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.
»
«
מהו משל הבמבוקים?
הבמבוק, שנחשב לאחד הצמחים החזקים על פני כדור הארץ ומהצומחים הכי מהר, הוא גם שורד גדול. הרי הוא היה הצמח הראשון שהוציא ענפים ועלים ירוקים לאחר ההפצצה הגרעינית בהירושימה, הפצצה שכזכור כילתה את כל החי והצומח באיזור העיר. גם מהירות הצמיחה של הבמבוק מעוררת השתאות - היא יכולה להגיע במינים מסוימים למטר שלם ביממה!
אבל הבמבוק מלמד אותנו גם משל חשוב על התנהגות אנושית. "משל הבמבוקים" מדגים לנו כמה חשוב ליצוק יסודות טובים ושורשים חזקים לדברים שנרצה לעשות או לדברים שנרצה שיקרו. שורשים זו הכנה מוקדמת, לימוד הנושא, הבנה והפנמה של הצעדים לביצוע הדבר שנרצה לעשות. בסיס טוב לבנייה.
אנו חושבים לעיתים שאם לא הצלחנו עד עתה, בזבזנו את זמננו בנסיונות ובמאמצים שעשינו. זה לא נכון. הבסיס שהנחנו נחוץ ואפילו הכרחי, גם אם לא הצליח עדיין, כדי להשיג את ההצלחה שנשיג.
הנה סרטון שמספר את משל הבמבוקים:
http://youtu.be/hw9AbtSDrZ0
מהו החומר החזק בעולם, בורופין?
החומר החזק ביותר בעולם יהיה כנראה הבורופין (Borophene). זהו בחומר סינתטי, מלאכותי, שנוצר במעבדה ושלא ניתן למצוא בטבע.
הבורופין פותח בידי חוקרים אמריקאים ונחשף לעולם בשנת 2014. אפילו יותר מגראפין, חומר קל במיוחד שדומה לו במובנים שונים, נראה שהבורופין עשוי להיות החומר החזק ביותר בעולם.
את הבורופין מייצרים בתהליך של אידוי חומר בשם בורון ואז עיבוי שלו על יריעת כסף דקה. כיוון שבורון וכסף לא יוצרים תגובה כימית, נוצרת מעין יריעת בורון בעובי של אטום אחד והיא הבורופין.
כמו הגראפין, החומר הקל להפליא שפותח בשנים האחרונות ומהווה הישג מדעי לכשעצמו, גם הבורופין עשוי מיריעה דקה של אטומים. כל 36 אטומים שלו מסודרים כמשטח דו-ממדי, אותה יריעה שהוזכרה, כשבמרכזם חור בצורה הקסגון. המבנה הזה אינו רק יפה, אלא מקנה לו חוזק נדיר.
מה שמעניין הוא שבתהליך הזה נוצרות בבורופין תכונות שונות, שלא ניתן למצוא באטום הבורון, האטום שמרכיב אותו. למשל זה שלבורופין תכונות מתכתיות, על אף שהבורון הוא יסוד שאינו מתכתי. ניקח לדוגמה את המוליכות החשמלית שלו. בניגוד לבורון, שהוא רק מוליך למחצה, הבורופין מוליך חשמל מצוין. אבל הוא לא סתם מוליך חשמל, אלא שסידור האלקטרונים הייחודי שלו מאפשר זרימת אלקטרונים חד-כיוונית.
החוקרים רואים בעובדה זו פוטנציאל לשימושים עתידיים מגוונים, לצרכי הובלה חשמלית לכיוון אחד בלבד, כשהכיוון השני חסום ומאובטח נגד התחשמלות או העברת מתח חשמלי למקומות שאיננו רוצים.
הבורופין הוא הבטחה ענקית. כשילמדו כיצד ניתן ליישמו בתעשייה, הוא עשוי לשמש כחומר הבנייה של מבני ענק דקיקים, חזקים ויציבים להפליא.
כבר היום מדברים על שימוש בבורופין לצורך בניית "מעלית החלל", מתקן עתידני שיעלה בני-אדם אל מחוץ לאטמוספירה, ללא צורך בחלליות יקרות וצורכות אנרגיה (קראו עליה באאוריקה בתגית "מעלית חלל").
הנה בורופין - החומר החזק בתבל:
https://youtu.be/9WN_71PxjDs
ומעלית החלל שהבורופין יוכל להיות מחומרי הבנייה העיקריים שלה (מתורגם):
https://youtu.be/HQhmsDkZhQA
מי המציא את הניילון?
חוזק וגמישות - אלה יתרונותיו של הניילון (Nylon), הפוליאמיד. הוא מהחומרים הפלסטיים הכי חשובים בעולם. מיוצרים ממנו כיום אינספור מוצרים, כולל חבלים, בגדים, גרבי ניילון, רשתות, שקיות ניילון ועד חופות למטוסים.
את הניילון פיתחה בשנת 1935 חברת דופונט מארצות הברית. ראש צוות הפיתוח בחברה, האמריקאי וואלס קרותרס, נחשב לממציא הניילון. הוא לא היה הממציא הקלאסי שחתום על המצאה לבדו, אלא מי שניהל צוות של כימאים ואנשי טכנולוגיה שאחראים לפריצת הדרך.
הצורך האמריקאי בפיתוח ניילון היה כדי להתחרות בסיבי המשי שייצרה באותה התקופה התעשייה של יפאן. פחות מעשור אחרי פיתוחו של הניילון הוכיחה ההמצאה את עצמה, כשיפאן הפכה לאוייבת של ארצות הברית במלחמת העולם השניה. אז השתמשו בניילון באמריקה לייצור מצנחים לצבא, כמו גם בגדים, אוהלים לחיילים ועוד.
