איך פועל ספריי חוטים
ומדוע הוא קר?

ספריי החוטים – אותו מכל ריסוס מוכר שפולט חוטי פלסטיק ארוכים ודביקים, הוא אחד הלהיטים הגדולים של חגיגות פורים ויום העצמאות. המוצר הומצא בארצות הברית בשנת 1972 ואף נרשם אז כפטנט, שבוודאי העניק הכנסות נאות מאוד לבעליו.

חוטים ונהנים | צילום: sonya etchison, שאטרסטוק

הספריי מכיל שלושה חומרים עיקריים: רובו הגדול – 75 אחוז מתכולתו – הוא פשוט חומר דחף, כלומר גז שנדחס בכוח רב עד שהפך לנוזל. בעבר השתמשו לשם כך במשפחת חומרים שנקראים פְרִיאוֹנִים,  אולם השימוש בהם הופסק כשהתברר שהם גרמו לפירוק שכבת האוזון באטמוספרה מעלינו, שמגינה עלינו מהקרינה העל-סגולה המזיקה הנפלטת מהשמש. במקומם משתמשים כיום בעיקר בחומרים כמו פרופאן או בוטאן, שנמצאים בשימוש למשל במציתי גז. כשאנחנו לוחצים על ראש המכל נפתח פתח דק שדרכו החומר הדחוס מתפרץ החוצה וסוחף איתו יחד את שאר החומרים. בנוסף, חומר הדחף בספריי החוטים משמש גם כממס, כפי שנראה בהמשך.

כ-15 אחוז נוספים מתכולת המכל הם פלסטיק שנקרא פוליאיזובוטיל-מטאקרילט. השם לא אומר הרבה, אז רק נציין שמדובר בקרוב משפחה של הפרספקס (פולימתיל-מטאקרילט). מה שבאמת חשוב הוא שהפלסטיק הזה מסוגל להתמוסס בחומר הדחף הנוזלי. כך שבתוך מכל הספריי יש תמיסה של פלסטיק מומס, ממש כמו סוכר שהתמוסס בתוך כוס תה.

עוד חמישה אחוזים הם חומר פעיל שטח, כמו סבון או דטרגנט אחר. תפקידו כפול: הוא עוזר להמס את החומרים האחרים בתוך המכל, ושותף לתהליך ההקצפה של החוט עם צאתו מפתח התרסיס. שאר הספריי מורכב מכמויות קטנות של חומרים שקובעים את צבע החוט, חומרים מונעי בעירה, וכאלה שקובעים כמה דביק יהיה החוט.

הדביקות חשובה מאוד, כמובן. כיוון שהספריי נועד למטרת שעשוע, ולא אמור להזיק, חשוב שיהיה קל מאוד להסיר אותו מהמשטחים (והבגדים!) שאליהם הא נצמד. בשפה מדעית נאמר שצריך שכוחות הקוהזיה, שהם כוחות המשיכה הפנימיים בין מולקולות הפלסטיק, יגברו על כוחות האדהזיה – שפועלים בין מולקולות הפלסטיק לחומרים אחרים. כך מוודאים שכאשר נמשוך את החוט הוא יוסר תמיד בשלמותו מהמשטח, ולא יישארו רסיסים שלו פזורים מסביב. היחס בין כוחות האדהזיה לקוהזיה הוא השולט ביכולתם של חומרים להידבק זה לזה, ואחראי גם לתופעות כמו נימיות.

כשלוחצים על ראש מכל הספריי, חומר הדחף פורץ החוצה כחלק מתמיסה שכוללת את כל החומרים הללו ביחד. אבל ברגע שחומר הדחף, הדחוס מאוד, נחשף לאוויר הפתוח הדליל ממנו בהרבה, הוא רותח ומתאדה בין רגע. כתוצאה מכך, הפלסטיק המעורב בסבון מקציף ונוצר חוט מוצק אך אוורירי.

עיקרון הפעולה הזה דומה לאופן שבו עכבישים וזחלי טוואי המשי טווים את הקורים שלהם: הקורים נשמרים בבטן העכביש בצורת תמיסה נוזלית, וכשהם נחשפים לאוויר הממס מתאדה מהם ונשאר רק החוט הדק – קוּר העכביש המוצק והחזק.

עכביש על רשת קורים. כמו ספריי חוטים בתוך הגוף | צילום: novama, שאטרסטוק
נשאר עוד להבין למה החוטים קרירים למגע. התופעה הזאת אופיינית לכל סוגי התרסיסים: כשנוזל מתאדה, וכשגז מתפשט, הם צורכים חום מהסביבה ואנו מרגישים ירידה בטמפרטורה. זהו בדיוק העיקרון שמאפשר לנו לצנן את גופנו כשאנחנו מזיעים – הזיעה מתאדה וצורכת אנרגיית חום, וזה גם מה שמסביר מדוע כשמכינים סודה עם מים קרים נוצרים גבישי קרח. בספריי חוטים, כאמור, מה שמתאדה במהירות הוא חומר הדחף, וזאת הסיבה לתחושת הקור.