צ'רלס מ' ליבר (Charles M.Lieber)

צ'רלס מ' ליבר (Charles M.Lieber) זוכה פרס וולף בכימיה - 2012

 

פרופ' ליבר פיתח שיטות חדשות לתהליכי היצירה של חוטים ומבנים מרוכבים בתחום הננומטרי, והדגים את הפוטנציאל שלהם לשימוש בשטחים שונים, ממחשוב ותקשורת ועד ביולוגיה ורפואה.

 בהשכילו לצרף את חידושיו בסינתזה מבוקרת להבנת התכונות הפיזיות של ננו-חוטים, סיפק ליבר דוגמאות מקוריות של ננו-טכנולוגיות. הוא ניצל כאבני-בניין ננו-חוטים מוליכים-למחצה, כדי לעצב מערך חדשני של התקנים אלקטרוניים ואופטו-אלקטרוניים, הכוללים מצמתים ראשונים של דיודות p-n, טרנזיסטורים דו-קוטביים פעילים, טרנזיסטוריי FET, מהפכים משלימים, ננו-דיודות פולטות-אור נקודתיים, ולייזרים ננו-חוטיים מעוררי-חשמל.

 פריצת הדרך החשובה ביותר של ליבר הייתה ביצירה של שיטה כללית לסינתזה של חוטי-ננו מוליכים-למחצה אשר מבוססת על מודל הגידול הקטליטי  של ננו-חלקיקים. עבודה זו סיפקה את התשתית האינטלקטואלית לייצור מתוכנן של ננו-חוטים, כמעט מכל החומרים בקבוצה הראשית של הטבלה המחזורית, ואפשרה לליבר להדגים שליטה על תכונות אלקטרוניות תוך בקרה על הסימום והגודל של הננו-חוטים. הוא הציע והדגים עיקרון כללי ליצירה של מבנים ציריים מרוכבים מתחום-הננו ומַצְמֵתִים מרוכבים של ננו-חוטים וננו-גלילים, ושל סופר-גבישים מרוכבים מתחום-הננו בעלי תכונות פוטוניות ואלקטרוניות חדשניות. נוסף לכך, פיתח ליבר את הגישות ליצור מבנים גליליים של מעטפת-ליבה ושל ננו-חוטים בעלי הסתעפות תלת-ממדית.

 בנוסף לתרומותיו העשירות לאפיון של ננו-שפופרות מפחמן על-ידי מיקרוסקופית STM ו-AFM, תרם  ליבר להבנת התכונות החשמליות, האופטיות והאופטו-אלקטרוניות של ננו-חוטים מוליכים-למחצה, והדגים ההולכה הקוונטית בליסטית יחודית בעיצובים ספציפיים של ננו-חוטים בעלי מעטפת-גלעין.

 ליבר תרם חידושים מקוריים לממשק בין ננו-טכנולוגיות לבין מערכות ביולוגיות. הוא הדגים שהתקנים מבוססי ננו-חוטים  מאפשרים גלוי ברגישות גבוהה של חלבונים, סמני סרטן, ווירוסים בודדים. פרופ' ליבר היה חלוץ השימוש בננו-התקנים לקליטת פעילות חשמלית בתרביות של נוירונים, של תאי לב, ושל דגמי רקמות, תוך ביסוס שיאים חדשים של  כושר-הבחנה במרחב ובזמן, לטובת הביולוגיה הנוירולוגית והרפואה.