"ניילון" משמש אצל רבים בטעות לציון של יריעות פלסטיק שעשויות מחומרים פולימריים שונים, שהניילון הוא רק אחד מהם. חומרים דומים אחרים שפותחו עם השנים, הם למשל פוליאתילן, פוליוויניל כלוריד וכדומה.
הנה תולדותיו של הניילון המופלא:
https://youtu.be/kLic5G5-vWM
ההיסטוריה של הניילון:
https://youtu.be/M8fB45Usaqc
תפקידה של חברת דופונט, ממציאת הניילון, בהיסטוריה של הניילון והחומרים שיוצרו ממנו:
https://youtu.be/VAUsDXxDqS0
וסרט ארוך יותר על המצאת הניילון:
https://youtu.be/tppy8YrhGWI?long=yes
מהו החומר הביולוגי החזק ביותר בעולם?
קוּרי העכביש (Spider Web) הם החזקים שביצירות בעלי החיים. כל קוּר שכזה הוא כה דקיק עד שקוטרו לא עולה על מיקרונים אחדים. ובכל זאת, הקורים הללו יוצרים רשת חזקה וגמישה ביותר, המשמשת את העכביש ללכידת חרקים, המשמשים לו בדרך כלל כמזון.
חשוב לציין שלא כל העכבישים מייצרים קורים ולא כל הקורים שמיוצרים בידי העכבישים הם לצורך טריפה.
קורי עכביש עשויים חוטים דקיקים, שאותם מייצר העכביש בבלוטות מיוחדות הנמצאות בבטנו. חוטי המשי הדקיקים הללו הם למעשה סיבים חזקים, שעשויים מחלבונים מבניים, המיוצרים ומופרשים מהבלוטות שבבבטן העכביש.
מעבר לגמישותם של קורי העכביש, שעומדים אפילו בסופות הוריקן, הם מצטיינים בחוזקם ובקושיים הרב. עובי קוּר ממוצע שכזה הוא כעשירית מהעובי של שערת אדם, אבל חוזקו עצום ביחס אליה. חוזק הקוטר שלו הוא פי כמה מהחוזק של חוט פלדה באותו הקוטר. כך לדוגמה, חוזק קורי העכביש הוא פי 5 מחןזקם של מיתרי הפסנתר.
סיבים מסוגים שונים טווה העכביש ברשתו. אחד החזקים שבהם הוא סיב המסגרת (Dragline Silk), שמתאפיין בקשיחות גבוהה ובגמישות רבה (אלסטיות). הסיב הזה חזק עד פי 6 מניילון ומפלדה באותו עובי והוא מעין חוט הצלה, המשמש את העכביש, אם הוא נופל.
לשם המחשה נוספת עד כמה חזקה רשת קורי עכביש - אם היינו יכולים לבנות רשת של קורי עכביש באורך של 100 מטרים ובעובי של סנטימטר, היא הייתה מסוגלת באופן תיאורטי, לעצור מטוס בואינג 747 במשקל 180 טון, שנע במהירות של 800 קילומטרים לשעה.
לפי החוקרים, חוזקם של קורי העכביש נובע משילוב של שני חומרים חלבוניים שונים, שכל אחד מהם בעל כמה אזורים. כך הופכים הקורים לגמישים וחזקים בו-זמנית, קצת כמו העצמות שלנו. תודות לכך הם מגלים יכולת התנגדות לכוח המופעל עליהם ולפיזור מושלם של האנרגיה הנספגת בתוכם.
הנה עכביש שטווה את קוריו בחומר הביולוגי החזק ביותר בעולם:
https://youtu.be/gSwvH6YhqIM
סרטון בקפיצות זמן על עכביש הטווה את קורי העכביש החזקים שלו:
http://youtu.be/gUAWsBSExqc
הסבר על אחד מהעכבישים שטווה את הקורים החזקים ביותר:
http://youtu.be/Ar3veHKBYvU?t=4s
עכבישה אוכלת דבורה שנלכדה בקורים:
http://youtu.be/riVnSe3wZRk?t=29s
וסרטון תיעודי על קורי העכביש - החומר הביולוגי החזק ביותר בעולם:
https://youtu.be/nYlkJyG1Oik?long=yes
איך האדם למד מהעכביש לייצר קורים חזקים להפליא?
קורי העכביש (Spider Silk) הם חזקים מפלדה וגמישים יותר מאשר גומי. הקוּרים הללו עשויים סיבי משי שאותם מייצר העכביש בבלוטות מיוחדות הנמצאות בבטנו. חוטי המשי הדקיקים הללו עשויים מחלבונים מבניים, המיוצרים ומופרשים מהבלוטות שבבבטן העכביש.
בתחילת המילניום החדש הגיעו מדענים מהאוניברסיטה העברית ומגרמניה למסקנה שטוויית קורי עכביש מלאכותיים תוכל לאפשר שחזור של מולקולות דומות לאלה הטבעיות שנוצרות בעת טוויית הקורים בטבע.
היישומים האפשריים הם רבים, במיוחד בתעשיות של תחומים הדורשים גדלים מזעריים. ייצור המוני של סיבים בעלי עובי זעיר של אלפית המילימטר ועדיין חזקים וגמישים כל כך, עשוי לשמש בעתיד לתפרים עדינים אחרי ניתוחים, שיותירו צלקות כמעט בלתי נראות, ודאי ביחס לאלה של היום. תפרים כאלה גם יקצרו את זמן הניתוח, יחישו את איחוי התפרים ויתרמו לייעול של ממש בתחום הכירורגיה.
מסיבים כאלו ניתן יהיה גם לשפר את ייצורם של מיקרו-מוליכים וסיבים אופטיים חזקים וגמישים להפליא למחשוב, לשפר את הייצור התעשייתי של בדים חזקים מתמיד שישמשו את תעשיית הטקסטיל, הביגוד ואופנה, כמו גם לייצור צבאי של אפודים ושכפ"צים משופרים נגד כדורים ולפיתוח של חוטי דיג חזקים מאי-פעם.
