» «
טפלון
איך שום דבר לא נדבק לטפלון?



טפלון (Teflon) הוא חומר פלסטי עמיד לחום, שמונע חיכוך או הידבקות של שאריות המזון לכלי בישול שעליו הוא מותקן. זוהי תרכובת כימית שהוצגה כמוצר מסחרי בשנת 1946. היא התגלתה 8 שנים לפני כן על ידי עובד חברת "דופונט" בשם רוי פלנקט.

התכונה המוכרת ביותר של הטפלון היא השימוש הנפוץ שעושים בו, בייצור של כלי בישול שונים. על ידי ציפוי של מחבתות בטפלון, אולי השימוש הכי מוכר שלו, ניתן לטגן ללא שמן, כשהמזון המטוגן לא נדבק למחבת.

הטפלון נודע גם ברמת החיכוך הנמוכה במיוחד שלו, כמעט הכי נמוכה מכל המוצקים המוכרים לאדם, אחרי פחמן דמוי יהלום. כיום מצפים בטפלון גם קליעי רובה, על מנת שהקליעים יעברו בקנה, תוך חיכוך מזערי וכך יימנעו אסונות של רובים מתפוצצים.

היסטורית, הוכנס הטפלון לשימוש, בפעם הראשונה, ב"פרויקט מנהטן", לפיתוח פצצת הגרעין האמריקאית במלחמת העולם השנייה.

הטפלון כל כך הצליח עד שהוא הפך לסמל תרבותי ולמטאפורה של אנשים ששום דבר לא נדבק בהם ושוב ושוב הם מצליחים לחמוק מעונש ומפגיעה בשמם הטוב. לא פעם אומרים, על פוליטיקאים למשל, שהם טפלון. משפטים כמו "אינספור חקירות וכתבי אישום הוגשו נגדו ולא יצאה מהם אף לא הרשעה אחת..." נאמרים מעת לעת על פוליטיקאי כזה ואחר.


#משימת חשיבה:
הטפלון הוא חומר שדוחה מים מאד, מה שנקרא "חומר הידרופובי". ניתן לראות זאת כששופכים מעט מים למחבת או לסיר המצופה טפלון. שימו לב שהמים מתחברים לטיפות ולא נשארים פזורים על פני כל המישור. הסיבה לכך היא הנטייה של המים להקטין את שטח המגע שלהם עם הטפלון, עד כמה שאפשר. הטיפות הללו שומרות על מגע מינימלי עם משטח הטפלון.

האם תוכלו לחשוב על שימוש מעניין וחדשני בתכונה זו של הטפלון?


כך פועל הטפלון (מתורגם):

https://youtu.be/uXaP43Zbz7U
גראפין
מהו גראפין - חומר העתיד?



הגראפין (Graphene) הוא חומר כימי חדש שיוכל בקלות להוביל את המהפכה הטכנולוגית הבאה.

הגראפין הוא חזק פי 200 יותר מפלדה, קל יותר מנוצה וגמיש כמו גומי. הוא מפותח בהשקעות אדירות ואם יצליח הפיתוח נוכל לקבל בעתיד מכשירים שלא היכרנו כמותם.

דוגמאות? - כלי רכב ומטוסים קלים ובטיחותיים אך בעלי צריכת דלק זעירה, טלוויזיות שניתן להדביק על הקיר כמו טפטים ולגלגל כדי לקחת להרצאות, סמארטפונים ומחשבים גמישים וחזקים מפלדה, סוללות קלות ובעלות חיים ארוכים מאד, עיתונים אלקטרוניים שמחוברים לאינטרנט ומעודכנים בזמן הקריאה, חסרי משקל כמעט ושניתן לקפלם כרצוננו ועוד.

את פיתוח הגראפין מובילים צמד הפיזיקאים מאוניברסיטת מנצ’סטר באנגליה, זוכי פרס נובל בפיזיקה ב-2010, אנדרה גיים וקונסטנטין נובוסלוב. אם יצליח הפיתוח ניתן יהיה לייצר מהגרפן אפילו שרירים מלאכותיים שיחליפו את שרירי הגוף הפגועים של פצועים או את האיברים העייפים שלנו.

את ההמצאה המופלאה שלהם ביססו הממציאים על ערבוב של המינרל גרפיט, אותו גרפיט שאנו מכירים מהעפרונות שלנו, עם פיסות של סרטים דביקים!

אמנם לא הכל פתור בפיתוח הגראפין אבל השקעות של מיליארדים בפיתוחו מבטיחות שאם הוא יצליח, יהיה הגראפין לא פחות מאשר "הפלסטיק של המאה ה-21".


הנה החומר החזק מיהלום - גראפין:

https://youtu.be/fs1-9xRsGCQ


הפוטנציאל שלו לשינוי עולם המוצרים וחיי האדם:

https://youtu.be/Q_eTLPKdrHs


עוד על הגראפין:

http://youtu.be/WFacA6OwCjA


ההכנה של הגראפין ותולדות התגלית המדהימה:

http://youtu.be/PifL8bAybyc


סרטון הדרכה להכנת גראפין בבית:

http://youtu.be/Irg3kbnTN4o


נאנו-חומרים חדשים כבר נוצרו בעקבותיו:

https://youtu.be/jkAXhJWixJ8


הסוללות החדשות עשויות הגראפין נטענות פי 20 יותר מהר ואורך חייהן פי 7 מהן:

https://youtu.be/tBpLBMoBUTg
בטון
מהו הבטון ומה המהפכה ההנדסית שהוא הרים לה?



