מומחה לננו-חלקיקים ומומחה לכימיה פולימרית נכנסו למעבדה מאוניברסיטת בן-גוריון בגנב. במשך שנתיים, יחד עם קבוצת המחקר שלהם, שיתפו רעיונות, ערכו ניסויים עד שהצליחו לייצר פולימר מגיב לאור (חומר עשוי שרשראות ארוכות של יחידות חוזרות) הפולט חום עם חשיפה לאור LED. הגילוי הזה מאפשר יצירה של חומרים חדשים והאצת תגובות המאפשרות גם לחסוך באנרגיה. ממצאיהם פורסמו בכתב העת Nature Chemistry.
ניסוי בפולימור עם אור LED
(צילום: ניר וטלי למקוף, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב)
פרופ' יוסי ויצמן מייצר ננו-חלקיקי זהב הממירים אור לחום. פרופ' גבי למקוף מייצר זרזים רדומים הניתנים להפעלה. הרעיון העומד בבסיס הגילוי הוא שננו חלקיקים, חלקיקים מתכתיים קטנים מאוד שאינם אוגרים אנרגיה, אלא פולטים חום ברגע שמכוונת אליהם אלומת אור LED, ויכולים להשפיע על תגובת פילמור כך שתהפוך תמיסה נוזלית לפולימר מוצק. החלקיקים מגיבים לאורכי גל שונים של אור כך שניתן לשלוט עליהם כך שרק חלקים מסוימים בפולימר יתחממו באופן נקודתי.
"אם מוסיפים את ננו-חלקיקי הזהב שלי לתמיסת פילמור נוזלית עם הזרזים הרדומים של פרופ' למקוף, אז החום שהם יוצרים מפעיל את הזרזים כך שהם הופכים את הנוזל למוצק", הסביר פרופ' ויצמן. "המוצק הזה מתחמם במהירות כשהוא נחשף לאור LED. בתחילת תהליך הפילמור, הפולימר נעשה גמיש באור אולטרא סגול, אך מתקשה בחשיפה לאור אינפרה אדום".
3 צפייה בגלריה
פולימר תוך כדי הקרנה באור LED 850 ננומטר. בצד שמאל: צילום סטנדרטי, בצד ימין: צילום במצלמה תרמית הכוללת קריאת טמפרטורה
(צילום: ניר וטלי למקוף, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב)
ניתן להשתמש בשיטה במגוון רחב של תחומים מתרופות ועד גופי חימום אישיים, שכן זו שיטה המאפשרת יצירת חומרים חדשים. בנוסף, מפני שאין צורך בהפעלת גופי חימום גדולים אלא רק בהארת נקודות מדויקות, ניתן בצורה זו גם לחסוך באנרגיה. "החלקיקים נמצאים בתוך הפולימר ובכל פעם שנאיר עליהם, הם יפלטו חום", הסביר פרופ' למקוף. "בראקציות כימיות שאינן תגובת פילמור, ניתן להפריד את החלקיקים לאחר הריאקציה ואז ולהשתמש בהם שוב בראקציה חדשה, כך שהשימוש בהן הוא רב פעמי".
"לא ציפינו לתוצאה הזו", הוסיף ניר למקוף השותף למחקר. "הופתעתי שערכתי את אותו הניסוי שוב ושוב ושוב, אחרי אלף פעם אתה מצפה שמשהו יהיה פחות טוב בחומר. אבל כל פעם שחשפתי את הפולימר לאור, הוא התחמם במהירות לאותן טמפרטורות, היה יציב וחזק לאורך זמן".
החוקרים אומרים כי נראה שזו רק ההתחלה שכן, בקרוב יוכלו להשתמש בשיטה ולעצב חומרים חדשים.
קבוצת המחקר כללה את: פרופ' יוסי ויצמן, פרופ' גבריאל למקוף, ניר למקוף, נוי נחמד, אור איבגי, אלעד יחזקאל, אופיר שלונצ'יק, רבינדרה פתייק, דורון יסודי, אנה ויסמן ואריתרה ביסוואז, כולם מהמחלקה לכימיה בפקולטה למדעי הטבע באוניברסיטת בן-גוריון בנגב. מחקרים אלה נתמכים על ידי הקרן הלאומית למדע ו-The Zuckerman STEM Leadership Program.