באוניברסיטה השבדית באופסלה למדעי החקלאות הצליחו חוקרים, באמצעות חיידקים, לייצר חלבון שאינו טבעי. למעשה הם יצרו אותו משני חלבונים שנלקחו מעכבישים שונים. החלבון הזה מתאפיין במסיסות מעולה במים ולשם טווייתו הם יצרו מעין "נול חלבוני" - מתקן טווייה המבוסס על חומרים שאינם אורגניים.
הנה קורי העכביש הטבעיים:
https://youtu.be/TtmwL7gb-i4
כך לומדים מהם המדענים ליצור חומרים חזקים ביותר מקורי העכביש:
https://youtu.be/3mcVs3K_ts0
כך מייצרים קורי עכביש מלאכותיים - משי חזק וגמיש כמו הטבעי וללא עכביש:
https://youtu.be/Yg6527AxKFE
חוטים שיהפכו בד נגד כדורים:
https://youtu.be/kBVA_i4R1VY
או חבלים חזקים מכל מה שידוע בעולם החבלים:
https://youtu.be/A8YSH_N7MWw
והרצאת טד על כוחם של קורי העכביש (מתורגם):
https://youtu.be/xossR6eHv3I?long=yes
מיהו עיט ההרפיה - העוף הדורס החזק מכולם?
מרבית החוקרים גורסים שהדורס החזק ביותר בעולם הוא עיט ההרפיה ( Harpy eagle ובשמו המדעי Harpia harpyja). יש לו טפרים באורך של 12 סנטימטרים (הכי ארוכים ביחס לגודל גופו) והוא כבר נצפה נושא בעלי חיים במשקל של 7 קילוגרם!
ההרפייה היא לא רק העוף החזק ביותר מבין העופות הדורסים בעולם והעיט הגדול ביותר מבין העיטים - היא גם הציפור הלאומית של פנמה והיא מנציחה מפלצת מיתולוגית מיוון הקדומה.
כן, הוא נקרא על שם מפלצת טורפת מהמיתולוגיה היוונית - הָרְפִּיַה במיתולוגיה יוונית וברבים הָרְפִּיוֹת (harpies), הן דמויות המופיעות שם בצורות שונות. אחת הפופולריות שבהן היא בצורה של נשים מכונפות יפהפיות שלמרבה הזוועה חוטפות לא פעם ומענות אנשים.
הנה העוף הדורס והטורף כל כך:
https://youtu.be/tfaUt8yCAqU
עיט ההרפיה בזמן ציד:
http://youtu.be/cwFvs-j_tGk
כך הוא חוטף קופים לטרף, למשל:
https://youtu.be/fS1TfANV0WA
מהו הקולגן?
קולגן (Collagen) הוא החלבון הנפוץ ביותר בגוף האדם. הוא מהווה כ-30% ממשקל העור שלנו ומסך החלבונים בגוף, משמש כמעין פיגום מבני שמחזיק יחד רקמות, איברים ועצמות - התשתית לעור, מפרקים ועצמות בריאות.
עם הגיל, ייצורו הטבעי פוחת ובלעדיו והגוף סובל מחוסר ושחיקה. זה בדיוק מה שמוביל לנוקשות במפרקים ולקמטים. מה שנותן לעור הפנים ולרקמות את האלסטיות שלהן הוא השילוב בין קולגן לחלבון נוסף שנקרא אלסטין. ירידה בקולגן היא שגורמת לעור לאבד את הנפח שלו, מה שמוביל במהירות להיווצרות של קמטים.
המבנה של קולגן יוצא דופן: שלוש שרשראות של חומצות אמינו (Amino Acids) מתפתלות זו סביב זו ויוצרות סליל הדוק, הנקרא סליל משולש (Triple Helix). המבנה הזה מעניק לקולגן את הגמישות והחוזק שלו בו-זמנית, תכונה ביולוגית נדירה.
בגוף האדם קיימים לפחות 28 סוגים של קולגן, כאשר הנפוצים הם סוג I, II ו-III.
סוג I הוא הדומיננטי ביותר. הוא נמצא בעור, בגידים, בשרירים, בעצמות ובשיניים. סוג II מרכיב בעיקר את הסחוס (Cartilage). סוג III מצוי בעיקר באיברים פנימיים וכלי דם.
הגוף מייצר קולגן באופן עצמאי, תהליך שמתחיל בתאים מיוחדים הנקראים פיברובלסטים (Fibroblasts). ייצור הקולגן דורש ויטמין C. מחסור בו גורם למחלה הנקראת צפדינה (Scurvy) ובה הרקמות מתפרקות ממש. ימאים בעידן הגילויים הגיאוגרפיים מתו ממנה בהמוניהם, עד שהתגלה שאכילת פירות הדר מרפאת את המחלה תוך ימים ספורים.
#תפריט עתיר קולגן
הקולגן נמצא בשפע במרק עצמות, בעור של עוף ובדגים עשירי קולגן. חומצות אמינו שהן חיוניות לייצור קולגן נמצאות בבשר בקר, ביצים ובעיקר בחלמון (הצהוב), אגוזי קשיו, שקדים וזרעים.
חשוב מאוד לייצור הקולגן גם דגים שמנים כמו סרדינים וסלמון, המכילים חלבון גבוה ואומגה 3 וכך גם בשר העוף שמכיל חלבון וגליצין שמסייע גל הוא לייצור הקולגן.
