משי הוא סיב טבעי שמייצרים מינים מסוימים של חיפושיות, פרפרים, חגבים, צרעות, נמלים ובעלי חיים נוספים ממערכת פרוקי הרגליים. למרות שבעלי חיים לא מעטים משתמשים בסיבי משי לצרכים שונים, אין ספק שבעלי החיים המזוהים ביותר עם הסיב המדהים הזה הם העכבישים, שטווים בעזרתו את קוריהם, וכמובן זחלי המשי של עץ התות שהפקעת שהם טווים כשהם הופכים לגולם נמצאת כבר אלפי שנה בשימוש בתעשיית הטקסטיל.

עיבוד סיבי המשי לבדים הפך לחלק בלתי נפרד מהתרבות ומתעשיית הטקסטיל בסין בחמשת אלפים השנים האחרונות. על פי האגדה, היתה זו הקיסרית הסינית קסי לינג שי שגילתה את הסיב שהפך לאחד מסממני התרבות הסינית וצבר פופולריות עצומה בעולם כולו בזכות תכונותיו המיוחדות. בדי המשי שנטוו מהסיב הפלאי מפורסמים בחוזקם ובכושר השרידות הגבוה שלהם, אך עם זאת הם רכים, נעימים למגע ויפים מאוד.


בד משי מתקופת שושלת האן, מהמאה השנייה לפני הספירה | תמונה: David schroeter, ויקיפדיה

בתחילה היה תהליך הייצור של בדי המשי סוד כמוס ורק קיסרי סין זכו ללבוש אותם, אך עד מהרה הבד נפוץ בכל סין והפך לסחורה מבוקשת מאוד שעשתה את דרכה מסין לכל רחבי אסיה ומשם לאירופה. המסחר במשי הפך משמעותי עד כדי כך שלנתיבי המסחר המפורסמים ביותר של התקופה ניתן השם "דרך המשי".

גם כיום תעשיית המשי נותרה גדולה ומשמעותית, למרות מחאות של פעילי זכויות בעלי החיים על הרג הזחלים במהלך ייצור הסיבים ולמרות מגוון הסיבים סינתטיים שמיוצרים בשאיפה ליתר את השימוש במשי הטבעי. לא במפתיע, סין נותרה גם כיום יצואנית המשי הגדולה בעולם, והיא מייצאת משי בהיקפים של למעלה משני מיליארד דולר בשנה.

ייצור בדי משי

ייצור המשי לא השתנה במהותו מאז ימיו הראשונים. חקלאי משי מגדלים את הזחלים, וכשהזחלים הופכים לגולם אוספים אותם ומבשלים אותם במים רותחים כדי לאפשר את פתיחתו של סיב המשי, שאורכו יכול להגיע לקילומטר. כדי ליצור את החוט המוכר שמשמש את תעשיית הטקסטיל שוזרים יחד שמונה סיבי משי.

אז מה מיוחד כל כך בסיב הזה ומה העניק לו פופולריות יוצאת דופן לאורך שנים כה רבות? האם עדיין אפשר למצוא שימושים טכנולוגיים חדשים לסיב טבעי שהאדם מכיר כבר יותר מחמשת אלפים שנה?

הכימיה של המשי

סיבי המשי הטבעי מופרשים משתי בלוטות של זחל המשי. כל סיב מורכב משני סיבים קטנים יותר שעשויים מחלבון ארוך שאינו מסיס במים ונקרא פיברוין, ומחלבון נוסף בשם סריצין שמשמש להדבקת שני הסיבים. עוביו של סיב הוא כשערת אדם, אבל מבנה החלבונים בו מקנה לו שתי תכונות חשובות – חוזק יוצא דופן וברק.

החלבון בנוי מיחידות חוזרות של חומצות אמינו שמסתדרות כך שהמבנה הסופי של החלבון דומה ליריעה שטוחה. אור שפוגע במשטח החלק של החלבון מוחזר לחלל ויוצר את הברק הטבעי המפורסם של האריג. בנוסף, המבנה השטוח מאפשר לחלבון להסתדר בצורה דחוסה שיוצרת סיב חזק במיוחד.


מבנה היחידה החוזרת של הפיברוין | תרשים: ויקיפדיה

תכונות המשי

משי הוא אחד הסיבים הטבעיים החזקים ביותר, ושמור לו מקום של כבוד גם ביחס לסיבים סינתטיים. חוזקו דומה מאוד לקוולר –הסיב שממנו מכינים אפודי מגן בטכנולוגיה מתקדמת. נוסף על הברק האופייני למשי, הוא ניחן גם בתכונות כמו הולכת אור ועוד, שיכולות לשמש למגוון יישומים טכנולוגיים עכשוויים, כסיבים אופטיים או כתווך להקרנת הולוגרמות.

