החומרים שמהם עשוי העולם

האם אי פעם שאלתם את עצמכם כיצד משפיעים החומרים שבסביבתנו על ההתנהלות היומיומית שלנו?

אחד הדברים שהכי מבדילים אותנו, בני האדם, מבעלי החיים, הוא היכולת לשנות את הסביבה - לקחת את חומרי הגלם הקיימים וליצור מהם דברים שישפרו את סיכויינו לשרוד - מחסה מפני פגעי מזג האוויר, בגדים, כלים ועוד. בתקופות קדומות החומרים הנפוצים ביותר היו עץ ואבן ובתקופות מאוחרות יותר למדנו גם להשתמש במתכות.  

בימי הביניים נחשב מקצוע הנפחות, למשל, לקוסמות של ממש: מתכת מוצקה שהופכת לנוזל, ואז שוב הופכת למוצק, מסוג אחר. זאת בהחלט היתה קפיצת מדרגה טכנולוגית ששינתה את התרבות האנושית.

מדענים בעידן המודרני הצליחו לפתח וליצור חומרים שאבותינו הקדמוניים היו יכולים רק לחלום עליהם, והיום רוב המוצרים שאנו מייצרים וצורכים כבר אינם חיוניים לשרידות המין האנושי.  

שיחה קצרה עם ד"ר נועה לכמן-סנש, חוקרת מהמחלקה למדע והנדסה של חומרים, בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן באוניברסיטת תל אביב, הולידה הערכה מחודשת לחומרים שמהם עשוי מרקם החיים שלנו.

לשתות תה כמו הבריטים

"בהרבה מובנים, השאיפה המתמדת למצוא חומרים טובים יותר הגדירה את התרבות האנושית", מסבירה ד"ר לכמן-סנש. "לא רק במונחים של 'תקופת האבן' או 'עידן הברזל', אלא גם בהתנהלות היומיומיות. למשל, מדוע באנגליה מוסיפים לתה, שמקורו בסין, חלב? הסיבה היא שספלי החרסינה בסין היו עמידים לטמפרטורות גבוהות, אך הספלים באנגליה נסדקו כשמזגו לתוכם מים רותחים. כשהאנגלים גילו את התה, הם החלו למהול את המשקה בנוזל קר, כדי למנוע סדקים בספל. וכך נוצר התה האנגלי המסורתי".

דוגמא מעניינת נוספת היא הניילון. "במהלך מלחמת העולם השנייה, היה מחסור במשי שהוביל למחסור חמור בגרבוני נשים – פריט לבוש פופולארי מאוד לאותה תקופה. יצרנים היו צריכים לספק פתרון חלופי וכך פותח הניילון - חומר זול בהרבה, שמאז ועד היום נעשה בו שימוש רב. הניילון משמש גם את תעשיית הפלסטיק לייצור מגוון עצום של מוצרים, שכיום נראים לנו מובנים מאליהם - מברשות שיניים, צמיגים ואפילו אקדחים".

הדחף המתמיד לשפר את החומרים שמסביבנו קיים בכל ענף, כולל בתעשיית האופנה. למשל אריגים שמתוכננים לסנן קרני השמש, למנוע זיעה ושאינם מתקמטים. הייתם מאמינים שחולצה יכולה לעשות את כל הדברים האלה? הרי רק לפני כמה עשורים זה היה נשמע בדיוני לגמרי. נסו לדמיין כיצד ניתן יהיה להנדס את הבגדים שלנו בעתיד - נעליים שמשנות את צבען לפי התלבושת שלנו, או שמיכה שמווסתת טמפרטורה עבור שני אנשים שונים שמתכסים בה במטוס.

המירוץ לייצור חומרים חדשים

ואם כבר הזכרנו מטוסים, שירה הדר, סטודנטית לתואר שני, גם היא מהמחלקה למדע והנדסה של חומרים, עובדת בימים אלה על פרוייקט שמטרתו לשפר את איכות בלמי המטוסים. היא חקרה וגילתה שסיבי הפחמן המורכב, החומר שממנו מייצרים את הבלמים, נשחק בתדירות גבוהה ומגביר את הסיכוי לתאונות, דבר שמחייב תחזוקה תכופה. הדר בודקת את הסיבה לכך, בתקווה שמאוחר יותר ניתן יהיה להחליף את הפחמן המורכב בחומר אחר, או לשפרו. פרוייקט זה עשוי לא רק לתרום לבטיחות המטוסים אלא גם להשפיע על תעשיית ייצור מכוניות המרוץ, כמו אלה שמשמשות במרוצי פורמולה 1, ולהפוך אותן ליעילות ולמהירות יותר.

מטוסים, בגדים, משקאות - העולם שלנו מורכב מהחומרים שמסביבנו, חלקם טבעיים ואת חלקם יצרנו אנחנו לאורך השנים. מעניין אילו חומרים חדשים יגיחו מתוך מעבדות המחקר, שעוד כמה שנים כבר לא נדע איך הסתדרנו בלעדיהם.