ואגב, כל קינוח פנה-קוטה (Panna Cotta) וכל גומי-דובים (Gummy Bears) בנויים על קולגן מפורק: כשמבשלים עצמות ורקמות חיבור זמן רב, שרשראות הקולגן מתפרקות לג'לטין (Gelatin). קולגן, רק בגרסת הקינוח.
#תוספי קולגן
עם הגיל, ייצור הקולגן יורד. בגיל 25 בערך מתחילה הירידה והחל מגיל 30 הירידה היא ברורה בכמות הקולגן שנוצר בגוף - תהליך טבעי שמתרחש עם הזמן.
אם הקולגן מהווה 30% ממשקל העור, 80% מהחלבונים שמרכיבים את עור הפנים שלנו הם, ובכן... קולגן. חוסר בו הוא שגורם לקמטים בעור, לכאבי מפרקים ולאובדן גמישות כללי.
תעשיית הקוסמטיקה מנצלת את הידע הזה ומוכרת מוצרי קולגן במיליארדי דולרים בשנה. זהו חומר מאוד זול והוא מגביר את המכירות ואת מגוון המוצרים הללו. שוק הקולגן כולל סבונים, שמפו וקרמים לפנים, כמוסות ותוספים באבקה. יש אפילו יצרני חלב ומוצרי חלב שמוסיפים למוצריהם תוספות קולגן.
#המדע
אך האמת המדעית מורכבת יותר. היא מראה, למשל, שקולגן שנמרח על העור אינו חודר לשכבות העמוקות, כי המולקולות שלו גדולות מדי. המדע גם לא מצביע על השפעה ממשית של תוספי קולגן למניעת קמטים, מה גם שמרבית המחקרים בנושא ממומנים על ידי יצרניות התוספים עצמן.
אבל האם קולגן בתוספי תזונה באמת משפר את מראה העור או שמדובר בטרנד שיווקי המבוסס על השאיפה, שלא לומר אשליה של נעורים נצחיים? - צריכת קולגן דרך המזון כן נחקרת ברצינות.
מה שברור וכדאי לזכור הוא שכמות הקולגן שגופנו מייצר אינה תלויה כלל בתוספים. מצד שני, היא בהחלט מושפעת ויכולה להיפגע אם התזונה שלנו חסרה חלבון באופן קיצוני. על כמות הקולגן שגופנו מייצר משפיעה גם תזונה דלה או חסרה ויטמינים C או E וכמובן דלת אבץ.
מחקרים מסוימים מצביעים על שיפור בגמישות המפרקים ובמרקם העור בעקבות תוספי קולגן, אם כי המחקר עדיין בעיצומו ואין עדיין אמת ברורה.
הנה מצגת וידאו - זהו הקולגן (עברית ללא קול):
https://youtu.be/DsTJDucIn2U
הסבר מילולי של הקולגן (עברית):
https://youtu.be/IsAoXE3g9hY
למה טוב לצרוך קולגן (עברית):
https://youtu.be/jGx_SxiVNag
האמת על יעילות הקולגן (עברית):
https://youtu.be/Zdh2K2o66BE
באנגלית:
https://youtu.be/r_HKOmvPZNg?t=14s
כמה יעילות אבקות הקולאגן?
https://youtu.be/2fmrQ4aEyhg
הסכנות הנסתרות בתוספי קולגן:
https://youtu.be/ukpJs8bxBKs
ופרסומת מצחיקה וכנראה יעילה (עברית):
https://youtu.be/GMa-tKalHCE
מדוע השרירים מתנפחים?
השרירים (Muscles) שלנו מבדילים אותנו זה מזה. יש מי ששריריהם רפויים ודקיקים, בעוד אחרים עושים כושר ופעילות גופנית ושריריהם גדלים. אצל מי שעושים באדי בילדינג, בניית שרירים, הם נעשים ממש נפוחים וגדולים.
אבל מה גורם לשריר להתנפח כל כך? - ראשית, התחזקות השרירים גורמת גם להתנפחותם, אבל השרירים הנפוחים הם לא תמיד ביטוי להתחזקות שלהם. יש מי ששריריהם מתנפחים הרבה יותר מאשר גדל הכוח שלהם, מה שמסביר לא פעם למה שרירנים יכולים לנחול תבוסה ואפילו בכיפוף ידיים, למול מישהו עם שרירים הרבה פחות מרשימים משלהם.
אז אם אתם שואלים "מתי יתנפחו לי השרירים?", כדאי שתכירו את הסיבים הלבנים שלכם. אלו סיבים שנמצאים בכל שריר והם גדולים ביחס לסיבים האדומים. הלבנים מקנים לשרירים את המראה הרחב והמנופח שלהם, בעוד שהסיבים האדומים הם פחות נראים או בולטים, אבל הם אלו שמקנים את יכולת המאמץ הארוך והיציב.
לכל אחד מאיתנו יש חלוקה אחרת של סיבים כאלו וכאלו והיא למעשה גנטית. משום כך יש כאלו שהשרירים שלהם יכולים להתנפח בקלות והם הופכים לשרירנים של ממש, בעוד שאחרים, גם אחרי שיעשו המון כושר ותרגילים ויהפכו חזקים להפליא, ימשיכו להיות פחות נפוחים בשריריהם.
אבל עדיין, יש סוגי אימון שמפתחים את אחד מסוגי הסיבים, יותר מאשר את השני. אימוני כוח מתפרץ, או אימוני כוח במשקולות, יפתחו את הסיבים הלבנים הרבה יותר מאשר את הסיבים האדומים ולכן מפתחי שרירים עושים הרבה מהם.
