الشفافية الكاملة

الشاشات المرنة، والشاشات التي يمكن طيها ونشرها، والخلايا الشمسية التي يتم تعبئتها في حقيبة الظهر كمعدات للتخييم - هذه هي الرؤية التي قد تتحقق في السنوات القادمة بمساعدة التكنولوجيا التي طورتها المجموعة البحثية للبروفيسور جيل ماركوفيتش من مدرسة الكيمياء

يوضح البروفيسور ماركوفيتش: "إن شاشات العرض والشاشات التي تملأ حياتنا اليوم مصنوعة من عدة طبقات ذكية، إحداها عبارة عن قطب كهربائي شفاف - وهي طبقة شفافة موصلة للكهرباء، مصنوعة من مادة صلبة وهشة تشبه الزجاج". وهو كيميائي فيزيائي يدرس الخصائص الكهربائية والمغناطيسية والبصرية للمواد النانوية. "اليوم الاتجاه العالمي هو تطوير الأجهزة الإلكترونية من مواد مرنة مثل البوليمرات (البلاستيك). ستحتاج هذه الأجهزة إلى موصلات مرنة وشفافة، وهي مريحة ورخيصة الثمن في التصنيع. ولهذا السبب، يتم إجراء العديد من الدراسات في هذا المجال في العالم، والتي أنتجت عددًا من التقنيات المتقدمة. إن تطويرنا يلبي الاحتياجات بدقة، وله مزايا مهمة مقارنة بالطرق المنافسة لإنتاج موصلات مرنة وشفافة. وأتوقع أنه سيكون له العديد من التطبيقات مع تطور التكنولوجيا المستقبلية.

"نانو السباغيتي"
الموصل الشفاف الذي تم تطويره في مختبر البروفيسور ماركوفيتش عبارة عن شبكة من الأسلاك النانوية الذهبية والفضية الرفيعة - نوع من "معكرونة النانو"، يتم إنتاجها بطريقة كيميائية "رطبة": غمس الركيزة المرغوبة في محلول يحتوي على جزيئات نانومترية من الذهب و / أو الفضة، وتصطف الجزيئات على شكل خيوط على سطح السطح بأكمله - في عملية تعرف بالتنظيم الذاتي، وهي إحدى سمات سلوك مواد معينة في أصغر الأبعاد. الطريقة المبتكرة مريحة للغاية في الاستخدام - عن طريق الغمس أو التطبيق أو الرش، وهذه هي ميزتها العظيمة. يقول البروفيسور ماركوفيتش: "في التقنيات الأخرى، التي تعتمد على سبيل المثال على مادة الجرافين المبتكرة أو أنابيب الكربون النانوية، يجب تصنيع مكونات الموصل الشفاف المرن بشكل منفصل، ثم نقلها إلى السطح الذي سيتم بناء الجهاز الإلكتروني عليه". . "إنها عملية معقدة ومكلفة، وقد واجهت العديد من العقبات التكنولوجية. في طريقتنا، يتم تنفيذ العملية برمتها في خطوة واحدة، ويقوم الموصل بترتيب نفسه على الركيزة." ونتيجة لذلك، تعد هذه التقنية فعالة جدًا أيضًا بالنسبة للأسطح الكبيرة، مثل الشاشات العملاقة أو الألواح الشمسية القوية. ولا يقل أهمية: بما أن الأمر يتعلق بأبعاد نانومترية، فإن كميات الذهب والفضة ضئيلة، والعملية برمتها رخيصة نسبيًا مقارنة بالطرق المقبولة اليوم لإنتاج الموصلات الشفافة.

بالإضافة إلى خصائص المرونة الأساسية، يتعامل البروفيسور ماركوفيتش أيضًا مع الخصائص البصرية للطبقات الرقيقة المكونة من هياكل نانوية معدنية. يوضح البروفيسور ماركوفيتش: "الضوء عبارة عن إشعاع كهرومغناطيسي، له موجات بأبعاد نانومترية، وبالتالي يمكن استخدام الهياكل النانوية المعدنية كهوائيات نانوية تستقبل موجات الضوء وتركزها". ووفقا له، يمكن استخدام طبقات مثل "النانو السباغيتي" التي تم تطويرها في مختبره كهوائيات من شأنها تركيز إشعاع الشمس على منطقة واسعة. وبهذه الطريقة، سيكون من الممكن تحسين نشاط الخلايا الشمسية بشكل كبير، وإنتاج كمية أكبر من الكهرباء من طاقة الشمس.

تطبيقات واعدة
ويتم اليوم تنفيذ المحاولة الأولى لتسويق التكنولوجيا المبتكرة بالتعاون مع شركة الطاقة الكهروضوئية. نانوسيل من مجدال حامق. ويتعلق الأمر في المرحلة الأولى بتطبيق تقنية إنتاج صفائح الخلايا الشمسية المصنوعة من البوليمرات، والتي ستسمح لعشاق التخييم بتوليد الكهرباء في الميدان. في المستقبل، من الممكن أن يتم إنتاج صفائح مماثلة بكميات كبيرة لطلاء مختلف الأسطح والجدران وما إلى ذلك، وسيتم ربط الطبقات الضرورية - بما في ذلك الموصل الشفاف، نتيجة بحث البروفيسور ماركوفيتش - بالصفائح باستخدام طرق الطباعة المتقدمة. تشمل التطبيقات المحتملة لهذه الطبقات في المستقبل ما يلي: شاشات LCD الكبيرة، وشاشات LED القابلة للطي، وإزالة الجليد أو تجفيف البخار الذي يتراكم على النوافذ.

البروفيسور جيل ماركوفيتش هو عالم كيمياء فيزيائية ويرأس مجموعة بحثية في مجال المواد النانوية، وكذلك رئيس البرنامج متعدد أعضاء هيئة التدريس للحصول على درجات متقدمة في المواد وتقنيات النانو. وتتعامل مجموعته البحثية مع تحضير الهياكل النانوية من مواد مختلفة باستخدام الطرق الكيميائية ودراسة خصائصها الفيزيائية الفريدة، مثل الخصائص المغناطيسية والكهربائية والبصرية. في السنوات الأخيرة، كانت مجموعة البحث من بين الرواد في مجال جديد يسمى النانوشيرالية. وفي العام المقبل، سيتولى البروفيسور ماركوفيتش رئاسة كلية الكيمياء في جامعة تل أبيب. وبصرف النظر عن ذلك، فهو يشارك في أنشطة التعليم العلمي المختلفة، بما في ذلك برنامج "علماء المستقبل" في وحدة الشباب الباحثين عن العلم في الجامعة.