יצירת ננו חלקיקי מתכת בצורות שונות על משטחים מבודדים - פרופ' דני מנדלר

ננו חלקיקי מתכת הינם חומרים בעלי שימושים רבים, החל מזירוז תגובות כימיות ועד ליצירת צבעים ייחודיים. תכונותיהם של החלקיקים נקבעות על ידי הגודל והצורה שלהם. עד כה, לא היה ברור לחלוטין מהו המנגנון המכתיב את צורת החלקיק.
במאמר חדש של רומן פדורוב מקבוצתו של פרופ' דני מנדלר פותחה שיטה לגידול ננו חלקיקים בצורות שונות על משטח מבודד (שאינו מוליך חשמלית), באמצעות מיקרוסקופ אטומי סורק (AFM) וכמו כן, נבדקה מהי ההשפעה של תנאי גידול שונים על צורות החלקיקים המתקבלות. הגידול נעשה על ידי טבילה של אלקטרודת זהב דקיקה, המשמשת כמקור ליונים של זהב, בתמיסה המכילה חומר מחזר (מוסר אלקטרונים). אל התמיסה מכניסים גם את המשטח עליו רוצים לגדל את החלקיקים, אשר פני השטח שלו מכילים קבוצות תיול, הידועות בקישור החזק שלהן לזהב מתכתי.  באמצעות שימוש בחומרים מחזרים שונים (חזקים וחלשים) בריכוזים שונים וכן על ידי שינוי המתח על האלקטרודה ומרחקה מפני המשטח, ניתן היה ליצור ננו חלקיקים בגדלים וצורות שונות. למשל, כאשר השתמשו בסודיום בורוהידריד שהוא מחזר חזק, תחת תנאים שונים ניתן היה ליצור חלקיקים בצורת קוביות, כדורים או מחומשים. הסתבר שקצב החיזור של יוני הזהב משפיע על בניית המבנה הגבישי של המתכת; חיזור מהיר ולא מבוקר נותן מבנים בעלי מבנה פחות מסודר, כמו כדורים, ואילו קצב איטי יותר מוביל לחלקיקים בעלי מבנה גבישי יציב יותר, שלהם גיאומטריה וסימטריה מורכבות יותר.
גישה זו, המקבעת את החלקיקים באופן יציב למשטחים המבודדים, מאפשרת את השימוש בהם במגוון תחומים, החל מסנסורים לחומרים שונים, ועד ליצירת תכונות אופטיות מיוחדות למשטחים.

אתר קבוצת מנדלר