שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.
»
«
איך מייצרים זגוגיות?
את ייצור הזכוכית השקופה גילו כבר בימי קדם. עד ימי הרומאים יצרו זכוכיות כאלה והרבה כלי זכוכית שנתגלו בחפירות ארכיאולוגיות הצביעו על המיומנות הגבוהה שלהם בכך.
אבל עם שקיעת האימפריה הרומית, אבד סוד ייצור הזכוכית השקופה. במהלך ימי הביניים התקשו משום כך לייצר זכוכית שקופה.
רק במאה ה-15 התגלתה שוב הטכניקה הנשכחת הזו, על ידי אמני הזכוכית של העיר ונציה. חרשי הזכוכית של ונציה יצרו אז את הזכוכית שזכתה לכינוי בדולח, או קריסטל.
סוג עדין ושקוף זה של זכוכית מעולה, הפך אז למלאכת אומנות של ממש והכלים המיוצרים ממנו נחשבים עד היום למעולים ויקרים מאד.
אז גם החלו לייצר זגוגיות, שמשות שהן לוחות זכוכית שטוחים המיועדים למשל לחלונות. את הזְגוּגִית (Glass), לוח הזכוכית השקוף, שישמש עם השנים את החלונות, נהגו אז לייצר בדומה לבקבוקים - בגליל זכוכית שמנפחים.
בימים ההם עשו את זה בצורה פשוטה יחסית. השיטה הייתה להסיר מגליל הזכוכית המנופח את קצותיו, העליון והתחתון. לאחר מכן, נהגו לחתוך את הגליל לאורך, בעזרת ברזל חם. זה נועד לשטח אותו ללוח שקוף, להכניסו לתוך התנור וליצור ממנו זגוגית.
החום גרם לזכוכית להתרכך ובזכות המשקל שלה היא השתטחה. כך היא קיבלה אז את הצורה של לוח הזכוכית השטוח, שאנו מכירים בתור זגוגית.
בימינו מייצרים את לוחות הזכוכית הגדולים במכונות משוכללות וכמעט אוטומטיות לחלוטין. הזכוכית המותכת יוצאת כעיסה סמיכה מהכבשן. היא מועברת בין גלילי ענק המסתובבים, משטחים אותה ומקנים לה צורה של פס זכוכית שטוח.
את הברק מקבלת הזכוכית בזכות גלילים נוספים, הממרקים ומלטשים אותה משני צידיה. בתוך כך מתקרר פס הזכוכית הרציף ובסופו הוא נחתך לזגוגיות נפרדות ומושלמות.
הנה ייצור של זגוגיות דקות, מחלונות ועד למסכי טלוויזיה:
https://youtu.be/fTytNLJ25RU
כך ייצרו את הזכוכית בימי קדם:
https://youtu.be/1VrdUYbHvyo
וכך מייצרים את הזגוגיות לחלונות כיום:
https://youtu.be/IjNusHQOhTM
מהם סיבי הזכוכית הנקראים פיברגלס?
כשמתבוננים על גוף מבריק של סירה או על לוח גלישה צבעוני, קשה לדמיין שמאחורי אותם משטחים חלקים וחזקים של לוחות הפיברגלס מסתתרים מיליוני חוטי זכוכית זעירים.
מהפיברגלס בונים כיום מבריכות שחייה ומתקני משחק ועד מטוסים, חלקי מכוניות ואפילו מכוניות שלמות (ראו למשל בתגית "סוסיתא").
פיברגלס (Fiberglass) או סיבי זכוכית (Glass Fiber) הוא חומר מרוכב שמשלב סיבים דקים של זכוכית עם שרף פלסטי כמו פוליאסטר או אפוקסי ויוצר חומר קל משקל אך חזק להפליא.
הסיפור מתחיל ב-1938, כאשר ראסל גיימס סלייטר וג'ון ה. תומאס מחברת אוונס-קורנינג (Owens-Corning) פיתחו את התהליך המסחרי לייצור סיבי זכוכית.