בטון (Concrete ובצרפתית Béton) הוא חומר בנייה נפוץ במיוחד, שמאפשר בנייה חזקה ויציבה מאוד. הבטון מאפשר יכולת עיצוב גבוהה במיוחד, חוזק עצום ואטימות טובה מאוד.

קיימות מעל ל-100 תערובות שונות ליצירת בטון. לרוב הן יכללו בבטון המודרני תערובת של צמנט, חול, חצץ ומים. במצב הטבעי מתקשה תערובת הבטון, מתחזקת ומתמצקת, כלומר הופכת לבטון מוצק, בתוך 10 שעות.

מרבית הבטון בימינו מיוצר במפעלי בטון. מהמפעל נלקח הבטון אל אתרי הבנייה, באמצעות מערבל בטון, ששומר על הבטון מלהתייבש ולהפוך מוצק, על ידי עירבולו המתמיד ושמירתו בכך במצב נוזלי.

בפרויקטים גדולים, חלק גדול מהבטון לא מובא אל אתר הבנייה, אלא משמש ליציקת חלקי בניין במפעל עצמו. מרכיבים כאלו יועברו מהמפעל, כשהם בנויים לגמרי, בשלמותם או כחלקים שיורכבו באתר הבנייה עצמו.

היסטורית, אפשר הבטון עוד בימי האימפריה הרומית לבנות ערים גדולות. עוד כשפותח, בימי הרומאים, הצליחו להשתמש בו לבניה של מקדשים ובנייני פאר ענקיים. חלקם שרדו עד ימינו, כשהידועים שבהם הם הפנתיאון הרומי, מבנה הכיפה הגדול בעולם, והקולוסיאום - הבניין הגדול ביותר שבנו הרומים עם בטון. כבר אז נבנו מבטון מובילי מי הידועים כאקוודוקטים, גשרים, מעגנים, נמלים ובתי מרחץ.

בשנת 1756 הומצא הבטון המודרני, מערבוב של מלט, חלוקים ולבנים מפוררות. הממציא היה מהנדס בריטי בשם ג'ון סמיטון (John Smeaton). השיפור הזה הוביל עם הזמן ליכולת לבנות מבנים רבי קומות, מגדלי ענק וגורדי שחקים בגבהים מטורפים.

בימינו התווסף לבטון שימוש בחומרים ממוחזרים, כמו אפר שנכתש מתוצרי הלוואי של תחנות הכוח הפחמיות. כך חוצבים פחות, מצד אחד ומצד שני חוסכים באזורי פסולת מיותרים.


הנה הבטון וכיצד ניתן לשפרו בימינו (מתורגם):

https://youtu.be/znSeL66e8qE


תולדות השימוש בבטון:

https://youtu.be/0ZY4jx0m_Qg


וכך השתמשו הרומים בבטון ומה יצרו בעזרתו:

https://youtu.be/xZ9uGJ3Z1Bg
מבנה החומר
מהו מבנה החומר?



החומרים בעולם מגוונים ושונים זה מזה, בתכונות, במרקם וכדומה. אבל בואו נציץ בסיבות שהם שונים, באבני היסוד הבסיסיות ביותר של החומר ובחלקיקים הזעירים ביותר שהמדע מכיר. נביט למרכיבים של האטומים ושל המולקולות.

על מה מדובר?

כל החומרים בעולם מורכבים ממולקולות. המולקולות הללו בנויות מאטומים. את האטומים עצמם מרכיבים פרוטונים, נייטרונים וענן של אלקטרונים מסביבם.

לרוב לא מזכירים את זה אבל גם הפרוטונים והנויטרונים מורכבים מחלקיקים זעירים יותר שנקראים קוורקים, או קווארקים. נכון להיום, הקוורקים הם החלקיקים הקטנים ביותר שהמדע מכיר.

בניגוד לחלקיקים שיכולים להיות לבד בטבע, כמו האלקטרונים, הנויטרונים והפרוטונים, הקוורקים באים תמיד בזוגות או בשלשות. ככל הידוע לא ניתן למצוא קוורק בודד בטבע, או להפרידו. החשוב לעניין מבנה החומר הוא שהקווארקים נמשכים זה לזה ויוצרים את הפרוטונים והנויטרונים,

האחרונים מתחברים במינונים שונים ובכל הרכב של ניוטרונים ופרוטונים הם יוצרים גרעין של אחד מהיסודות הכימיים, אלו שמוצגים כל כך יפה בטבלה המחזורית. לכל יסוד בה יש מספר אטומי משלו.

דוגמאות? - בואו נראה: מימן למשל מכיל פרוטון אחד (מה שאומר שמספרו האטומי יהיה גם הוא 1). אם יהיו שני פרוטונים אז זה כבר גרעין של הליום ואתה כבר יודעים מה מספרו האטומי, נכון? (צודקים - התשובה היא 2). נמשיך ב-6 פרוטונים שיש לגרעין הפחמן ושמונה לחמצן וכן הלאה.

אגב, לא פעם בגרעין האטום משתנה המספר של הנויטרונים. למשל באטום פחמן יכולים להיות מספרים שונים של נויטרונים. ההבדלים הללו יוצרים איזוטופים - כולם פחמן אבל בעוד שהפעילות הכימית שלהם זהה, המאפיינים הפיזיקליים שלהם הם לא פעם שונים.

