שיחות מהחדר הנקי

במעבדה המשותפת של המרכז לננו-מדע וננו-טכנולוגיה, שיחות חולין של חוקרים מתחומים שונים מובילות לפריצות דרך מדעיות

כימאי ופיזיקאי נכנסים לתוך חדר נקי. לא, זו לא התחלה של בדיחה, אלא סיפור אמיתי על שני דוקטורנטים מתחומי מחקר שונים, אמיר חברוני ואלון רון, שהתחילו לדבר והבינו שהם יכולים להשתמש בכימיה כדי לפתור בעיה מטרידה בפיזיקה. "הדוקטורנטים האלה, שהיום הם כבר דוקטורים, היו מהסוג הטוב ביותר – סקרנים ופתוחים לרעיונות חדשים ולגישות חדשות לפתרון בעיות," אומר פרופ' גיל מרקוביץ מבית הספר לכימיה ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר, ופרופ' יורם דגן מבית הספר לפיזיקה ולאסטרונומיה מניד ראשו בהסכמה.

 

מרקוביץ ודגן היו המנחים של שני הדוקטורנטים הללו, ומיד ראו את היתרונות בשיתוף הפעולה בין המעבדות. במחקרם הם חיפשו פיתרון למניעת פגיעות על שטחם של מוליכים (סמיקונדוקטורים) – רכיבים קטנים ששולטים בזרם החשמלי במכשירים כמו מחשבים וטלפונים ניידים, פגיעות הפוגעות בתפקוד המכשירים.

 

במחקרים מסוג זה, יש צורך במעבדה סטרילית במיוחד. התנאים המיוחדים ב"חדר הנקי" כוללים טמפרטורה קבועה העומדת על 20 מעלות, 50 אחוזי לחות, ומסנן עוצמתי מאוד המונע כניסת גרגרי אבק אל חלל המעבדה, ואחראי על יצירת סביבת עבודה סטרילית. תנאים אלה הכרחיים לייצורם של חומרים מסוימים, ובפרט שבבים אלקטרוניים, שאפילו גרגר אבק עלול לשבש את ייצורם.

 

מטלפונים ניידים ועד למצלמות תרמיות

החוקרים השתמשו בתהליך כימי ליצירת שכבה דקיקה לבידוד חשמלי בעובי אטומי. לדברי דגן, "בניגוד לנהוג בפיזיקה, שם משתמשים בחומרים לא אורגניים, השתמשנו בתרכובות אורגניות כדי לקבל מתוכן את המרכיבים שיוצרים את השכבה בעובי אטומי." בתהליך שביצעו החוקרים, הם חיממו תרכובות אורגניות עד כדי פירוק. ברגע שהן נוגעות בפני השטח, הן מקבלות אנרגיה נוספת ומתפרקות, עד שהתהליך נעצר מעצמו. כך נוצרת רק שכבה אחת של החומר המבודד, כי אין כבר מספיק אנרגיה על מנת שתיווצר שכבה נוספת," מסביר דגן. "בתהליך כימי זול ומהיר, הצלחנו להציע חלופה לתהליכים סבוכים ויקרים, ואף להגיע לתוצאה טובה יותר."

 

ההמצאה שלהם יכולה לשפר את המיקרואלקטרוניקה בכל המכשירים שאנו סוחבים בכיסינו ובביתנו על ידי הפיכתם למהירים יותר, יעילים יותר וקומפקטיים יותר. "זה פרויקט לטווח ארוך – רעיון שיהיה ניתן למסחר בעוד שנים רבות, אך חקירת הבעיה הפיזיקלית הבסיסית הזו באמצעות ננו-כימיה הוביל אותנו למחקר יישומי יותר כבר עכשיו." אומר דגן.

 

מרקוביץ ודגן חברו למומחים מהתעשייה כדי ליישם את הטכנולוגיה שפיתחו על מנת לשפר את הרזולוציה של מצלמות תרמיות. רשות החדשנות של ישראל השקיעה בפרויקט הזה כחלק ממענק הניתן אך ורק לפרויקטים שיש להם סיכוי גבוה להפוך למסחריים בארץ. "הכל התחיל עם מדע בסיסי, אך כשמגלים אפשרויות חדשות וחומרים חדשים, המצאות ויישומים יכולים להתפתח." אומר דגן.

 

שיתוף פעולה שפתח אפשרויות חדשות

מרקוביץ ודגן חולקים תשוקה לפיצוח חידות היקום. "שנינו מתעניינים במקורות של חומרי היסוד," אומר דגן, "גיל חוקר את האינטראקציה בין מינרלים ובין חומצות אמינו ודי.אן.איי – אבני היסוד של החיים, ואני מתעניין במאפיינים הבסיסיים של חומרים. לא הייתי חושב לבדי על פתרונות כימיים לבעיות פיזיקליות. שיתוף הפעולה בינינו פתח אפשרויות חדשות."

 

"זו הייתה דרך מאוד מהנה," אומר מרקוביץ, "קודם כל, יורם הוא אדם שנעים לעבוד איתו, ומעולם לא עבדתי על בעיות פיזיקליות מסוג זה. יש לנו גם רעיונות לשיתוף פעולה ליצירת חומרים חדשים עבור מחשוב קוונטי בדרכים כימיות. העתיד פתוח לרווחה."

אוניברסיטת תל-אביב, רחוב חיים לבנון 30, 6997801.
UI/UX Basch_Interactive