במלחמת העולם השנייה גילתה התעשייה הצבאית את הפוטנציאל העצום של החומר והזמינה כמויות גדולות לייצור מטוסים וציוד צבאי. עובדי המפעלים סיפרו אז על "ריקודי הגירוד" המוזרים ומעט משעשעים שביצעו פועלים בסוף המשמרת, כשניסו להסיר את סיבי הזכוכית הזעירים מהעור והבגדים.
תהליך הייצור של הפיברגלאס מרתק במיוחד. זכוכית מומסת בטמפרטורות של 1,260-1,370 מעלות צלזיוס ונדחפת דרך חרירים זעירים ביותר, כך שהיא יוצרת חוטים דקים כשערת אדם בעובי של 3-20 מיקרון. החוטים הללו מתקררים בתוך שניות, נמתחים במהירות מסחררת ונארגים למחצלות או לצרורות המשולבים עם שרפים נוזליים.
השימושים כיום בפיברגלס מגוונים להפליא - מיאכטות וסירות ועד חלקי גוף לרכב, בידוד תרמי בבתים, מגלשות מים ועד מיכלי מים ומשוטים.
היתרון הגדול של הפיברגלס הוא העמידות שלו לקורוזיה. מדובר בחומר שלא מחליד כמו מתכת ולא נפגע מלחות או מי ים. החיסרון העיקרי שלו הוא הקושי במיחזור, אם כי טכנולוגיות חדשות מנסות לפתור גם את האתגר הזה.
זהו הפיברגלס:
https://youtu.be/2pCqI6eg5WA
כך מייצרים פיברגלס:
https://youtu.be/KrgJi-NTz1w
והכוח של הפיברגלס עם העמידות שלו:
https://youtu.be/7CZcj_ZR73U
מי למד מהעכביש לשמור על ציפורים?
בעשורים האחרונים פותחה זכוכית המונעת מציפורים להתנגש בחלונות. זה נעשה באמצעות קישוטים כמעט בלתי נראים בצורת עיצובי קורי עכביש הידועים בשם "סטבילימנטה" (Stabilimentum או Stabilimenta).
הכל החל כשהחוקרים שמו לב לגיוון הרב בקישוטים ובעיצובים המיוחדים שעכבישים מסוימים מעצבים את הקורים שלהם.
הצורות של קישוטי הסטבילימנטה כוללות זיגזגים, עיגולים ועוד מגוון של צורות גיאומטריות שנראות כעיטורים אמנותיים על רשת הקורים העדינה.
אבל אז נשאלה השאלה: למה שעכביש ישקיע אנרגיה וחלבונים יקרים כדי לקשט את קוריו שמטרתם ללכוד טרף? - לחוקרים היה ברור שמאחורי היופי והאסתטיקה של העיצובים הללו מסתתרים רווח או מטרה ברורים. כי ככה זה בטבע, בו היופי נולד מצרכים ולא מחוויה אמנותית או אסתטית.
יש לסטבילימנטה כמה הסברים אפשריים.
אחד הבולטים שבהם הוא שהיא נועדה למשיכת טרף. לפי ההסבר הזה קורי העכביש נועדו להחזיר קרני UV, קרניים אולטרה סגולות שלא מעט חרקים נמשכים אליהן באופן טבעי. כאן משמש אור הסטבילימנטה כמעין שלט פרסומת זוהר שמושך את החרק היישר לתוך מלכודת קורי העכביש.
הסבר מרתק נוסף ושונה מדבר דווקא על כך שעיצוב קורי העכביש נועד לאזהרה חזותית. העכביש רוצה למנוע מציפורים להתנגש בטעות ברשת הקורים שלו ולהרוס אותה. לפי ההסבר הזה, הסטבילימנטה היא מעין תמרור אזהרה שמסב את תשומת הלב של ציפורים לקורי העכביש שלפניהם ומסמן להן לשנות מסלול.
מחקרים הראו, אכן, שהציפורים רואות את הסטבילימנטה ונמנעות מלהתנגש בקורים שמעוטרים בה. אחד המחקרים מצא שבקורים מעוצבים עם סטבילימנטה הופחתו התנגשויות ציפורים ב-45% בהשוואה לקורים ללא קישוטים.
