כימיה וביו הנדסה

תקציר העבודה
פולימרים הם חומרי גלם מרכזיים בתעשייה המודרנית, וניתנים לחלוקה עקרונית לשתי קבוצות עיקריות: תרמופלסטיים - הניתנים לעיבוד ולמחזור, ותרמוסטיים - יציבים תרמית אך בלתי ניתנים למחזור. עם העלייה במודעות הסביבתית, גוברת הדרישה לחומרים המשלבים תכונות תרמוסטיות עם אפשרות למחזור. יתרה מכך, השימוש הגובר בהדפסות תלת-מימד מעלה צורך בפיתוח דיו פולימרי בר קיימא, שניתן לשימוש מחדש ועם זאת בעל ביצועים פונקציונליים, כמו הולכת חשמל. מענה לאתגר זה ניתן באמצעות פולימרים המבוססים על קשרים קוולנטים הפיכים, אשר מאפשרים מחזור בתנאים פשוטים (כגון חימום במיקרוגל), ובשילוב עם חלקיקים ננומטריים מוליכים, גם מאפשרים תכונה של הולכה חשמלית. בעבודה זו פותח מונומר חדש מסוג TETA-CA, על בסיס Triethylenetetramine ו-Cinnamaldehyde, בשילוב זרזים מתאימים, ונבדקה היכולת להדפיס אותו בשיטת Direct Ink Writing (DIW) תוך הוספת חלקיקים מוליכים כמו ננו-צינוריות פחמן (CNT) וננו-חלקיקי כסף. נמצא כי פיזור חלקיקי CNT בריכוז של 0.5% איפשר הדפסה מוצלחת, אך המוליכות החשמלית שהתקבלה הייתה עדיין מוגבלת. הניסיונות עם חלקיקי כסף או משחות CNT העלו קשיים בצמיגות, בפיזור ובהשפעה על הסינתזה. כמו כן, נבחן כיצד פרמטרים כמו טמפרטורת ההדפסה וקצב סיבוב הבורג של המדפסת משפיעים על איכות ההדפסה. הממצאים מדגימים את הפוטנציאל של שילוב חלקיקים מוליכים לשיפור ביצועים פונקציונליים של פולימרים ניתנים למחזור, ומהווים בסיס למחקרי המשך בתחומי חומרים חכמים, אלקטרוניקה גמישה, וחיישנים מודפסים.
איילה ברטלר | האוניברסיטה העברית לנוער
אולפנת עפרה, עפרה
הדפסת פולימרים מוליכים הניתנים למחזור
מנחה אישית: נתנאל יאראק
ראש המעבדה: פרופ' שלמה מגדסי
מורה מלווה: רעיה ארן