הנה הסיבה לשרירים הנפוחים (מתורגם):
https://youtu.be/2tM1LFFxeKg
אחד הבאדי בילדרז המרשימים בעולם:
https://youtu.be/tlbVvqZ-Cz4
כמה מהאנשים עם השרירים הכי נפוחים בעולם:
https://youtu.be/A27_a6fEtEQ
וסיפורו של מי שניפח את שריריו:
https://youtu.be/tfxCSNWVoEw?long=yes
הבמבוק, שנחשב לאחד הצמחים החזקים על פני כדור הארץ ומהצומחים הכי מהר, הוא גם שורד גדול. הרי הוא היה הצמח הראשון שהוציא ענפים ועלים ירוקים לאחר ההפצצה הגרעינית בהירושימה, הפצצה שכזכור כילתה את כל החי והצומח באיזור העיר. גם מהירות הצמיחה של הבמבוק מעוררת השתאות - היא יכולה להגיע במינים מסוימים למטר שלם ביממה!
אבל הבמבוק מלמד אותנו גם משל חשוב על התנהגות אנושית. "משל הבמבוקים" מדגים לנו כמה חשוב ליצוק יסודות טובים ושורשים חזקים לדברים שנרצה לעשות או לדברים שנרצה שיקרו. שורשים זו הכנה מוקדמת, לימוד הנושא, הבנה והפנמה של הצעדים לביצוע הדבר שנרצה לעשות. בסיס טוב לבנייה.
אנו חושבים לעיתים שאם לא הצלחנו עד עתה, בזבזנו את זמננו בנסיונות ובמאמצים שעשינו. זה לא נכון. הבסיס שהנחנו נחוץ ואפילו הכרחי, גם אם לא הצליח עדיין, כדי להשיג את ההצלחה שנשיג.
הנה סרטון שמספר את משל הבמבוקים:
http://youtu.be/hw9AbtSDrZ0
החומר החזק ביותר בעולם יהיה כנראה הבורופין (Borophene). זהו בחומר סינתטי, מלאכותי, שנוצר במעבדה ושלא ניתן למצוא בטבע.
הבורופין פותח בידי חוקרים אמריקאים ונחשף לעולם בשנת 2014. אפילו יותר מגראפין, חומר קל במיוחד שדומה לו במובנים שונים, נראה שהבורופין עשוי להיות החומר החזק ביותר בעולם.
את הבורופין מייצרים בתהליך של אידוי חומר בשם בורון ואז עיבוי שלו על יריעת כסף דקה. כיוון שבורון וכסף לא יוצרים תגובה כימית, נוצרת מעין יריעת בורון בעובי של אטום אחד והיא הבורופין.
כמו הגראפין, החומר הקל להפליא שפותח בשנים האחרונות ומהווה הישג מדעי לכשעצמו, גם הבורופין עשוי מיריעה דקה של אטומים. כל 36 אטומים שלו מסודרים כמשטח דו-ממדי, אותה יריעה שהוזכרה, כשבמרכזם חור בצורה הקסגון. המבנה הזה אינו רק יפה, אלא מקנה לו חוזק נדיר.
מה שמעניין הוא שבתהליך הזה נוצרות בבורופין תכונות שונות, שלא ניתן למצוא באטום הבורון, האטום שמרכיב אותו. למשל זה שלבורופין תכונות מתכתיות, על אף שהבורון הוא יסוד שאינו מתכתי. ניקח לדוגמה את המוליכות החשמלית שלו. בניגוד לבורון, שהוא רק מוליך למחצה, הבורופין מוליך חשמל מצוין. אבל הוא לא סתם מוליך חשמל, אלא שסידור האלקטרונים הייחודי שלו מאפשר זרימת אלקטרונים חד-כיוונית.
החוקרים רואים בעובדה זו פוטנציאל לשימושים עתידיים מגוונים, לצרכי הובלה חשמלית לכיוון אחד בלבד, כשהכיוון השני חסום ומאובטח נגד התחשמלות או העברת מתח חשמלי למקומות שאיננו רוצים.
הבורופין הוא הבטחה ענקית. כשילמדו כיצד ניתן ליישמו בתעשייה, הוא עשוי לשמש כחומר הבנייה של מבני ענק דקיקים, חזקים ויציבים להפליא.
כבר היום מדברים על שימוש בבורופין לצורך בניית "מעלית החלל", מתקן עתידני שיעלה בני-אדם אל מחוץ לאטמוספירה, ללא צורך בחלליות יקרות וצורכות אנרגיה (קראו עליה באאוריקה בתגית "מעלית חלל").
הנה בורופין - החומר החזק בתבל:
https://youtu.be/9WN_71PxjDs
ומעלית החלל שהבורופין יוכל להיות מחומרי הבנייה העיקריים שלה (מתורגם):
https://youtu.be/HQhmsDkZhQA
חוזק וגמישות - אלה יתרונותיו של הניילון (Nylon), הפוליאמיד. הוא מהחומרים הפלסטיים הכי חשובים בעולם. מיוצרים ממנו כיום אינספור מוצרים, כולל חבלים, בגדים, גרבי ניילון, רשתות, שקיות ניילון ועד חופות למטוסים.
את הניילון פיתחה בשנת 1935 חברת דופונט מארצות הברית. ראש צוות הפיתוח בחברה, האמריקאי וואלס קרותרס, נחשב לממציא הניילון. הוא לא היה הממציא הקלאסי שחתום על המצאה לבדו, אלא מי שניהל צוות של כימאים ואנשי טכנולוגיה שאחראים לפריצת הדרך.
הצורך האמריקאי בפיתוח ניילון היה כדי להתחרות בסיבי המשי שייצרה באותה התקופה התעשייה של יפאן. פחות מעשור אחרי פיתוחו של הניילון הוכיחה ההמצאה את עצמה, כשיפאן הפכה לאוייבת של ארצות הברית במלחמת העולם השניה. אז השתמשו בניילון באמריקה לייצור מצנחים לצבא, כמו גם בגדים, אוהלים לחיילים ועוד.