#ההמצאה
אז איך קיבלה התעשייה השראה מהטבע לעיצוב של זכוכית שמונע מציפורים להתנגש בחלונות?
היה זה אלפרד מאייר-הובר (Alfred Meyerhuber), עורך דין גרמני שהתעניין בציפורים ובמדע בסוף שנות ה-90 הוא קרא מאמר על תופעת ה"סטבילימנטה" וקישוטי קורי העכביש המורכבים שהיא יוצרת.
מאייר חשב שאפשר ליישם את העיקרון הביולוגי הזה על זכוכית ובכך למנוע מציפורים להתנגש בחלונות. הוא שיתף את הרעיון עם חברו ארנולד גלאס (Arnold Glas), בעלים של חברה שמייצרת זכוכית.
כאיש עסקים ויזם טכנולוגיה שוחר סביבה, ארנולד המסוקרן נרתם לעניין. ב-2006, לאחר שנים ספורות של מחקר ופיתוח, השיקה החברה שלו את זכוכית אורנילוקס (ORNILUX).
הזכוכית הזו מכילה ציפוי מחזיר UV, בדפוס קווים אקראי שמזכיר קורי עכביש וכמעט לא נראה לעין האנושית. הציפורים דווקא רואות והיטב את הזכוכית ונמנעות מלהתנגש בה.
בניסויים במנהרת טיסה, עם שני חלונות בקצותיה, חלון רגיל בצד אחד וחלון עם ציפוי UV בצד השני, התגלו תוצאות מרשימות בהחלט: 76% מהציפורים הצליחו לזהות ולהימנע מהתנגשות בזכוכית עם הסטבילימנטה המעוצבת.
מעקב מתמשך הראה הבדל דרמטי במספר התנגשויות הציפורים בין החלקים עם ובלי הזכוכית המיוחדת. זו דוגמה נוספת לביומימיקרי, שבה מעוררים פתרונות טבעיים השראה לפיתוח של טכנולוגיות אנושיות.
על הפתרון המבריק שמונע התנגשות ציפורים בחלונות:
https://youtu.be/XXZsMnna7gE
והסטבילימנטה בתור הגאונות של הטבע:
https://youtu.be/tyXQ_0o_PcQ
זגוגית
את ייצור הזכוכית השקופה גילו כבר בימי קדם. עד ימי הרומאים יצרו זכוכיות כאלה והרבה כלי זכוכית שנתגלו בחפירות ארכיאולוגיות הצביעו על המיומנות הגבוהה שלהם בכך.
אבל עם שקיעת האימפריה הרומית, אבד סוד ייצור הזכוכית השקופה. במהלך ימי הביניים התקשו משום כך לייצר זכוכית שקופה.
רק במאה ה-15 התגלתה שוב הטכניקה הנשכחת הזו, על ידי אמני הזכוכית של העיר ונציה. חרשי הזכוכית של ונציה יצרו אז את הזכוכית שזכתה לכינוי בדולח, או קריסטל.
סוג עדין ושקוף זה של זכוכית מעולה, הפך אז למלאכת אומנות של ממש והכלים המיוצרים ממנו נחשבים עד היום למעולים ויקרים מאד.
אז גם החלו לייצר זגוגיות, שמשות שהן לוחות זכוכית שטוחים המיועדים למשל לחלונות. את הזְגוּגִית (Glass), לוח הזכוכית השקוף, שישמש עם השנים את החלונות, נהגו אז לייצר בדומה לבקבוקים - בגליל זכוכית שמנפחים.
בימים ההם עשו את זה בצורה פשוטה יחסית. השיטה הייתה להסיר מגליל הזכוכית המנופח את קצותיו, העליון והתחתון. לאחר מכן, נהגו לחתוך את הגליל לאורך, בעזרת ברזל חם. זה נועד לשטח אותו ללוח שקוף, להכניסו לתוך התנור וליצור ממנו זגוגית.
החום גרם לזכוכית להתרכך ובזכות המשקל שלה היא השתטחה. כך היא קיבלה אז את הצורה של לוח הזכוכית השטוח, שאנו מכירים בתור זגוגית.
