מעבדת ייצור ננו-חומרים בפאזה גזית

לננו-חומרים בכלל, ולננו-חומרים של תחמוצות של מתכות בפרט, יש שימושים רבים, החל משימושים ברפואה בבניית סוללות, וכלה בקטליזטורים סלקטיביים של תגובות כימיות. עבור כל סוג של שימוש נדרשים ננו-חומרים בעלי תכונות מאד ספציפיות מבחינת הרכב כימי, פאזה גבישית, גודל וצורה. על-מנת לרכוש את היכולת לשלוט בתכונות של ננו-חומרים, נדרשת הבנה מפורטת של מנגנון היווצרותם.

פרופ' איגור רכינוב מתארח במעבדה של פרופ' סרגיי צ'סקיס מבית הספר לכימיה של הפקולטה למדעים מדוייקים באוניברסיטת תל אביב, ובמעבדה של פרופ' יהושוע ברבן במחלקה לכימיה של הפקולטה למדעי הטבע באוניברסיטת בן-גוריון בנגב

מרבית הפעילות במעבדה של פרופ' איגור רכינוב באוניברסיטת תל אביב  מתמקדת בחקר המנגנונים האחראים על ייצור של ננו-חומרים בפאזה גזית בטמפרטורות גבוהות. ע"י שימוש בשיטות ניסיוניות מבוססות לייזר וספקטרומטריית מסות, ותוך היעזרות בסימולציות של דינמיקת זרימת נוזלים וקינטיקה כימית, עוקבים החוקרים במעבדתו של פרופ' רכינוב אחר שרשרת התגובות המורכבת אשר מובילה ליצירה של ננו-חלקיקים. בנוסף, מוקדש חלק ניכר מהפעילות להבנה בסיסית של אינטראקציה בין מולקולות בפאזה גזית לפני שטח של מוצקים קטליטיים – מתכות ותחמוצות של מתכות. מחקר זה זכה בשנים האחרונות במענקים מקרן וולקסווגן, הקרן הלאומית למדע ומשרד האנרגיה. המחקר נעשה תוך שיתוף פעולה עם חוקרים מ- Duisburg-Essen University ומ-Gottingen University שבגרמניה.

במעבדה באוניברסיטת בן-גוריון, פרוייקט הדגל של פרופ' רכינוב עוסק בפיתוח טכנולוגיה המאפשרת לגלות עקבות של חומרי ביניים המשתתפים בתהליכים כימיים המתרחשים בשלבים הראשונים של יצירת ננו-חומרים בפאזה גזית בטמפרטורות גבוהות, וכן בתהליכים נוספים כגון, טיפול בפליטת מזהמים, תהליכים קטליטיים ועוד. חומרי ביניים אלה משחקים תפקידי מפתח בתהליכים הכימיים הסובבים אותנו, אך אינם יציבים ונוצרים בכמויות מזעריות, ולכן חומקים מטכניקות גילוי רגילות. כדי להתגבר על מכשול זה, עושה המחקר שימוש בטכניקה ייחודית המכונה ספקטרוסקופיית פנים מהוד שבה הדוגמה הנבחנת ממוקמת בתוך מהוד של לייזר רחב-פס, דבר שמאפשר להגביר את רגישות הגילוי בכמה סדרי גודל. עד כה הטכנולוגיה הזו הייתה זמינה בתחום האור הנראה והאינפרא-אדום, אך תחום האולטרא-סגול היה חסום בפניה, בשל היעדר מקורות לייזר מתאימים. המחקר הנוכחי מתמקד בבניית מערכת לייזר ייחודית המאפשרת להרחיב את יישום ספקטרוסקופיית פנים מהוד גם לתחום האולטרא-סגול, הטומן בחובו "טביעות אצבע" של חומרי ביניים חשובים ביותר, שעד כה חמקו מגילוי. מחקר זה  מתבצע בשיתוף פעולה עם חוקרים מאונ' בן-גוריון ומהתעשייה, וזכה לאחרונה במענק מחקרי ומענק ציוד מקרן פזי.

ליצירת קשר: igorra@openu.ac.il