» «

משטחים הידרופוביים

בד שלא נרטב
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 העתידי בבגדי הים מהבד החכם הזה, 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, חולצות ומכנסיים דוחי כתמים, בדי עבודה לסביבות מזוהמות, למפות וכיסויי רהיטים ועוד. העתיד, כך נראה, שייך לבדים הללו ודומיהם.


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

https://youtu.be/YqGkC5uJ0yM


כך למדו המדענים מהטבע כיצד לייצר בדים כאלה:

https://youtu.be/o6hrPp4DL_E


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

https://youtu.be/xPiwu-eoUQY
בד דוחה כתמים
ממי למדו ליצור בדים דוחי כתמים ומים?



בד דוחה כתמים (Hydrophobic fabric) הוא בד שדוחה נוזלים ומכאן שגם מונע כתמים וגם מצריך פחות כביסה.

השיטה היא של בד בעל תכונות הידרופוביות, בד דוחה מים, שכשמו כן הוא - עמיד בפני מים. בדים הידרופוביים הם בדים שצופו בציפוי נאנו המאפשר להם את דחיית המים.

חוץ מדחיית נוזלים ובהסתמך עליו יכולים ציפויי הנאנו להקנות למוצרי טקסטיל ובד תכונות נוספות, כמו דחיית כתמים או מניעת קמטים.

אגב, מי שנתן את ההשראה והפתקון לייצור בדים דוחי נוזלים וכתמים הוא פרח הלוטוס המפורסם מהמזרח הרחוק. הצמח הזה, על פרחיו הנפלאים, הוא דוגמה מצוינת ליכולת לדחיית לכלוך ובוץ בטבע.

בדרך שנקראת "ביומימיקרי", כלומר למידה מהטבע, למדו מצמח הלוטוס חברות מסחריות בתחום האופנה כיצד לשפר את הבגדים שהם מייצרים, כך שיהיו עמידים במים.

הלמידה הזו מהטבע, שנקראת גם ביומימטיקה, האה כאן לידי ביטוי כשהמדענים הבחינו במה שהם כינו "אפקט הלוטוס". זוהי תכונה טבעית המאפשרת לצמח הלוטוס להשאר תמיד נקי, על אף שהוא חי וגדל בסביבה בוצית ומלוכלכת.

כשהם חקרו את האופן בו הצמח שומר על נקיונו בסביבה כה מזוהמת החוקרים הבינו שיש לו ציפוי מיוחד המאפשר זאת. את הציפוי הזה הם למדו לחקות ולייצר בדים דוחי נוזלים וקמטים כאלה.


כך למד האדם מצמח הלוטוס דוחה הלכלוך:

https://youtu.be/9bLp4ayM6L0


מצגת וידאו על הלוטוס אפקט:

https://youtu.be/o6hrPp4DL_E


הלמידה מצמח הלוטוס על יצירת משטחים סופר הידרופוביים מלאכותיים ובדים דוחי מים:

https://youtu.be/SIiv-hkRvZE


חולצות לוטוס שנתפרו מבדים דוחי נוזלים וכתמים, בהשראת צמח הלוטוס:

https://youtu.be/AdFkg_0LZ6Y


והדגמת היכולת לדחות כתמים:

https://youtu.be/Dh26kAmCzTI


והסבר מדעי על הלמידה מהטבע כיצד לייצר את הבדים ההידרופוביים הללו:

https://youtu.be/YR4uCvy7wOA


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.