בימינו מייצרים את לוחות הזכוכית הגדולים במכונות משוכללות וכמעט אוטומטיות לחלוטין. הזכוכית המותכת יוצאת כעיסה סמיכה מהכבשן. היא מועברת בין גלילי ענק המסתובבים, משטחים אותה ומקנים לה צורה של פס זכוכית שטוח.
את הברק מקבלת הזכוכית בזכות גלילים נוספים, הממרקים ומלטשים אותה משני צידיה. בתוך כך מתקרר פס הזכוכית הרציף ובסופו הוא נחתך לזגוגיות נפרדות ומושלמות.
הנה ייצור של זגוגיות דקות, מחלונות ועד למסכי טלוויזיה:
https://youtu.be/fTytNLJ25RU
כך ייצרו את הזכוכית בימי קדם:
https://youtu.be/1VrdUYbHvyo
וכך מייצרים את הזגוגיות לחלונות כיום:
https://youtu.be/IjNusHQOhTM
כשמתבוננים על גוף מבריק של סירה או על לוח גלישה צבעוני, קשה לדמיין שמאחורי אותם משטחים חלקים וחזקים של לוחות הפיברגלס מסתתרים מיליוני חוטי זכוכית זעירים.
מהפיברגלס בונים כיום מבריכות שחייה ומתקני משחק ועד מטוסים, חלקי מכוניות ואפילו מכוניות שלמות (ראו למשל בתגית "סוסיתא").
פיברגלס (Fiberglass) או סיבי זכוכית (Glass Fiber) הוא חומר מרוכב שמשלב סיבים דקים של זכוכית עם שרף פלסטי כמו פוליאסטר או אפוקסי ויוצר חומר קל משקל אך חזק להפליא.
הסיפור מתחיל ב-1938, כאשר ראסל גיימס סלייטר וג'ון ה. תומאס מחברת אוונס-קורנינג (Owens-Corning) פיתחו את התהליך המסחרי לייצור סיבי זכוכית.
במלחמת העולם השנייה גילתה התעשייה הצבאית את הפוטנציאל העצום של החומר והזמינה כמויות גדולות לייצור מטוסים וציוד צבאי. עובדי המפעלים סיפרו אז על "ריקודי הגירוד" המוזרים ומעט משעשעים שביצעו פועלים בסוף המשמרת, כשניסו להסיר את סיבי הזכוכית הזעירים מהעור והבגדים.
תהליך הייצור של הפיברגלאס מרתק במיוחד. זכוכית מומסת בטמפרטורות של 1,260-1,370 מעלות צלזיוס ונדחפת דרך חרירים זעירים ביותר, כך שהיא יוצרת חוטים דקים כשערת אדם בעובי של 3-20 מיקרון. החוטים הללו מתקררים בתוך שניות, נמתחים במהירות מסחררת ונארגים למחצלות או לצרורות המשולבים עם שרפים נוזליים.
השימושים כיום בפיברגלס מגוונים להפליא - מיאכטות וסירות ועד חלקי גוף לרכב, בידוד תרמי בבתים, מגלשות מים ועד מיכלי מים ומשוטים.
היתרון הגדול של הפיברגלס הוא העמידות שלו לקורוזיה. מדובר בחומר שלא מחליד כמו מתכת ולא נפגע מלחות או מי ים. החיסרון העיקרי שלו הוא הקושי במיחזור, אם כי טכנולוגיות חדשות מנסות לפתור גם את האתגר הזה.
זהו הפיברגלס:
https://youtu.be/2pCqI6eg5WA
כך מייצרים פיברגלס:
https://youtu.be/KrgJi-NTz1w
והכוח של הפיברגלס עם העמידות שלו:
https://youtu.be/7CZcj_ZR73U
בעשורים האחרונים פותחה זכוכית המונעת מציפורים להתנגש בחלונות. זה נעשה באמצעות קישוטים כמעט בלתי נראים בצורת עיצובי קורי עכביש הידועים בשם "סטבילימנטה" (Stabilimentum או Stabilimenta).
הכל החל כשהחוקרים שמו לב לגיוון הרב בקישוטים ובעיצובים המיוחדים שעכבישים מסוימים מעצבים את הקורים שלהם.