כך יש איזוטופים של פחמן שהם יציבים, בעוד שאחרים הם רדיואקטיביים. התכונות הללו שימושיות לא פעם, כמו במקרה של פחמן 14, שבזכותו ניתן לתארך את גילם של מאובנים וממצאים ארכיאולוגיים. יש כמובן איזוטופים אחרים, לא רק לפחמן. ביניהם כלור 35, כלור 37 ועוד.

נחזור לגרעין. יש בו לרוב מספר דומה של פרוטונים ונויטרונים. אבל מה בדיוק תפקידם של הנויטרונים?

ובכן, הנויטרונים מסייעים לפרוטונים להיצמד אלו לאלו, בניגוד לנטייה הבסיסית שלהם לדחות זה את זה, בשל המטען החשמלי השונה של פרוטונים שונים.

האטום נוצר מחיבור של פרוטונים בעלי מטען חשמלי חיובי לאלקטרונים בעלי מטען שלישי. באטומים נייטרליים מבחינה חשמלית יש מספר שווה של פרוטונים ואלקטרונים. כלומר, באטומים כאלה ייקשר אלקטרון שלילי אחד עם כל פרוטון חיובי. לכן יהיו בכל יסוד מספר דומה של אלקטרונים ופרוטונים והאטום שלו יהיה נייטרלי.

מדע הכימיה מכיר בכ-90 יסודות יציבים.


הנה תיאור מבנה החומר (מתורגם):

https://youtu.be/LE9Rmij-avM


סקירה על מבנה האטום (מתורגם):

https://youtu.be/mY1AMxUPhB8


כך נקשרים ביניהם אטומים לחלקיקים (מתורגם):

http://youtu.be/NgD9yHSJ29I?t=6s


תכנית חינוכית על מבנה החומר עם פרופסור דן שכטמן:

https://youtu.be/D2knuNloXH8?long=yes


וד"ר שקמה שוורצמן מסבירה את החומר בצורה יפה ומקורית - בעזרת מוסיקה:

https://youtu.be/m5GKw93EL9M?long=yes

חומרים

צנטריפוגה
מהי צנטריפוגה?



צֶנְטְרִיפוּגָה (Centrifuge) היא מכשיר שמשמש להפרדה של חומרים זה מזה. בסיבובים מהירים מאד שלה היא גורמת לחומרים כבדים להיצמד לדפנות הסיר ובכך הם מופרדים מהנוזל שבתוכו היו.

על ידי סיבוב הצנטריפוגה במהירות גבוהה, היא מסייעת להפרדת חומרים קטנים אבל כבדים המרחפים בנוזל הקל מהם. החומרים הכבדים יותר, הם חומרים בעלי צפיפות גבוהה יותר, שמצטברים במהלך הסיבובים המהירים קרוב לתחתית המבחנה, בעוד שהחומרים הקלים, או הנוזל הקל, צפים למעלה.

תחילה השתמשו בצנטריפוגות כדי להפריד בחלב מלא לשמנת ולחלב רזה. רק בתחילת המאה ה-20 שוכללה הצנטריפוגה וזכתה למקום מרכזי בתהליכים תעשייתיים ובמעבדות המחקר. כיום היא משמשת בגרסה פשוטה מאד, גם בבית, במכונת הכביסה שלנו ואפילו במטבח. איפה? - בבתים רבים יש מייבשי חסה, שמשתמשים בכוח הצנטריפוגלי כדי להרחיק ממנה את שאריות המים, לאחר השטיפה.

שמה של הצנטריפוגה הוא בעברית: סַרְכֶּזֶת. מקור המילה בלועזית הוא מהשפה הלטינית: "centrum" (מרכז) והמלה "fuga" (ריצה).


הנה הסבר על פעולת הצנטריפוגה (עברית):

https://youtu.be/lK0fpG21npk


עוד על השימוש בצנטרפוגה:

http://youtu.be/9CYaPLIX4VM


עם צנטריפוגה אפשר גם לנקות שמן:

https://youtu.be/Jy32SxgCgHc


ובעזרת אותו עיקרון מייבשים עלי חסה לאחר השטיפה:

https://youtu.be/B5jzwxh0d-M
נחושת
איך הפיק האדם נחושת בימי קדם?



על אף שלא ידעו אז על תגובה כימית, גילו האנשים כבר לפני אלפי שנים, שאם יערמו בבור נחושת (Copper) חמצנית ופחם ויבעירו את הפחם, ייפלט חום שיתיך את הנחושת ויגרום לה לזלוג לתחתית הבור.

כשכיבו את האש וקיררו את הבור, קיבלו כיכר נחושת נקייה. צורת הכיכר התקבלה מצורתה של תחתית הבור.

אפילו בארץ, בתמנע שליד אילת, התגלו שרידים של מכרות נחושת עתיקים, בני 3500 שנה. גם בהם התגלו בורות ששימשו בימי מצרים העתיקה להפקת הנחושת בשיטה קדומה זו.


כך מפיקים מתכות (מתורגם):

http://youtu.be/ag6XNGAWEdA?t=28s


הנה ניסוי להפקת נחושת באמצעים כימיים (עברית):

http://youtu.be/u4MW1vLGrGU


מכרה נטוש מהעבר:

http://youtu.be/cZJtrElE4Ic


וממצאים של מכרה עתיק:

http://youtu.be/AVtuxtIP4g4
אירוג'ל
מהו האירוג'ל - החומר הקל ביותר בעולם?