גם כיום חוקרים מנסים למצוא שימושים חדשים לחומר המופלא הזה. כדאי לזכור שמדובר בחומר ידידותי לסביבה ולגוף האדם, ואפילו אכיל, ושיש לו תכונות מבניות ואופטיות מרשימות מאוד.

פריצת הדרך שהפכה אותו מחומר עתיק לחומר עם פוטנציאל טכנולוגי היתה פיצוח המבנה וההרכב של החלבונים שלו. בעזרת הידע הזה אפשר לקחת את כל התכונות המופלאות של החומר הזה ולעצב את צורתו, גודלו ותכונותיו לטובת יישומים טכנולוגיים מתקדמים, כפי שאפשר לראות בהרצאה המאוד מרשימה של פיורנזו אומנטו המובאת בסרטון הבא.

 


פיורנזו אומנטו: משי – החומר העתיק העתידני | TED

 

האדם משתמש כבר אלפי שנה בסיבי המשי ליצירת בדים יוקרתיים, ונראה שהמגמה הזו תימשך למרות הפיתוח האינטנסיבי של סיבים סינתטיים. מדהים לראות שאחרי כל כך הרבה שנים של שימוש אינטנסיבי במשי, גם כיום מתגלים עוד ועוד שימושים חדשים בו מחזית הטכנולוגיה העכשווית. ייתכן שכבר בעתיד הלא רחוק אנשים יכירו את המשי לא רק כבד מבריק ונעים למגע אלא גם כחומר המשמש לבניית התקנים אלקטרוניים מתקדמים או ליצירת עצמות להשתלה שלא נדחות על ידי הגוף. כך או כך, מדובר בחומר יוצא דופן.

איתן אוקסנברג
דוקטורנט, המחלקה לחומרים ופני שטח
מכון ויצמן למדע



הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

4 תגובות

  • אנונימי

    בדים ממשי

    שלום איתן, תודה על הכתבה המעמיקה!
    רציתי לשאול איזה סוגי בדים ניתן ליצור מסיב המשי? האם יש בד שעשוי רק ממשי?

  • רותי

    מקיף בצורה יפה כל כך

    תודה על המידע, אני לבורנטית באשכול פיס ומעבירה פעילות מדע חוויתי בנושא טוואי המשי.
    רציתי לשאול האם ניתן למצוא טוואי משי פראי או שהוא מבוית כל כך ברמה שלא יוכל לשרוד בטבע?
    נ.ב.
    השם אוקסנברג הוא נדיר מאד, גם לי קוראים אוקסנברג מהבית, מהיכן הוריך?

  • דגן

    משי

    שלום רב,
    תודה על המידע על המשי ועל ההזמנה להצצה בסרטון המאוד מעניין.
    שאלתי, האם עדיין נדרש להרוג גלמים חיים של תולעי משי כדי לייצר משי לטקסטיל ולשימושים מתקדמים אחרים? או שנמצאה שיטה להפיק משי ללא הריגת הגלמים? קצת פיספסתי מהסרטון אם נושא זה טופל או נמנע, כעת כשהמשי יכול לשמש גם לרפואה וכדומה? המשי אמנם מאוד ידידותי לסביבה, אבל האם גם אנחנו יכולים להיות ידידותיים בחזרה? אשמח מאוד למידע בנושא,
    תודה רבה

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאיתן אוקסנברג

    תשובה

    שלום דגן,
    אקדים ואומר שהרוב הכמעט מוחלט של המשי המיוצר כיום בעולם הורג את הגלמים.
    עם זאת, יש ניסיון לפתח שיטות לייצר משי ללא הרג הגלמים וחלקם אפילו מוצלחים (מי יותר ומי פחות). יש קשיים טכנולוגיים די רצינייים בפיתוח שיטות תעשייתיות לייצור משי (אם נותנים לזחלים לפקוע זה לא מאפשר טוייה של חוטי משי ארוכים כי הזחל חותך את חוטי המשי כשהוא עושה את דרכו החוצה מהפקעת). הנה דוגמה למשהו מוצלח יחסית:
    http://www.treehugger.com/sustainable-fashion/new-silk-production-techni...