תמיד נשאר לכם סבון בבקבוק ומסרב לצאת? טכניקה ננומטרית חדשה תפתור את זה
מי מאיתנו לא מצא את עצמו שולח יד לעבר בקבוק השמפו במקלחת ומגלה לחרדתו שהבקבוק קל באופן חשוד. הוא כמעט נגמר. המים החמים הולכים ואוזלים ואתה עדיין דופק בכוח בתחתית הבקבוק בתקווה לסחוט ממנו כמה טיפות נוספות, לעוד חפיפה אחת ודי.
החוויה המתסכלת הזו היא מנת חלקו של כל מי שמשתמש בשמפו, סבון כלים או סבון רחצה נוזלי. עם הזמן סיגלו לעצמם אנשים שלל התנהגויות להתמודדות עם הנושא המטריד. הקפדנים, שלא לומר אובססיביים, מקפידים על משטר שבו כל בקבוקי השמפו והסבון עומדים על ראשם, ואבוי למי ששגה והעמיד אותם עם הפתח כלפי מעלה. הוותרנים משליכים את הבקבוק לפח ברגע שהשמפו מגלה סימנים של התנגדות ליציאה קלה וחלקה מהבקבוק. כנראה לא משנה להם שהבקבוק עדיין מלא בחלקו.
חישבו כמה שמפו נותר תקוע בתחתית אינספור בקבוקים במטמנות אשפה ברחבי העולם. חישבו כמה חומר וכסף מתבזבזים רק מפני שהסבון לא יוצא ביעילות מכלי הקיבול שלו. אחת מיצרניות השמפו הגדולות חשבה על כל אלה ופרסמה קול קורא לפיתוח טכנולוגיה זולה וידידותית לסביבה לצורך הוצאה יעילה של סבונים נוזליים מבקבוקי פלסטיק.
מדענים מאוניברסיטת אוהיו סטייט הרימו את הכפפה ופיתחו טכנולוגיה לציפוי פלסטיק שעונה לכל דרישות היצרנית ומונעת מהסבון להידבק לחלקו הפנימי של הבקבוק. את התוצאה תוכלו לראות בסרטון של האוניברסיטה:
הפתרון פשוט בבסיסו: צריך ליצור בחלקו הפנימי של הבקבוק שכבת הפרדה שסבון אינו נדבק אליה. השיטה שבה מייצרים את שכבת ההפרדה מבוססת על ננו-טכנולוגיה שעקרונותיה כבר יושמו כבר עבור ציפויים דוחי מים.
המפתח ליצירת שכבות לא דביקות טמון ביצירת מרקם מיוחד על ידי שילוב של מבנים בגודל מיקרומטרי (מיליונית המטר) או ננומטרי (מיליארדית המטר). המבנה המיוחד של השכבה מתוכנן כך שהסבון בא במגע בעיקר עם האוויר שכלוא בין המבנים, ולמעשה כמעט ולא נוגע בחומר שממנו עשויה השכבה עצמה.
חומרים דוחים
האתגר שעמד בפני המדענים היה למצוא את המבנה הנכון שידחה סבון, כפי שמבנים קודמים הצליחו לדחות מים. מדובר באתגר לא פשוט, שכן בניגוד למולקולות המים שנוטות להידבק זו לזו יותר מאשר למולקולות של חומר אחר, הסבון נוטה בגלל אופיו הכימי להיקשר בקלות לחומרים אחרים.
כדי ליצור מבנה כזה שגם יהיה זול, ידידותי לסביבה ומתאים לתהליכים הקיימים בתעשייה, החוקרים אימצו את אחד השלבים בתהליך ייצור הבקבוקים. בשלב הזה, כשהמבנה הבסיסי של הבקבוקים כבר נקבע, משתמשים במעט ממס אורגני כדי לרכך אותם מעט בצורה שתאפשר ללקוחות ללחוץ עליהם.
הפעם ערבבו את הממס האורגני עם חלקיקים ננומטרים של סיליקה (צורן דו-חמצני: SiO2). הממס האורגני ריכך את הפלסטיק ואפשר לחלקיקי הסיליקה להיטמע בפלסטיק וליצור מבנה מיוחד עם המון כיסוני אוויר קטנטנים. עכשיו במקום להידבק לפלסטיק, הסבון מתגלגל בקלות מהמשטח.
התהליך עצמו זול, פשוט, ידידותי לסביבה ואינו רעיל. הוא מתאים לעבודה בקנה מידה תעשייתי ונמצא יעיל על פלסטיק מסוגים שונים ועל מגוון סבונים. הדובדבן שבקצפת הגיע כשהחוקרים הבינו שאפשר בקלות ליישם את הפיתוח הזה על מגוון מוצרים אחרים, שיהפכו בזכותו "נקיים לתמיד" – החל במכשור רפואי וכלה בכיסויים לטלפון החכם שלכם.
לפחות בסוגיית הסבון בבקבוקי הפלסטיק, נראה שבקרוב יהיה לכולנו מטרד אחד פחות.
איך עובדים ציפויים דוחי נוזלים אפשר ללמוד בסרטון הזה:
