ננו-חלקיקים וננו-מבנים מהירים במיוחד בלייזר עבור יישומי חישה מבוססי פיזור ראמאן משופרים בפני השטח

טכניקת אבלציה ונוזלים בלייזר מתמקדת בסינתזה של ננו-חלקיקים וננו-מבנים על ידי שריפת חומר מטרה בסביבת נוזל או גז, ויוצרת ננו-חלקיקים ידידותיים לסביבה ללא חומרים פעילי שטח. היקף מחקר זה כולל זיקוק פרמטרי לייזר, ניתוח תכונות ננו-חלקיקים, חקר מנגנוני סינתזה וגילוי יישומים בתחומים שונים כגון קטליזה, חישה, אלקטרוניקה, אגירת אנרגיה ודימות ביו-רפואי. ההתפתחויות האחרונות באבלציה בלייזר לייצור ננו-חומרים כוללות התאמה אישית של גדלי הננו-חלקיקים, צורותיהם והרכבם, שיטות ייצור ניתנות להרחבה, סינתזת ננו-חומרים היברידית ופונקציונליות פני השטח.

פיתוחים אלה מציעים יציבות משופרת, חיי מדף ארוכים יותר, מדרגיות גבוהה של עד כמה גרמים לשעה, וייצור מסחרי של ננו-חלקיקים קולואידים וננו-מבנים על פני השטח עבור יישומים מגוונים. בתקופה האחרונה, אלתורים שונים אחרים כגון אלומת כלי דם אולטרה-מהירה ותהליכי אבלציה של קרן מערבולת יושמו כדי ליצור ננו-מבנים אקזוטיים, כמו גם ננו-חלקיקים, עם צורות, גדלים וטופוגרפיות הניתנים לכוונון. טכנולוגיות המקדמות סינתזת ננו-חלקיקים באמצעות אבלציה אולטרה-מהירה בלייזר כוללות סימולציות דינמיות מולקולריות להבנת היווצרותם של ננו-חלקיקים אלה.

בקרה מדויקת להתאמת גודל, צורה והרכב ננו-חלקיקים באפיון C.2 TEM ובטכניקות ניטור בזמן אמת. האתגרים הניסיוניים הכרוכים בכך הם טכניקות אוטומציה באמצעות מכשור וטכנולוגיה משופרים, טיפול בעלות ההקמה הראשונית של טכניקת אבלציה בלייזר עצמה, הבטחת הכנת דגימה נכונה, שליטה בזיהום והכרזה על ניתוח נתונים ופענוח להגברת הדיוק והאמינות של התוצאות. במעבדה שלנו חקרנו חומרים מגוונים כגון זהב, כסף, אבץ, טיטניום, נחושת, סיליקון, גליום ארסניד, גרמניום, תחמוצת גרפן, הפניום, ומגוון ביום מתכתי, טרימתכתי ובתוספת חד חמצני.

ניסויי אבלציה בלייזר נערכו בסביבות שונות תוך שימוש בתנאי מיקוד שונים לעיבוד חומרים מדויק וסינתזה של ננו-חלקיקים.