האירוג'ל (Aerogel) הוא חומר מלאכותי מוצק, בעל צפיפות נמוכה במיוחד ש-99.8% ממנו הוא אוויר. מדובר בחומר שהרכיב הנוזלי שבו הוחלף באוויר, שהוא קל במיוחד.

בזכות המבנה המיקרוסקופי המיוחד שלו, לאירוג'ל יכולת בידוד מעולה (יש לו חסינות לחום של עד 1300 מעלות צלסיוס!) ויכולת לשאת משקל כבד במיוחד.

על אף שהאירוג'ל יוצר לראשונה בשנת 1931 על ידי הכימאי סטיבן קיסטלר, הוא פותח ושופר בעשורים האחרונים הן על ידי נאס"א, לטובת משימות בחקר החלל והן על ידי מדענים בסין, שהצליחו לשפר את תכונותיו עוד יותר.

כיום זוכה האירוג'ל לשימושים מגוונים בתעשיות כמו הקוסמטיקה והצבעים, בחומרי בידוד לבניין ובתעשייה הכימית לסוגיה. בחלל השתמשו בו בשנים האחרונות באיסוף אבק וגרגרי חול מכוכב הלכת מאדים.


הנה הדגמה של הארוג'ל, החומר הקל בעולם, ועד כמה הוא קל:

http://youtu.be/j2Ny_00t30I


וסרטון שמדגים את חוזקו של הארוג'ל ולפיכך את השימושים שלו בתעשיה:

http://youtu.be/WREnMOheOMI
שיש
מהו השיש?



זה אלפי שנים שהשיש (Marble) משמש לבנייה, פיסול ועוד. בלעדיו קשה לראות את האמנות העתיקה מתקיימת, במיוחד אמנות הפיסול והבנייה העתיקים. במיוחד הדבר בולט לאור השתמרותו באדמה כממצא ארכאולוגי, במשך אלפי שנים,

ואכן, השיש היה חומר הגלם העיקרי לפיסול הקלאסי, ביוון העתיקה ובתקופה הרומית. הוא שימש לאותן מטרות גם בתקופת הרנסאנס, שהחייתה את סגנון הפיסול והעקרונות האמנותיים של התקופות העתיקות הללו.

גאולוגית, השיש הוא סלע גבישי קשה ועמיד במיוחד. במהלך הדורות הוא שימש לבניית מקדשים וארמונות חזקים ויציבים, שאלמלא קרסו בהרס מכוון של כובשים וצבאות או ברעידות אדמה, היו ודאי עומדים עדיין במקומם.


הנה פסלים יווניים ורומיים משיש:

https://youtu.be/9HpVVgWk3m4


תולדות השיש, מסלע חצוב ועד פסלים עשויי שיש:

https://youtu.be/68h7mkJPTTc


כך מפסלים בשיש:

https://youtu.be/WbLqrsHJEVc


עוד על יצירת הפסלים משיש:

https://youtu.be/gyWeksAo8VM


כך פורסים את השיש במפעל למטרות בנייה:

http://youtu.be/59RVcFPXN_g


וכך משמש השיש בעיצוב המודרני היוקרתי ביותר:

https://youtu.be/pOOD4G8JZzM


בורופין
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 עכשיו מדברים על שימוש בבורופין לצורך בניית מעלית-החלל, שתעלה 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


האם כך יוביל אותנו הבורופין במעלית חלל אל עבר תחנת החלל הבינלאומית?

https://youtu.be/fASklODXNnw?long=yes
מהם היהלומים ואיך הם נוצרים?



היהלום הוא אבן החן היקרה והמפורסמת מכולן. כמו סלעים מותמרים אחרים, היהלומים נוצרים במעבה האדמה, בתנאי לחץ וחום גבוהים מאד. זו הסיבה שהיהלום הוא כה קשה. למעשה, היהלום הוא החומר הקשה והקשיח ביותר בעולם.

מרבית היהלומים נוצרים בעומק רב, רחוק מהישג ידו של האדם. אבל רעידות אדמה והתפרצויות געשיות שמתרחשות במהלך מיליוני שנים, מעלות חלק קטן מהיהלומים הללו למעלה. תופעות כאלה "מערבבות" את פני האדמה והשכבות שמתחת לה ומעלות את היהלומים אל השכבה העליונה של פני כדור הארץ.

התכונה הכימית המיוחדת של היהלום היא היותו עשוי מיסוד כימי אחד בלבד - פחמן.

היהלום נדיר מאד וחיפוש יהלומים הוא מקצוע קשה ומחייב חציבה מתמדת בסלע. אך כשמגלים מרבץ יהלומים, ניתן להרוויח המון כסף מהיהלומים הגולמיים שמוצאים בו. רבים מהיהלומים בעולם מוצאים כיום במכרות יהלומים שביבשת אפריקה. היהלומים הם כה יקרים כי הם נדירים מאד. לא פעם נמכרים יהלומים מזויפים ולכן צריך להיזהר כשקונים יהלום.


כך נוצר היהלום וכך עולים היהלומים אל פני האדמה:

https://youtu.be/w8cvUd9vTtM


כך מבחינים בין יהלום אמיתי למזויף (עברית):

http://youtu.be/WFxlDgOFmZ4?t=25s


היהלומים הגדולים בעולם:

https://youtu.be/ryrmNc5CkQY


והיהלומנים (עברית):

https://youtu.be/fr1r7kUMppo
מהו הבד החכם שלא נרטב?