"ניילון" משמש אצל רבים בטעות לציון של יריעות פלסטיק שעשויות מחומרים פולימריים שונים, שהניילון הוא רק אחד מהם. חומרים דומים אחרים שפותחו עם השנים, הם למשל פוליאתילן, פוליוויניל כלוריד וכדומה.
הנה תולדותיו של הניילון המופלא:
https://youtu.be/kLic5G5-vWM
ההיסטוריה של הניילון:
https://youtu.be/M8fB45Usaqc
תפקידה של חברת דופונט, ממציאת הניילון, בהיסטוריה של הניילון והחומרים שיוצרו ממנו:
https://youtu.be/VAUsDXxDqS0
וסרט ארוך יותר על המצאת הניילון:
https://youtu.be/tppy8YrhGWI?long=yes
קוּרי העכביש (Spider Web) הם החזקים שביצירות בעלי החיים. כל קוּר שכזה הוא כה דקיק עד שקוטרו לא עולה על מיקרונים אחדים. ובכל זאת, הקורים הללו יוצרים רשת חזקה וגמישה ביותר, המשמשת את העכביש ללכידת חרקים, המשמשים לו בדרך כלל כמזון.
חשוב לציין שלא כל העכבישים מייצרים קורים ולא כל הקורים שמיוצרים בידי העכבישים הם לצורך טריפה.
קורי עכביש עשויים חוטים דקיקים, שאותם מייצר העכביש בבלוטות מיוחדות הנמצאות בבטנו. חוטי המשי הדקיקים הללו הם למעשה סיבים חזקים, שעשויים מחלבונים מבניים, המיוצרים ומופרשים מהבלוטות שבבבטן העכביש.
מעבר לגמישותם של קורי העכביש, שעומדים אפילו בסופות הוריקן, הם מצטיינים בחוזקם ובקושיים הרב. עובי קוּר ממוצע שכזה הוא כעשירית מהעובי של שערת אדם, אבל חוזקו עצום ביחס אליה. חוזק הקוטר שלו הוא פי כמה מהחוזק של חוט פלדה באותו הקוטר. כך לדוגמה, חוזק קורי העכביש הוא פי 5 מחןזקם של מיתרי הפסנתר.
סיבים מסוגים שונים טווה העכביש ברשתו. אחד החזקים שבהם הוא סיב המסגרת (Dragline Silk), שמתאפיין בקשיחות גבוהה ובגמישות רבה (אלסטיות). הסיב הזה חזק עד פי 6 מניילון ומפלדה באותו עובי והוא מעין חוט הצלה, המשמש את העכביש, אם הוא נופל.
לשם המחשה נוספת עד כמה חזקה רשת קורי עכביש - אם היינו יכולים לבנות רשת של קורי עכביש באורך של 100 מטרים ובעובי של סנטימטר, היא הייתה מסוגלת באופן תיאורטי, לעצור מטוס בואינג 747 במשקל 180 טון, שנע במהירות של 800 קילומטרים לשעה.
לפי החוקרים, חוזקם של קורי העכביש נובע משילוב של שני חומרים חלבוניים שונים, שכל אחד מהם בעל כמה אזורים. כך הופכים הקורים לגמישים וחזקים בו-זמנית, קצת כמו העצמות שלנו. תודות לכך הם מגלים יכולת התנגדות לכוח המופעל עליהם ולפיזור מושלם של האנרגיה הנספגת בתוכם.
הנה עכביש שטווה את קוריו בחומר הביולוגי החזק ביותר בעולם:
https://youtu.be/gSwvH6YhqIM
סרטון בקפיצות זמן על עכביש הטווה את קורי העכביש החזקים שלו:
http://youtu.be/gUAWsBSExqc
הסבר על אחד מהעכבישים שטווה את הקורים החזקים ביותר:
http://youtu.be/Ar3veHKBYvU?t=4s
עכבישה אוכלת דבורה שנלכדה בקורים:
http://youtu.be/riVnSe3wZRk?t=29s
וסרטון תיעודי על קורי העכביש - החומר הביולוגי החזק ביותר בעולם:
https://youtu.be/nYlkJyG1Oik?long=yes
חוזק
קורי העכביש (Spider Silk) הם חזקים מפלדה וגמישים יותר מאשר גומי. הקוּרים הללו עשויים סיבי משי שאותם מייצר העכביש בבלוטות מיוחדות הנמצאות בבטנו. חוטי המשי הדקיקים הללו עשויים מחלבונים מבניים, המיוצרים ומופרשים מהבלוטות שבבבטן העכביש.
בתחילת המילניום החדש הגיעו מדענים מהאוניברסיטה העברית ומגרמניה למסקנה שטוויית קורי עכביש מלאכותיים תוכל לאפשר שחזור של מולקולות דומות לאלה הטבעיות שנוצרות בעת טוויית הקורים בטבע.
היישומים האפשריים הם רבים, במיוחד בתעשיות של תחומים הדורשים גדלים מזעריים. ייצור המוני של סיבים בעלי עובי זעיר של אלפית המילימטר ועדיין חזקים וגמישים כל כך, עשוי לשמש בעתיד לתפרים עדינים אחרי ניתוחים, שיותירו צלקות כמעט בלתי נראות, ודאי ביחס לאלה של היום. תפרים כאלה גם יקצרו את זמן הניתוח, יחישו את איחוי התפרים ויתרמו לייעול של ממש בתחום הכירורגיה.
מסיבים כאלו ניתן יהיה גם לשפר את ייצורם של מיקרו-מוליכים וסיבים אופטיים חזקים וגמישים להפליא למחשוב, לשפר את הייצור התעשייתי של בדים חזקים מתמיד שישמשו את תעשיית הטקסטיל, הביגוד ואופנה, כמו גם לייצור צבאי של אפודים ושכפ"צים משופרים נגד כדורים ולפיתוח של חוטי דיג חזקים מאי-פעם.
