اكتشف باحثون في الجامعة العبرية نوعاً جديداً من الجسيمات النانوية على شكل نجمة داود

رئيس مركز النانوتكنولوجي في الجامعة البروفيسور أوري بنين:
هذا إنجاز يمكن أن يساعد في تشخيص مرض السكري واستخدام الطاقة الشمسية لإنتاج "الوقود الأخضر"

اكتشف مؤخراً باحثون من مركز علوم النانو وتكنولوجيا النانو في الجامعة العبرية نوع جديد من الجسيمات بحجم النانومتر (النانومتر = جزء من مليار من المتر) يشبه في شكله نجمة داود. وبحسب الباحثين فإن هذا الاكتشاف سيساعد في تطوير طرق جديدة للكشف عن الجلوكوز في تشخيص مرض السكري وكذلك في عملية الاستفادة من الطاقة الشمسية وتحويلها إلى وقود نظيف.

ويعتقد باحثو الجامعة العبرية، الذين نُشرت أبحاثهم مؤخرًا في مجلة Nature Materials المرموقة، أن الاكتشاف سيكون له مساهمة حاسمة في تطوير الجسيمات النانوية المعقدة التي تجمع مواد مختلفة في نفس الجسيم. مثل هذا المزيج من المواد يمنح الجسيمات النانوية المعقدة مجموعة متنوعة من الوظائف.

החלקיקים בצורת מגן דוד נוצרו ע”י קבוצת המחקר בראשותו של פרופ' אורי בנין, העומד בראש המרכז לננו-מדע ולננו-טכנולוגיה בפקולטה למדעי הטבע באוניברסיטה העברית, בעת שעסקו בניסיון לפתח סוגים חדשים של ננו-חלקיקים (חלקיקים שגודלם קטן פי 10,000 מרוחב שערת انسان).

وانخرط الباحثون في تطوير جسيمات نانوية جديدة مصنوعة من نوعين من المواد المرتبطة ببعضها البعض. وحتى هذا الاكتشاف، كان العلماء قادرين فقط على إنتاج جسيمات نانوية تحتوي فيها مادة أخرى على الأخرى (شبيهة بالبيضة والصفار) وكذلك جسيمات نانوية تشكل فيها مادة معينة جزرًا فوق الأخرى (شبيهة برأس عود الثقاب). على سطح عود الثقاب). في هذا البحث، حدث شيء مفاجئ عندما حاولت طالبة ما بعد الدكتوراه للبروفيسور بنين، الدكتورة جانيت ماكدونالد، إنتاج جزيئات نانومترية مكونة من كبريتيد النحاس (مادة شبه موصلة رخيصة وشائعة) ومعدن من نوع الروثينيوم معروف بخصائصه الكيميائية الممتازة. وخلافا للتوقعات بأن تأخذ شكل "جزر"، اكتشف الباحثون أن الجزيئات التي صنعوها مخططة وتشبه نجمة داود، في الواقع أنتجوا أول "نجمة داود النانوية".

وبعد هذا الاكتشاف المفاجئ، حاول الباحثون فهم البنية ثلاثية الأبعاد للجسيمات الجديدة. استغرق الأمر عدة أشهر لكشف اللغز بمساعدة الدكتورة مايا بار سادان والدكتور لوثر هاوبين من مركز أبحاث بيوليتش ​​في ألمانيا. وقام الباحثون بإنشاء صورة ثلاثية الأبعاد للجسيمات باستخدام المجهر الإلكتروني واكتشفوا أن الهياكل على شكل نجمة داود هي في الواقع "أقفاص نانوية". وهي عبارة عن جسيمات نانوية على شكل بلورة ذات مقطع عرضي من 6 جوانب (سداسي). ولكل جسيم إطار معدني صغير يحيط به مثل قفص الطيور ولكنه أصغر بمئة مليون مرة. ونظرًا للشكل السداسي للمقطع العرضي، تبدو الجسيمات وكأنها لها شكل نجمة داود عند النظر إليها من الأعلى، وهو الشكل الذي لم يره أي باحث حتى الآن.

إن الأبحاث حول التطبيقات الممكنة لنجمة داود النانوية لا تزال في بداياتها ولكنها تظهر بالفعل أن الهياكل ليست جميلة فحسب، بل إن تكوين القفص وشكله يجعلها مفيدة للغاية أيضًا. التطبيق الأول الذي أظهره الباحثون كان في مجال التشخيص، حيث قاموا بتغليف قطب كهربائي بخلايا نانوية وأثبتوا أنه يمكن اكتشاف كميات صغيرة من بيروكسيد الهيدروجين باستخدام الجهاز الجديد. إن اكتشاف بيروكسيد الهيدروجين هو الخطوة الأولى في تطوير أجهزة استشعار أفضل للجلوكوز، وهذا له عواقب طبية مهمة، بما في ذلك تشخيص مرض السكري. اتضح أن القفص المصنوع من مادتين كان ضروريًا لإنشاء الجهاز الحساس - جهاز مشابه يحتوي فقط على جزيئات كبريتيد النحاس النانوية لم يعمل، وفقط الجمع مع القفص المعدني المحيط وخصائص كبريتيد النحاس، كان بمثابة كاشف حساس.

يعلق البروفيسور أوري بنين وفريقه من الباحثين آمالاً كبيرة على التطبيقات المحتملة لجسيمات نجمة داود ذات الحجم النانوي، ويقوم فريق البحث الآن بالتحقق مما إذا كان من الممكن استخدام هذه المواد كأجهزة استشعار للأغراض الطبية وغيرها من الأغراض البيئية، وما إذا كان ويمكن استخدامها لتحويل الطاقة الشمسية إلى "وقود أخضر".

وسيكون البروفيسور بنين أحد المحاضرين وذلك في مؤتمر النانو إسرائيل الذي سيعقد في تل أبيب يومي 6-8 نوفمبر.