באולימפיאדת בייג'ין זכו שחיינים אמריקאים במבול של מדליות זהב, ביניהם השחיין מייקל פלפס, שזכה בה ב-8 מדליות זהב ושבר 7 שיאי עולם. ההישג המדהים הושג בזכות בגד ים חכם דוחה מים שהקטין משמעותית את החיכוך של גוף השחיינים עם המים והושמעו טענות רבות על היתרון הלא-הוגן. בסופו של דבר נאסר השימוש בעתיד, בבגדי הים מהבד החכם, אבל הנוכחים קיבלו הדגמה ליכולותיה של הננוטכנולוגיה בעולם האמיתי.

מדובר בבד שלא נרטב (Neverwet fabric). הוא יוכל להיות הפתרון לבגדים עמידים למים, לשומנים ולכתמים. מכיוון שמולקולות הנוזל או החומר המכתים לא ייקשרו למולקולות של סיבי הבד, אם בגד שעשוי ממנו יירטב, לא יווצר עליו כתם.

איך זה עובד?

הבד שלא נרטב משתמש בננו-חלקיקים דוחי מים, שמורכבים מפחמן, פלואור, צורן וחמצן, בשילוב עם חלקיקי חומר פלסטי. התוצאה היא המוני כיסי אוויר בבד, המהווים 97 אחוזים מהבד. כשהבד המוגן הזה בא במגע עם חומר מכתים או סתם רטוב, הוא קולט אותו בכיסי האוויר והנוזל לא נקשר או מכתים את הבד עצמו.

הבד הזה הוא רק אחד מהפיתוחים הננוטככנולוגיים של "בדים חכמים", או "טקסטיל טכנולוגי", במקרה הזה בתחום הספציפי של "ננוטכנולוגיה הידרופובית". מדובר בפיתוח שיוצר שכבה המפרידה בין הבד לחומר הנוזלי או המכתים ומונע את ההיקשרות ההדדית ביניהם.

השימושים הנוכחיים בבדים כאלה הם לג'ינס נגד כתמים, לבדי עבודה לסביבות מזוהמות, לכיסוי רהיטים ועוד. בעתיד, כך נראה, שייך לבדים הללו ודומיהם.


שימו לב להבדל בין הנעליים בבוץ - הדגמה של הבד שלא נרטב:

https://youtu.be/YqGkC5uJ0yM


הבד החכם יוצא לאור ובודקים כמה הוא עמיד בפני נוזלים וכתמים:

https://youtu.be/xPiwu-eoUQY
איך כורים זהב?



את הזהב יקר הערך כורים מהאדמה. מתכת הזהב לא נקשרת לחומרים אחרים ולכן, כל מה שצריך לעשות הוא להפריד את הזהב מהחול או הסלעים שהוא נמצא בתוכם.

פעם כרו את הזהב בערוצי נחלים, בידיים. היום משמשים מתקנים מכניים גדולים שמזרימים את המים עם העפר ומפרידים את הזהב מהאבנים והאדמה, בכמויות זעירות.


הנה סיפורה של כריית הזהב:

https://youtu.be/wq0p5tnFnWs


כך כורים זהב באפריקה:

http://youtu.be/wcTLlnGO82E


על כריית זהב פעם והיום:

http://youtu.be/zMOYOB3NCYY


כך כורים זהב אנשים פשוטים:

http://youtu.be/LaiVcmNDNWg


בואו למכרה זהב:

http://youtu.be/x2hFMPJamqg?qr=yes
מהי ההתנדפות מבחינה כימית?



קרה לכם שנוזל שמזגתם לתוך כלי התנדף אחרי זמן מה? זוכרים שהתפלאתם שלא היה חם ובכל זאת הנוזלים התאדו? אז כיצד קורה שהנוזלים שבכלי הולכים ונעלמים?

התשובה הפשוטה היא שנוזלים מתנדפים לגז. תמיד, גם כשלא טמפרטורה גבוהה או השמש הם שגורמים לכך.

כמו אידוי או התאדות, המילים הנרדפות שלה, התנדפות (Evaporation) היא תהליך בו חומר נוזלי הופך לגז. זהו שינוי ממצב צבירה נוזל למצב צבירה גזי.

תהליך ההתנדפות הוא תהליך שבו ניתקים חלקיקים מפני הנוזל והופכים לגז. לרוב אנו אכן מכירים את התהליך הזה מרתיחה, כשהנוזל מתאדה. אבל האמת היא שהתנדפות מתרחשת גם בטמפרטורות שהן נמוכות מנקודת הרתיחה.

אנו מזהים שנוזל התנדף ולא רתח בכך שאין בו בועות המרמזות על רתיחה ובכל זאת הוא עדיין הולך ומתמעט.

יש חומרים שונים שנוטים להתנדף, כמו בושם, או דלקים שונים.


#למה מתרחשת ההתנדפות?
רובנו משתמשים במילים הנרדפות להתנדפות, שהן התאיידות, התאדות או אידוי. הן נתפסות בדרך כלל כתהליכים הקשורים בחום שגורם לנוזל להפוך לאדי גז.

אבל מבחינה כימית, נוזל מתנדף לגז כשחלק מהאטומים או המולקולות שלו, הנמצאים במצב צבירה נוזלי, מקבלים אנרגיה המספיקה כדי שיתנתקו משארית החומר שבכלי ויעברו למצב צבירה של גז.

