מחקר בגובה העיניים

מחקר בגובה העיניים

מפעל ייחודי של הקרן הלאומית למדע שמטרתו להנגיש את הישגי המחקרים הממומנים על ידה לציבור הרחב.

עובדות ומספרים

< חזרה למחקרים
פרופ' אליהו ג'רבי
הנדסת חשמל - אלקטרוניקה פיסיקלית
אוניברסיטת תל-אביב
מדעים מדוייקים וטכנולוגיה
תקופת המחקר
2011-2014

מחקרים במצב הצבירה הרביעי

המחקר שלנו בחן את השימוש בקרינת מיקרוגל לצורך יצירת פלזמה – מצב הצבירה הרביעי של החומר – המרחפת באוויר. עבודתנו עשויה לסייע בפיתוח יישומים בתחומים שונים כגון התכה וקידוח, זיהוי חומרים, הצתת דלקים, ייצור ננו-אבקות, הדפסה תלת-ממדית ועיבוד מזון

נכתב ע''י אליהו ג'רבי, 15 אוק 2015

אנרגית המיקרוגל מוכרת היטב מחיי היומיום. שימוש נפוץ ומוכר שלה הוא תנור המיקרוגל הביתי. שימוש נפוץ נוסף של קרינת המיקרוגל הוא התקשורת הסלולרית; המכשירים הניידים שלנו משתמשים בקרינת מיקרוגל לשידור וקליטה. לקרינת המיקרוגל יישומים רבים נוספים; חשיבותה חורגת בהרבה מתחומי המדע והטכנולוגיה, ויש לה השלכות חברתיות וכלכליות רחבות היקף. בעבודה זו השתמשנו באנרגית מיקרוגל לצורך יצירת פלזמה המרחפת באוויר. פלזמה היא מצב הצבירה הרביעי של החומר – מעבר למוצק, נוזל וגז – המתקבל באנרגיות גבוהות יחסית, כמו לדוגמה על פני השמש. במצב צבירה של פלזמה, ניתן לראות את החומר כמעין גז המכיל גם חלקיקים טעונים חשמלית. כך למשל, יש בפלזמה אלקטרונים חופשיים שאינם קשורים לגרעיני האטומים, וניתן למסור להם אנרגיה ישירות באמצעות קרינת המיקרוגל. בניסויים שלנו, הפלזמה נוצרת על ידי חימום חומר מוצק באופן מקומי באמצעות ריכוז אנרגיית מיקרוגל לתוכו. עקב כך נוצרת "נקודה חמה" (Hotspot) בנפח קטן יחסית – כ-1 מ״מ מעוקב – שבה החומר מתחמם באופן מואץ. בנקודה זו, החומר ניתך לנוזל וממשיך ומתאדה לגז שבו מתרחשים תהליכי יינון ("תלישת" אלקטרונים מהאטומים) היוצרים פלזמה. הפלזמה נפלטת מהנקודה החמה בצורת "עמוד אש" ולעתים אף ממשיכה להתקיים בצורה של "כדור אש" המרחף באוויר. במסגרת המחקר ביקשנו למצוא מענה למספר שאלות, כגון: עד כמה ניתן לרכז אנרגיית מיקרוגל לנפח קטן בתוך חומר מבודד, ומהם המנגנונים הפיזיקליים המאפשרים ריכוז אנרגיה שכזה? מה התהליך שבו החומר הופך לפלזמה בתנאים אלו? מה מכתיב את צורתה של הפלזמה המתקבלת ומה ההרכב שלה? האם הפלזמה "מאובקת", כלומר מכילה גם חלקיקים גדולים יותר של החומר? מה הדמיון והשוני בין כדור האש המתקבל במעבדה לבין תופעת הברק הכדורי בטבע? ומה עשויים להיות השימושים של פלזמה שכזו? המחקר נתן לעתים מענה בלתי צפוי לחלק משאלות אלו. יישומים פוטנציאליים שמחקר זה עשוי לסייע בפיתוחם הם בין היתר התכה וקידוח של חומרים שונים, ייצור ננו-אבקות, הדפסה תלת-ממדית, הצתת דלקים מסוגים שונים, עיבוד מזון וכן זיהוי חומרים באמצעות ספקטרוסקופיה (ניתוח קרינת האור הנפלט מהפלזמה). נגזרות אלו של העבודה פותחות כיוונים חדשים למחקר ופיתוח בתחומים שונים ומגוונים, שהמוקד המשותף להם הוא השימוש בתופעת חימום המיקרוגל המקומי (Localized Microwave Heating – LMH).

פורסם בתאריך - 25-פברואר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום

תמונות המחקר

מילות מפתח

plasma
microwaves
ball lightning
fireball
fire-column
thermite
titanium
3d printing
פורסם בתאריך - 25-פברואר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום