Photo by Dustan Woodhouse on Unsplash
נועה אלמוג גראף וסתיו ריגר

צדפה במקום פלסטיק?

29/09/2021

חוקרים סינים הצליחו לייצר חומר בעל תכונות מכניות ותרמיות מבטיחות יותר מפלסטיק, שעשוי מרכיבים טבעיים בלבד ומבוסס על המבנה של צדפות


פלסטיק מהווה כיום חלק חשוב בחיינו. הוא נמצא בכל מקום – בסמארטפונים שלנו, במסכי הטלוויזיה והמחשב, במזגנים וברכב, אך גם במוצרים חד-פעמיים כגון שקיות הסופר, אריזות מזון וכלי אוכל חד פעמיים. ייצור הפלסטיק ללא ספק שינה את חייהם של בני אדם בכדור הארץ לטובה בשל היותו זול ועמיד מאוד, אבל לתכונה זו יש גם חיסרון גדול – זמן ההתכלות שלו ארוך במיוחד ותהליך הייצור שלו בחלק גדול מהמקרים מבוסס על הפקת וזיקוק נפט ועל כן כרוך בפליטת גזי חממה ומזהמי אוויר, מים וקרקע. 

מחקר סיני מציע אלטרנטיבה מסקרנת ומפתיעה לשימוש בפלסטיק – חומר שנוצר בהשראת התכונות הטבעיות של צדפות. אך האם פיתוח כזה באמת יכול לעזור לנו להיגמל משימוש היתר בפלסטיק?   

300 מיליון טון פלסטיק מדי שנה 

כמות פסולת הפלסטיק שמיוצרת כיום בעולם מדי שנה היא כ-300 מיליון טונות. רוב הפלסטיק נטמן בסופו של דבר באדמה, שם הוא ישהה עד 500 שנה לפני שיתכלה תוך זליגת חומרים ממנו אל מי התהום וזיהומם. חלק גדול מפסולת הפלסטיק מגיעה דרך נהרות לאוקיינוסים, וחוקרים מעריכים שבממוצע, כ-8.8 מיליון טונות של פלסטיק מגיעים בכל שנה לאוקיינוסים, ומסכנים את בעלי החיים בים. ההערכות הן כי למעלה ממיליון עופות ימיים, ויותר מ-100,000 יונקים ימיים מתים מידיי שנה כתוצאה מזיהום הפלסטיק. 

Pet Bottles Scrap Manufacturers and Suppliers India | Get contact details of Pet Bottles Scrap Manufacturers Companies at ExportersIndia.com. ExportersIndia.com is a well-known B2B Marketplace, where you can search Pet Bottles Scrap Wholesale Suppliers, Manufacturers of Pet Bottles Scrap India, Pet Bottles Scrap Exporters India, Pet Bottles Scrap Retailers Catalogs India.
כמות פסולת הפלסטיק שמיוצרת כיום בעולם מדי שנה היא כ-300 מיליון טונות. Photo by tanvi sharma on Unsplash

המשבר המדאיג שגורם זיהום הפלסטיק לסביבה הטבעית דורש מציאת פתרונות – ומהר. במחקר שפורסם בכתב העת המדעי היוקרתי "Nature"חוקרים מאוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין (USTC) – אחת מהאוניברסיטאות המובילות בסין ובעולם בכלל – הצליחו לייצר חומר חדש, שעשוי מחומרים טבעיים ידידותיים לסביבה, ואף ניחן בתכונות מכניות ותרמיות טובות יותר מאלו של הפלסטיק הסטנדרטי. החומר הזה, לטענתם, מתאים לייצור המוני ואפילו בעלויות סבירות. 
פיתוח החומר החדש הופק על פי עיקרון הביו-מימיקינג, שהוא למעשה ניסיון להתחקות אחר תהליכים ומבנים הקיימים בטבע.  

החומר פותח בהשראת מין של צדפה בשםAnodonta woodiana . בהשראת מבנה הצדפה, החוקרים הצליחו לייצר את החומר בעזרת שילוב של ננו-סיבים של תאית (cellulose nanofiber), המצויה בשפע בדופן התא הצמחי ובגזעי עצים, יחד עם קבוצת מינרלים טבעיים בשם "מיקה" (קבוצת הנציצים). אחד המאפיינים הייחודיים של קבוצת מינרלים זו היא הקלות שבה ניתן לפצלם לכדי לוחיות גמישות דקיקות במיוחד. לוחיות אלו משמרות את התכונות הפיזיקליות הבולטות של המיקה, כגון עמידות מצוינת לטמפרטורה והתנגדות חשמלית גבוהה. לאחר תהליך עיבוד כימי, המיקה מצופה בטיטניום אוקסיד וסיבי הננו תאית נקשרים אליה באמצעות הוספה של סידן. ביחד  מתקבל הידרו-ג'ל שעובר עיבוד נוסף באמצעות לחץ ומייצר מבנה דו-ממדי המזכיר לבנים ומלט, כאשר המיקה מהווה את הלבנים וסיב התאית הוא המלט המחבר ביניהם. 