והאנרגיה הזו היא כמעט תמיד חום. אז ברור שחום גבוה, ודאי רתיחה, מייצרים התנדפות. אבל גם חום יחסי מייצר אותה. היא פחותה, אבל קיימת. נסו להשאיר כוסות מים בבית, כשאתם נוסעים לטיול או חופשה ארוכים ותיווכחו בכך.


#במה שונה ההתנדפות מגז?
התנדפות או התאיידות מתרחשת, גם אם לאט, בכל טמפרטורה שהיא. למעשה, ההתנדפות היא מצב תמידי הנוצר מהתאיידות וזרמי עיבוי הסמוכים לפני המים ולמולקולות המים המרכיבות אותם.

ההתנדפות שונה מרתיחה, בה משנים מים בטמפרטורה של 100°C צלזיוס ולחץ של אטמוספירה אחת, מצב צבירה מנוזלי לגז. ואכן, ברתיחה שמייצרת התנדפות קיצונית, עוזבות את הנוזל במהירות מולקולות רבות. המולקולות הללו נמצאות על פני השטח ומקבלות אנרגיה יתרה לכך, כשבסיום התהליך הן הופכות לאדים.


הנה התנדפות המים, אפילו בטמפרטורת החדר:

https://youtu.be/G8R5SESF5H4


על ההתנדפות בצורת האידוי או ההתאדות המוכרת:

https://youtu.be/2iXqoLPjSTg


למה בשמים מסוימים מתנדפים במהירות? (עברית)

https://youtu.be/gX9QD9MEurM
מהם הגבישים?



גביש (Crystal) הוא חומר מוצק שמורכב מאטומים, מולקולות או יונים, שמסודרים בתבנית שחוזרת על עצמה ב-3 ממדים. רובנו מכירים גבישים בתור אבני חן צבעוניות ומבריקות ולרוב יפות במיוחד. חלקן טבעיות וחלק גדול מהן מיוצר על ידי אדם, בתהליכים כימיים.

אבני הבניין של מוצקים שונים ובמיוחד של מתכות, מרביתן בנויות מגבישים. אטומים של יסודות שונים בטבע מסתדרים בגבישים בזוויות שונות. גבישי ברזל למשל, נערכים בזווית ישרה. גבישי צורן לעומתם, מסודרים בזווית ישרה אך נטוייה באלכסונים.

יופיים של הגבישים השפיע מאד על האמנות ועל העיצוב המודרניים. מבנים רבים, פסלים ויצירות אמנות משתמשים באסתטיקה של הגבישים למרקמים ותבניות עיצוביות מדהימים.


כך נוצרים הגבישים בטבע (מתורגם):

https://youtu.be/PgSRAsgrKmg


הסיבה לאהבה שלנו לגבישים (עברית):

http://youtu.be/c9qjLl7mXsQ


מערה במקסיקו שיש בה גבישי ענק מדהימים ביופיים, שנוצרו בטמפרטורה ולחות גבוהים במיוחד:

http://youtu.be/wQSk179D-xY


סרט תיעודי על הגבישים הללו:

https://youtu.be/w0ztlIAYTCU?long=yes


ותכנית חינוכית על הגביש (עברית):

https://youtu.be/H684Khlfnrw?long=yes
מהו פליז ואיך הוא קשור במוסיקה ובג'אז?



פליז (Brass) היא סגסוגת, כלומר מתכת שמתקבלת מערבוב, תערובת או תמיסה של שני יסודות או יותר. הפליז נוצר בהתכה של אבץ ונחושת. כשמתיכים את הנחושת האדומה והאבץ האפור מגלים שהן הפכו למתכת צהובה, סגסוגת, שהיא פליז.

הפליז היא סגסוגת הרבה יותר קשה וחזקה מהנחושת, אך היא לא נדרשת לעמידה בעומסים כמו זהב. מייצרים ממנה חפצי נוי וכלי נשיפה ממתכת (כלי נשיפה ממתכת גם נקראים באנגלית Brass, כלומר פליז). בעבר יצרו מפליז תותחים למלחמה.


הנה הרכב של כלי נשיפה ממתכת עשויים פליז:

http://youtu.be/gOSIXk_xJjQ


גם במוסיקת הג'אז כלי המתכת חשובים:

https://youtu.be/Rw4pQb3I8_Q


כך בונים טרומבון עשוי פליז:

http://youtu.be/IV4vmruL3i4


וכך יוצרים כלי נשיפה ממתכת מפליז:

http://youtu.be/BXRJ5RKIcdY
מהו מימן - הגז הנפוץ ביקום?



הגז הנפוץ ביותר ביקום הוא המימן (Hydrogen). למעשה, כ-75% מהחומר ביקום הוא גז מימן והוא גם היסוד הראשון והקל בטבלה המחזורית.

המימן הוא גז דליק ביותר, המגיב באלימות עם כלור ועם פלואור. הוא האחראי לאחד האסונות המפורסמים בתולדות התעופה. במשך שנים רבות השתמשו במימן למילוי ספינות אוויר, בהיותו קל מהאוויר. אבל כשניצת המימן ששימש בספינת האוויר הינדנבורג, והתלקחה שריפה, שבה נהרגו 36 בני אדם, בשנת 1937, הופסק השימוש בו. זה היה סוף עידן הטיסות המסחריות בספינות אוויר. גם בלונים, שעד אז מולאו במימן הקל מהאוויר, עברו מאז לשימוש בהליום.