באוניברסיטה השבדית באופסלה למדעי החקלאות הצליחו חוקרים, באמצעות חיידקים, לייצר חלבון שאינו טבעי. למעשה הם יצרו אותו משני חלבונים שנלקחו מעכבישים שונים. החלבון הזה מתאפיין במסיסות מעולה במים ולשם טווייתו הם יצרו מעין "נול חלבוני" - מתקן טווייה המבוסס על חומרים שאינם אורגניים.
הנה קורי העכביש הטבעיים:
https://youtu.be/TtmwL7gb-i4
כך לומדים מהם המדענים ליצור חומרים חזקים ביותר מקורי העכביש:
https://youtu.be/3mcVs3K_ts0
כך מייצרים קורי עכביש מלאכותיים - משי חזק וגמיש כמו הטבעי וללא עכביש:
https://youtu.be/Yg6527AxKFE
חוטים שיהפכו בד נגד כדורים:
https://youtu.be/kBVA_i4R1VY
או חבלים חזקים מכל מה שידוע בעולם החבלים:
https://youtu.be/A8YSH_N7MWw
והרצאת טד על כוחם של קורי העכביש (מתורגם):
https://youtu.be/xossR6eHv3I?long=yes
מרבית החוקרים גורסים שהדורס החזק ביותר בעולם הוא עיט ההרפיה ( Harpy eagle ובשמו המדעי Harpia harpyja). יש לו טפרים באורך של 12 סנטימטרים (הכי ארוכים ביחס לגודל גופו) והוא כבר נצפה נושא בעלי חיים במשקל של 7 קילוגרם!
ההרפייה היא לא רק העוף החזק ביותר מבין העופות הדורסים בעולם והעיט הגדול ביותר מבין העיטים - היא גם הציפור הלאומית של פנמה והיא מנציחה מפלצת מיתולוגית מיוון הקדומה.
כן, הוא נקרא על שם מפלצת טורפת מהמיתולוגיה היוונית - הָרְפִּיַה במיתולוגיה יוונית וברבים הָרְפִּיוֹת (harpies), הן דמויות המופיעות שם בצורות שונות. אחת הפופולריות שבהן היא בצורה של נשים מכונפות יפהפיות שלמרבה הזוועה חוטפות לא פעם ומענות אנשים.
הנה העוף הדורס והטורף כל כך:
https://youtu.be/tfaUt8yCAqU
עיט ההרפיה בזמן ציד:
http://youtu.be/cwFvs-j_tGk
כך הוא חוטף קופים לטרף, למשל:
https://youtu.be/fS1TfANV0WA
קולגן (Collagen) הוא החלבון הנפוץ ביותר בגוף האדם. הוא מהווה כ-30% ממשקל העור שלנו ומסך החלבונים בגוף, משמש כמעין פיגום מבני שמחזיק יחד רקמות, איברים ועצמות - התשתית לעור, מפרקים ועצמות בריאות.
עם הגיל, ייצורו הטבעי פוחת ובלעדיו והגוף סובל מחוסר ושחיקה. זה בדיוק מה שמוביל לנוקשות במפרקים ולקמטים. מה שנותן לעור הפנים ולרקמות את האלסטיות שלהן הוא השילוב בין קולגן לחלבון נוסף שנקרא אלסטין. ירידה בקולגן היא שגורמת לעור לאבד את הנפח שלו, מה שמוביל במהירות להיווצרות של קמטים.
המבנה של קולגן יוצא דופן: שלוש שרשראות של חומצות אמינו (Amino Acids) מתפתלות זו סביב זו ויוצרות סליל הדוק, הנקרא סליל משולש (Triple Helix). המבנה הזה מעניק לקולגן את הגמישות והחוזק שלו בו-זמנית, תכונה ביולוגית נדירה.
בגוף האדם קיימים לפחות 28 סוגים של קולגן, כאשר הנפוצים הם סוג I, II ו-III.
סוג I הוא הדומיננטי ביותר. הוא נמצא בעור, בגידים, בשרירים, בעצמות ובשיניים. סוג II מרכיב בעיקר את הסחוס (Cartilage). סוג III מצוי בעיקר באיברים פנימיים וכלי דם.
הגוף מייצר קולגן באופן עצמאי, תהליך שמתחיל בתאים מיוחדים הנקראים פיברובלסטים (Fibroblasts). ייצור הקולגן דורש ויטמין C. מחסור בו גורם למחלה הנקראת צפדינה (Scurvy) ובה הרקמות מתפרקות ממש. ימאים בעידן הגילויים הגיאוגרפיים מתו ממנה בהמוניהם, עד שהתגלה שאכילת פירות הדר מרפאת את המחלה תוך ימים ספורים.
#תפריט עתיר קולגן
הקולגן נמצא בשפע במרק עצמות, בעור של עוף ובדגים עשירי קולגן. חומצות אמינו שהן חיוניות לייצור קולגן נמצאות בבשר בקר, ביצים ובעיקר בחלמון (הצהוב), אגוזי קשיו, שקדים וזרעים.
חשוב מאוד לייצור הקולגן גם דגים שמנים כמו סרדינים וסלמון, המכילים חלבון גבוה ואומגה 3 וכך גם בשר העוף שמכיל חלבון וגליצין שמסייע גל הוא לייצור הקולגן.
ואגב, כל קינוח פנה-קוטה (Panna Cotta) וכל גומי-דובים (Gummy Bears) בנויים על קולגן מפורק: כשמבשלים עצמות ורקמות חיבור זמן רב, שרשראות הקולגן מתפרקות לג'לטין (Gelatin). קולגן, רק בגרסת הקינוח.
