי הדבקה, באמצעות פלסטר חכם שלא רק סוגר את החתך הניתוחי אלא גם מנטר את מצבו ומאיץ את ריפויו. יותר מכך, הפלסטר מוצמד לעור לפני הניתוח, והוא שמסייע להצמיד את שני צידי החתך זה לזה. כמעט דמיוני, אבל הקונספט האמור פותח לכדי אב טיפוס פעיל שיעילותו הודגמה במחקר שהתפרסם בכתב העת Advanced Materials.
את הפלסטר הייחודי, המספק מידע שוטף על מצב הרקמה במהלך הניתוח ואחריו, פיתחו פרופ’ חוסאם חאיק והפוסט-דוקטורנט טאנג נינג מהפקולטה להנדסה כימית.
טיול פקולטי
ביום ראשון יצאנו לטיול פקולטי בבזלתון שבעין כרמל ובגני הנדיב שבזכרון יעקב
היה כיף לטייל יחדיו וליהנות מהאביב הפורח
מוזמנים ליהנות מהתמונות – לחץ כאן