הצורות של קישוטי הסטבילימנטה כוללות זיגזגים, עיגולים ועוד מגוון של צורות גיאומטריות שנראות כעיטורים אמנותיים על רשת הקורים העדינה.
אבל אז נשאלה השאלה: למה שעכביש ישקיע אנרגיה וחלבונים יקרים כדי לקשט את קוריו שמטרתם ללכוד טרף? - לחוקרים היה ברור שמאחורי היופי והאסתטיקה של העיצובים הללו מסתתרים רווח או מטרה ברורים. כי ככה זה בטבע, בו היופי נולד מצרכים ולא מחוויה אמנותית או אסתטית.
יש לסטבילימנטה כמה הסברים אפשריים.
אחד הבולטים שבהם הוא שהיא נועדה למשיכת טרף. לפי ההסבר הזה קורי העכביש נועדו להחזיר קרני UV, קרניים אולטרה סגולות שלא מעט חרקים נמשכים אליהן באופן טבעי. כאן משמש אור הסטבילימנטה כמעין שלט פרסומת זוהר שמושך את החרק היישר לתוך מלכודת קורי העכביש.
הסבר מרתק נוסף ושונה מדבר דווקא על כך שעיצוב קורי העכביש נועד לאזהרה חזותית. העכביש רוצה למנוע מציפורים להתנגש בטעות ברשת הקורים שלו ולהרוס אותה. לפי ההסבר הזה, הסטבילימנטה היא מעין תמרור אזהרה שמסב את תשומת הלב של ציפורים לקורי העכביש שלפניהם ומסמן להן לשנות מסלול.
מחקרים הראו, אכן, שהציפורים רואות את הסטבילימנטה ונמנעות מלהתנגש בקורים שמעוטרים בה. אחד המחקרים מצא שבקורים מעוצבים עם סטבילימנטה הופחתו התנגשויות ציפורים ב-45% בהשוואה לקורים ללא קישוטים.
#ההמצאה
אז איך קיבלה התעשייה השראה מהטבע לעיצוב של זכוכית שמונע מציפורים להתנגש בחלונות?
היה זה אלפרד מאייר-הובר (Alfred Meyerhuber), עורך דין גרמני שהתעניין בציפורים ובמדע בסוף שנות ה-90 הוא קרא מאמר על תופעת ה"סטבילימנטה" וקישוטי קורי העכביש המורכבים שהיא יוצרת.
מאייר חשב שאפשר ליישם את העיקרון הביולוגי הזה על זכוכית ובכך למנוע מציפורים להתנגש בחלונות. הוא שיתף את הרעיון עם חברו ארנולד גלאס (Arnold Glas), בעלים של חברה שמייצרת זכוכית.
כאיש עסקים ויזם טכנולוגיה שוחר סביבה, ארנולד המסוקרן נרתם לעניין. ב-2006, לאחר שנים ספורות של מחקר ופיתוח, השיקה החברה שלו את זכוכית אורנילוקס (ORNILUX).
הזכוכית הזו מכילה ציפוי מחזיר UV, בדפוס קווים אקראי שמזכיר קורי עכביש וכמעט לא נראה לעין האנושית. הציפורים דווקא רואות והיטב את הזכוכית ונמנעות מלהתנגש בה.
בניסויים במנהרת טיסה, עם שני חלונות בקצותיה, חלון רגיל בצד אחד וחלון עם ציפוי UV בצד השני, התגלו תוצאות מרשימות בהחלט: 76% מהציפורים הצליחו לזהות ולהימנע מהתנגשות בזכוכית עם הסטבילימנטה המעוצבת.
מעקב מתמשך הראה הבדל דרמטי במספר התנגשויות הציפורים בין החלקים עם ובלי הזכוכית המיוחדת. זו דוגמה נוספת לביומימיקרי, שבה מעוררים פתרונות טבעיים השראה לפיתוח של טכנולוגיות אנושיות.
על הפתרון המבריק שמונע התנגשות ציפורים בחלונות:
https://youtu.be/XXZsMnna7gE
והסטבילימנטה בתור הגאונות של הטבע:
https://youtu.be/tyXQ_0o_PcQ