#תוספי קולגן
עם הגיל, ייצור הקולגן יורד. בגיל 25 בערך מתחילה הירידה והחל מגיל 30 הירידה היא ברורה בכמות הקולגן שנוצר בגוף - תהליך טבעי שמתרחש עם הזמן.
אם הקולגן מהווה 30% ממשקל העור, 80% מהחלבונים שמרכיבים את עור הפנים שלנו הם, ובכן... קולגן. חוסר בו הוא שגורם לקמטים בעור, לכאבי מפרקים ולאובדן גמישות כללי.
תעשיית הקוסמטיקה מנצלת את הידע הזה ומוכרת מוצרי קולגן במיליארדי דולרים בשנה. זהו חומר מאוד זול והוא מגביר את המכירות ואת מגוון המוצרים הללו. שוק הקולגן כולל סבונים, שמפו וקרמים לפנים, כמוסות ותוספים באבקה. יש אפילו יצרני חלב ומוצרי חלב שמוסיפים למוצריהם תוספות קולגן.
#המדע
אך האמת המדעית מורכבת יותר. היא מראה, למשל, שקולגן שנמרח על העור אינו חודר לשכבות העמוקות, כי המולקולות שלו גדולות מדי. המדע גם לא מצביע על השפעה ממשית של תוספי קולגן למניעת קמטים, מה גם שמרבית המחקרים בנושא ממומנים על ידי יצרניות התוספים עצמן.
אבל האם קולגן בתוספי תזונה באמת משפר את מראה העור או שמדובר בטרנד שיווקי המבוסס על השאיפה, שלא לומר אשליה של נעורים נצחיים? - צריכת קולגן דרך המזון כן נחקרת ברצינות.
מה שברור וכדאי לזכור הוא שכמות הקולגן שגופנו מייצר אינה תלויה כלל בתוספים. מצד שני, היא בהחלט מושפעת ויכולה להיפגע אם התזונה שלנו חסרה חלבון באופן קיצוני. על כמות הקולגן שגופנו מייצר משפיעה גם תזונה דלה או חסרה ויטמינים C או E וכמובן דלת אבץ.
מחקרים מסוימים מצביעים על שיפור בגמישות המפרקים ובמרקם העור בעקבות תוספי קולגן, אם כי המחקר עדיין בעיצומו ואין עדיין אמת ברורה.
הנה מצגת וידאו - זהו הקולגן (עברית ללא קול):
https://youtu.be/DsTJDucIn2U
הסבר מילולי של הקולגן (עברית):
https://youtu.be/IsAoXE3g9hY
למה טוב לצרוך קולגן (עברית):
https://youtu.be/jGx_SxiVNag
האמת על יעילות הקולגן (עברית):
https://youtu.be/Zdh2K2o66BE
באנגלית:
https://youtu.be/r_HKOmvPZNg?t=14s
כמה יעילות אבקות הקולאגן?
https://youtu.be/2fmrQ4aEyhg
הסכנות הנסתרות בתוספי קולגן:
https://youtu.be/ukpJs8bxBKs
ופרסומת מצחיקה וכנראה יעילה (עברית):
https://youtu.be/GMa-tKalHCE
השרירים (Muscles) שלנו מבדילים אותנו זה מזה. יש מי ששריריהם רפויים ודקיקים, בעוד אחרים עושים כושר ופעילות גופנית ושריריהם גדלים. אצל מי שעושים באדי בילדינג, בניית שרירים, הם נעשים ממש נפוחים וגדולים.
אבל מה גורם לשריר להתנפח כל כך? - ראשית, התחזקות השרירים גורמת גם להתנפחותם, אבל השרירים הנפוחים הם לא תמיד ביטוי להתחזקות שלהם. יש מי ששריריהם מתנפחים הרבה יותר מאשר גדל הכוח שלהם, מה שמסביר לא פעם למה שרירנים יכולים לנחול תבוסה ואפילו בכיפוף ידיים, למול מישהו עם שרירים הרבה פחות מרשימים משלהם.
אז אם אתם שואלים "מתי יתנפחו לי השרירים?", כדאי שתכירו את הסיבים הלבנים שלכם. אלו סיבים שנמצאים בכל שריר והם גדולים ביחס לסיבים האדומים. הלבנים מקנים לשרירים את המראה הרחב והמנופח שלהם, בעוד שהסיבים האדומים הם פחות נראים או בולטים, אבל הם אלו שמקנים את יכולת המאמץ הארוך והיציב.
לכל אחד מאיתנו יש חלוקה אחרת של סיבים כאלו וכאלו והיא למעשה גנטית. משום כך יש כאלו שהשרירים שלהם יכולים להתנפח בקלות והם הופכים לשרירנים של ממש, בעוד שאחרים, גם אחרי שיעשו המון כושר ותרגילים ויהפכו חזקים להפליא, ימשיכו להיות פחות נפוחים בשריריהם.
אבל עדיין, יש סוגי אימון שמפתחים את אחד מסוגי הסיבים, יותר מאשר את השני. אימוני כוח מתפרץ, או אימוני כוח במשקולות, יפתחו את הסיבים הלבנים הרבה יותר מאשר את הסיבים האדומים ולכן מפתחי שרירים עושים הרבה מהם.
הנה הסיבה לשרירים הנפוחים (מתורגם):
https://youtu.be/2tM1LFFxeKg
אחד הבאדי בילדרז המרשימים בעולם:
https://youtu.be/tlbVvqZ-Cz4
כמה מהאנשים עם השרירים הכי נפוחים בעולם:
https://youtu.be/A27_a6fEtEQ
וסיפורו של מי שניפח את שריריו:
https://youtu.be/tfxCSNWVoEw?long=yes