כיסוי מוצלח לסמארטפון 

החומר שיצרו החוקרים בעל תכונות מכניות ותרמיות טובות מאלו של פלסטיק מבוסס נפט, כדוגמת פוליאתילן, PVC, פוליאסטר ועוד. החומר מבוסס הצדפה עמיד יותר לחום, חזק וקשיח יותר, ואף מוליך חום פי שניים טוב יותר מרוב סוגי הפלסטיק הקיימים.  

אחד החסרונות של החומר, אומרים החוקרים במאמר, הוא שהקשיחות הרבה שלו מקשה על שינוי הצורה שלו למבנים מורכבים יותר. לכן, כנראה שגם אם יעבור לייצור המוני, לא יוכל להחליף לגמרי את כלל סוגי הפלסטיק. לא ברור, למשל, האם אפשר לייצר בעזרתו שקיות שיחליפו את שקיות הפלסטיק. עם זאת, החוקרים הראו כי הוא יכול להוות תחליף ריאלי למגן לסמארטפון, למשל, וככל הנראה גם למוצרי פלסטיק קשיחים כגון מסגרות של מסכי מחשב או טלוויזיה ועוד. בנוסף, בעבודתם הראו החוקרים כי ניתן לייצר את החומר בצבעים שונים, בעזרת הצבעים השונים של המיקה הקיימים בטבע.  

נדרשים שינויים מהותיים בתעשייה  

לטענת החוקרים, ייצור המוני של החומר מבוסס הצדפה הוא אפשרי, שכן שיטת הייצור שפיתחו החוקרים מאפשרת לייצר לוחות גדולים שלו. למרות זאת, אין התייחסות לזמן מחזור החיים שלו, כיצד ניתן להתמודד עם הפסולת שנוצרת בתהליך ובסוף חיי המוצר, מהן עלויות הייצור, ומהי מידת הנזק הסביבתי הכולל של ייצור תעשייתי שלו בהשוואה לאלטרנטיבות מפלסטיק. 

"ייצור של חומרים העשויים ממבנים ברי קיימא כתחליף יכול להוות פתרון לבעיית הזיהום הנגרמת מפלסטיק המבוסס על נפט ותוצריו", מסביר החוקר שו-הונג יו, שהוביל את המחקר. עם זאת, "על מנת לעבור לתהליכים חדשים ליצור חומרים שיחליפו את השימוש בפלסטיק, נדרשים שינויים מהותיים במפעלים ובתעשייה", מודה יו.  

על פי יו, למרות שהמחקר נראה מבטיח, אין הדבר אומר כי העולם באמת ילך לכיוון הזה. כיום בתעשייה, מפעלי הפלסטיק הם יצרני ענק, וכנראה שלא יפנו את מקומם לתחליפים מהר במיוחד, אלא אם תהיה לכך הצדקה כלכלית משמעותית. עם זאת, נוכל לקוות כי פיתוחים דומים נוספים יובילו בסופו של דבר להתקדמות לעבר החלפת הפלסטיק ובמיוחד חומרי האריזות והמוצרים החד-פעמיים בחומרים ממקור טבעי, הפריקים בטבע או שאינם מזיקים לסביבה באופן בו הפלסטיק עושה זאת, ובשל כך ניתן יהיה להפחית את הזיהום הקשה שנובע ממנו. 

הכתבה נכתבה על ידי סטודנטים הלומדים בבית ספר לפיזיקה ולאסטרונומיה באוניברסיטת תל-אביב, שהשתתפו בפרויקט "מעבדות פיזיקה עם הפנים לקהילה" של מתחברים פלוס 


בעקבות הכתבה ב"זווית" הסיפור פורסם גם ב-ynet
שתפו‬        

רוצים גישה חופשית למערכי שיעור ופעילויות נלוות הקשורות לסיפור זה?

הרשמה בחינם
הוסיפו סיפור למועדפים

מערכים קשורים

thumbnail

טיגריס מהסוג העוקץ מעבר לכך שיתושים הם אחד מבעלי החיים השנואים ביותר, באזורים רבים בעולם עקיצותיהם עלולות להוביל (מעבר לגירוד האינטנסיבי) להתפרצותן של מגוון מחלות טרופיות. בדו"ח חדש מובאות המלצות מעשיות להתמודדות עם נוכחותו של יתוש הטיגריס האסייני הנפוץ בישראל ועם סיכוני התחלואה שטמונים בו

thumbnail

ההתהפכות המסוכנת של האמזונס מחקר חדש קובע שבירוא היערות האינטנסיבי באמזונס הוביל לכך שיער הגשם פולט יותר פחמן דו-חמצני ממה שהוא קולט. כך הפך אחד הגורמים המועילים ביותר לסביבה בכדור הארץ למקור לנזק סביבתי

thumbnail

התחממות, שינוי או משבר? בשנים האחרונות נראה שהשפה משתנה מהר מתמיד – כולל בנושא האקלים. האם עדיף לקרוא לתהליכים שמתרחשים בעולם כיום "התחממות גלובלית", "שינוי אקלים" או "משבר אקלים"? האם הגז שבים התיכון הוא "טבעי" או "מחצבי"? ולמה הוויכוח הזה חשוב יותר ממה שאנחנו חושבים?