חומרים פונקציונליים

חומרים פונקציונליים הם מוצקים המתאפיינים בקשרים כימיים קובלנטים או יוני-קובלנטים המסוגלים להתמרת אור, חום וכח מכני לאנרגיה חשמלית, ולהיפך.

חומרים דיאלקטרים לא לינאריים: מוצקים גבישיים בעלי שדות חשמליים פנימיים הנוצרים באופן ספונטני. ניתן לשנות את השדות החשמליים הפנימיים באופן לא לינארי ע"י הפעלת שדות חשמליים חיצוניים. חומרים אלה הם מבדדים חשמלית ומיושמים בזכרונות מחשב, גלאי אור, חום ולחץ.

חומרים פיירואלקטרים הם מוצקים גבישיים בעלי דיפולים חשמליים פנימיים בכיוון מסויים. חשיפת חומרים אלו לשינוי טמפרטורה גורמת להרעדה של הדיפולים החשמליים ולשינוי צפיפות מטען חשמלי על פני שטחם הנמדד כזרם חשמלי. חומרים אלו מיושמים בגלאים רגישים של אור (בעיקר בתחום אינפרא-אדום) ושל חום.

חומרים פיאזואלקטרים הם מוצקים גבישיים המסוגלים לשנות את מיימדיהם באופן אלסטי ע"י הפעלת שדה חשמלי חיצוני וליצור מטענים חשמליים ע"י חשיפה לכח מכני חיצוני. התנהגות זו קשורה לשינוי באורך קשר ויצירת דיפולים חשמליים בקשרים כימיים יוני-קובלנטים. חומרים אלו מיושמים במנועים זעירים, גלאי כח מכני ויצירת אנרגיה חשמלית מלכידה של כח מכני זמין.

חומרים פוטוולטאים ניחנים ביכולת לתרגם בליעה של אור לזרם חשמלי ללא הפעלת שדה חשמלי חיצוני. בתהליך הפוטוולטאי, המתרחש בתאי שמש, נבלע אור בתחום הנראה וכתוצאה מכך נוצרים בחומר נשאי מטען חופשיים אותם ניתן לאסוף באלקטרודות. מגוון החומרים הפוטוולטאים כולל מוליכים למחצה אי אורגניים גבישיים ואמורפיים, חומרים רכים כמו פולימרים מצומדים, וחומרים היברדיים אורגנים/אי אורגניים.

חומרים אלקטרולומינסנטים פולטים אור בהפעלת מתח חשמלי ומשמשים הרכיב הפעיל בדיודות פולטות אור (LED). בהפעלת המתח החשמלי מוזרקים מטענים חיובים ושלילים אל החומר האלקטרולומינסנטי ומפגש ביניהם יכול לגרום לפליטת אור. מגוון החומרים הפוטוולטאים כולל מוליכים למחצה אי אורגניים בשכבות דקות ובנקודות קוונטיות, פולימרים מצומדים ושכבות אורגניות.

פעילויות מחקר ספציפיות בחומרים פונקציונאליים של כמה מחברי הסגל של הפקולטה ניתן למצוא באתרי הקבוצה של:

פרופ' חבר שלמה ברגר

פרופ' גיטי פריי

פרופ' אבנר רוטשילד

פרופ"מ מיטל כספרי-טורוקר