מדענים פיתחו טכנולוגיה המאפשרת ליונים – אטומים טעונים – לנוע מהר פי עשרה מאשר במים. תגלית זו, המכונה "הכביש המהיר היוני", עשויה לספק את הבסיס לפתרונות טכנולוגיים חדשים, כולל טעינת סוללות מהירה יותר, חיישנים ביו מתקדמים ורובוטיקה רכה.
ההישג התאפשר הודות להנדסה מולקולרית מדויקת. החוקרים השתמשו במולקולות מיוחדות שמרכזות יונים לאורך ננו-תעלות בחומר מוליך. ערוצים כאלה מאפשרים ליונים לנוע ללא הפרעות, מה שמאיץ משמעותית את זרימתם. המנגנון נוצר בהשראת תהליכים טבעיים, במיוחד האופן שבו תאים מווסתים את זרימת היונים על פני הממברנות שלהם.
מולקולות בעלות תכונות הידרופיליות או הידרופוביות שימשו ליצירת ננו-תעלות. מולקולות הידרופיליות האיצו את זרימת היונים למהירות שיא, בעוד מולקולות הידרופוביות חסמו לחלוטין את הגישה שלהן. יתרה מכך, תגובות כימיות אפשרו להחליף מולקולות בין מצבים הידרופיליים להידרופוביים, מה שפתח את האפשרות לשלוט בתנועת היונים.
טכנולוגיה זו כבר מצאה יישום ביצירת חיישנים. הם מגיבים לשינויים כימיים כמו זיהום או תגובות ביולוגיות על ידי זיהוי הפרעות בזרימת היונים. זה יכול לשמש לניטור סביבתי, לימוד מערכת העצבים האנושית ומשימות אחרות.
השלב הבא בעבודה יהיה מחקר מעמיק של מנגנוני השליטה בתנועת היונים ושילוב טכנולוגיה זו בתחומים שונים. לִלמוֹד פורסם בכתב העת Advanced Materials.
אלכסנדר אנטיפוב
קישור למקור