פצצת מימן היא פצצה החזקה פי 100 מפצצת אטום. פצצת מימן פועלת על עיקרון ההיתוך-מיזוג - שזה ההיפך המוחלט מהביקוע הגרעין, עליו עובדת פצצת האטום. המיזוג נוצר כששני גרעינים מתאחדים לגרעין אחד, שהמסה שלו מעט קטנה מסכום המסות של שני הגרעינים שמהם הוא מוזג. האנרגיה העצומה שנוצרת מההפרש שבין המסות היא שמקנה לפצצת המימן את כוח ההרס העצום שלה.

למימן טמפרטורת היתוך של 259.2°C- וטמפרטורת הרתיחה שלו היא 252.77°C-. הוא משמש כדלק להנעת טילים לחלל.


הנה סיפורו של גז המימן, הנפוץ כל כך ביקום:

https://youtu.be/cxFb4hmfVT0


כך יכול המימן שבמים להפוך לדלק שמניע מכוניות:

https://youtu.be/GMsIlQw_J4w


קבלו השוואה בין פצצת המימן והפצצה הגרעינית:

https://youtu.be/bwAh3Z0shsE


פצצת המימן הגדולה בהיסטוריה, פצצת הצאר מתוצרת רוסית:

https://youtu.be/4R7pZOAWQrk


וסרט תיעודי על הנעת המימן, שכמו בטילים וחלליות, מייצרת אנרגיה מכנית מגז מימן:

https://youtu.be/4AXU2wqQe00?long=yes
מהו הזהב?



הזהב הוא מתכת נדירה שניתן למצוא באדמה. הזהב יקר ערך משום שאין ממנו הרבה בעולם.

הזהב לא נקשר לחומרים אחרים והוא נמצא בטבע במצבו הנקי. כל שצריך לעשות הוא להפריד מהזהב את החול או הסלע שבתוכם הוא נמצא. זה שונה ממרבית המתכות האחרות, שמצויות באדמה כמחצבים שמהם יש להפיק את המתכת במאמץ רב.

לכן הפך הזהב כבר בימי קדם לנחשק ושווה הרבה מאד. רק האצילים והעשירים במיוחד החזיקו בזהב היקר. כיום, בנוסף על יצירת תכשיטים, משמש הזהב גם בטכנולוגיה ובתעשייה. יתרונו של הזהב הוא המוליכות החשמלית הגבוהה שלו והעמידות שלו לקורוזיה. במכשירים אלקטרוניים שונים נמצאות כמויות זעירות של זהב.


הנה סרטון שמסביר על היסוד הכימי זהב ויתרונותיו:

http://youtu.be/nuNVbfy9Wig


פעמון זהב עתיק שיכול היה להיות רק לעשירים (עברית):

http://youtu.be/xWevkJsanIA?t=3s


וכך כורים זהב בימינו:

http://youtu.be/S16q_x8TUo0


מהי התכה, המשנה את מצב הצבירה ממוצק לנוזל?



התכה היא שינוי מצבו של חומר ממצב מוצק למצב של נוזל. ניתן להתיך מתכות על ידי חימום לחום גבוה מאד, באמצעות תנור התכה. התכה של כסף למשל, היא בטמפרטורה של 350 מעלות. כשהוא נחשף לחום זה, הכסף עבר ממצב מוצק למצב נוזלי.

רבים קוראים להתכה בטעות "המסה". זו טעות כיוון שגם כשקרח "נמס" הוא בעצם מותך למים או נוזל.

חמאה במחבת, קרח במשקה, שעווה בנר דולק ומתכות בתנור - כל אלה הם רק חלק מהחומרים המוצקים שהופכים בחום גבוה לנוזל.


הנה התכה של תכשיטי זהב ישנים לזהב נוזלי, שאחר כך יוצקים אותו לתבנית ויוצרים ממנו מטיל זהב:

https://youtu.be/sbbgWPt3G1Y


עכשיו אנו יודעים שבסרטון הבא, מדובר בעצם ההתכה של השוקולד ולא בהמסתו:

https://youtu.be/h_evlqvYZOM


כך מתיכים זכוכית, כדי ליצור תכשיטים:

https://youtu.be/PAdkKk54a6o
מהי מתכת הכסף?



הכסף היא מהמתכות יקרות הערך. בבית יש לנו לעתים תכשיטי כסף או כלי אוכל משפחתיים שעברו בירושה ועשויים כסף. גם ספורטאי מצטיין זוכה למדליית כסף, אם זכה במקום השני, אחרי מדליית זהב שבה זוכה המקום הראשון.

כמו הזהב, גם מתכת הכסף שימושית גם בתעשייה המודרנית. כמעט בכל מכשיר חשמלי ניתן למצוא כמות קטנה של כסף, כולל במחשבים, טלפונים ניידים, מצלמות, מכשירים רפואיים וכדומה.

מתכת הכסף התגלתה לפני כ-5000 שנה בטורקיה העתיקה. היא עובדה אז לראשונה והפכה מאז לאחת המתכות ששומרות על שוויין ולחומר ביד היוצרים, של תכשיטים וכלים שעשויים ביד אמן.


על מתכת הכסף:

http://youtu.be/jRwUmGpmF38


על היציבות של שווי הכסף:

http://youtu.be/8WbfdTyloYY
מהי הכותנה ואיך טווים אותה לבדים?



כותנה (Cotton) היא גידול חקלאי חשוב שממנו טווים בדים שישמשו לייצור בגדים ומוצרים שונים מבוססי בד. מזה אלפי שנים שהיא מהווה באזורים החמים את חומר הגלם העיקרי והמועדף ליצירת בדים קלים לכותנות ובהמשך לחולצות.

את הכותנה שותלים בדרך כלל באביב. חודש וחצי אחר כך מופיעה הפריחה, בצבע לבן או צהוב. לאחר 3 חודשים מופיעים על הצמח כדורי הכותנה הבהירים והם מוכנים אז לקטיף.

בסביבות חודש אוקטובר נוהגים החקלאים לאסוף את הכותנה מהשדות. פעם אספו את הכותנה בידיים וטוו אותה בכישור - עיקרון שמבוסס על גלגל מסתובב, שהומצא בהודו בסביבות האלף ה-5 לפני הספירה. כיום מסייעות בכך מכונות מיוחדות, שטוות את הכותנה באופן תעשייתי.

בימינו אוספות מכונות גדולות את הכותנה מהשדות ודוחסות אותה לקוביות גדולות.

במפעל פותחים את הקוביות. עתה מנפים מכדורי הכותנה את האבק, הלכלוך והגרעינים שמסובכים בתוכם ומנקים אותם לחלוטין.

אבל לאחר הניקוי, הסיבים והזרעונים עדיין מחוברים ויש צורך להפריד אותם. אם בעבר, עד סוף המאה ה- 18, נדרשה עבודת יד מייגעת כדי לבצע את ההפרדה הזו, היא נקראת "ניפוט", היום עושים אותה באמצעות מנפטות, מכונות מיוחדות שמרוכזות במקומות שבהם מבצעים את הניפוט.

עתה משטחות מכונות מיוחדות במפעל את סיבי הכותנה וצובעות אותם. בתהליך הטוויה ממוללים ומשטחים את הכותנה והיא הופכת לחוטים. עכשיו הכותנה מוכנה להפוך לבד, או לצמר גפן, ששמו באנגלית הוא Cotton (בעברית: כותנה) ודמיונו לכותנה ברור לעין, ודאי משום שהוא מיוצר בפשטות מכותנה טהורה ונקייה לחלוטין.

מרבית בדי הג'ינס והטריקו למשל, עשויים מבדי כותנה. אותה כותנה גם משמשת לייצור של רשתות דיג, נייר מסוגים מסוימים (כולל כזה המשמש לייצור שטרות כסף רבים), פילטרים לקפה ועוד. בעבר נהגו לייצר אפילו את צינורות כיבוי האש מכותנה.


הנה תהליך ייצור הכותנה:

https://youtu.be/nqzC6a4FIxQ


התכונות הנהדרות של הכותנה (מתורגם):

https://youtu.be/tKLJ6KQAcjI


תעשיית הכותנה:

https://youtu.be/QHgNoSYlhYs


כך קוצרים את הכותנה בקליפורניה:

https://youtu.be/iSqinChTT70


יש גם קומביינים שעושים את זה:

https://youtu.be/gJN7MlF6ckc


כך טווים כותנה בתעשייה:

https://youtu.be/kH_b3Heo48I


והנה סרטון תיעודי בעברית על ייצור הכותנה (עברית):

https://youtu.be/iNYdhrgsZ0M?long=yes
מהי לבה?



הלבה היא נוזל אדום שזורם בהתפרצות של הר געש. הלבה מגיעה מעומק האדמה ופורצת החוצה. כשהלבה מתקררת, היא מתקררת ומשחירה. כך היא הופכת לסלע שחור הנקרא "בזלת".

לא תאמינו אבל הלבה היא בעצם אבן מותכת. היא נקראת גם "מאגמה", אבן במצב של נוזל. רק החום העצום שבמעמקי כדור הארץ מצליח להתיך ולהפוך את האבן הזו לנוזלית. אם תרצו זוהי אש במצב נוזלי.

אנו פוגשים את הלבה, או המגמה, בעיקר בהתפרצויות של הר געש. כשהלבה הרותחת פורצת מלוע הר הגעש היא מתפזרת מסביב להר. אנו רואים אותה בדרך כלל, שנים אחרי שהיא מתקררת. אז היא נראית כאבן בזלת שחורה וקשה - פעם היא הייתה נוזל שחור ולוהט.

כשהלבה חמה, היא חומר רותח ואנשים לא נוגעים בו. יש הרפתקנים שעולים אל הרי געש פעילים ומתקרבים אל הלבה הרותחת, אבל גם הם יודעים שנגיעה קלה בלבה גורמת לכוויות חמורות ואף למוות!


הנה לבה זורמת מהר געש:

http://youtu.be/aAymSMrOlOQ


הר הגעש מהאוויר ונהר הלבה היורד ממנו בהוואי:

https://youtu.be/G5mk0TSjA8A


הלבה הזורמת בהר געש ברוסיה:

http://youtu.be/MgBPQbXqN6c


ו"מפגש פסגה" בין לבה לפחיות קולה:

http://youtu.be/GaSjwAu3yrI?t=5s
מהו אלכוהול?
מהו קציר המלח?
ממה עשוי היקום?
מהו דונג הדבורים?
מי גילה את החמצן שנותן לנו חיים?


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

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.