חומר חדש שיוכל להגן טוב יותר על גופם של חיילים

החדרה בלחץ של תמיסות מימיות לתוך חומרים ננו-נקבוביים דוחי מים, כגון זאוליטים ושלדות אורגניות מתכתיות, תוכל לסייע בפיתוח של מערכות יעילות במיוחד לספיגת אנרגיה וזעזועים

[תרגום מאת ד”ר משה נחמני]

צוות חוקרים בינלאומי הבוחן חומרים מסוג “שלדות של אימידאזולאטים זאוליטיים”Zeolitic Imidazolate Frameworks) ) בעלי יציבות הידרותרמית שבתוכם מצוי מבנה מולקולרי הידרופובי (דוחה מים) דמוי כלוב מצא כי מערכות כאלו יעילות במיוחד לשם ספיגת אנרגיה בתנאי עומס גבוהים ומציאותיים, וכי תופעה זו קשורה לניידות וליצירת צברים של מולקולות מים בתוך ננו-הכלובים הללו. חוקרים מאוניברסיטאות בירמינגהם ואוקספורד בבריטניה, ומאוניברסיטת גנט בבלגיה, פרסמו את ממצאיהם אלו לאחרונה בכתב העת המדעי Nature Materials. 

מסביר אחד מהחוקרים: “כיום, גומי נפוץ בתור חומר סופג זעזועים, אולם התהליך החדש שאנו גילינו מייצר חומר שיוכל לספוג הרבה יותר אנרגיה מכאנית לכל גרם, יחד עם יכולת של רב-שימושיות בזכות המנגנון הננומטרי הייחודי לו. לחומר החדיש תוכל להיות חשיבות גדולה עבור בטיחות רכבים בזמני תאונות והתנגשויות, הן עבור הנהגים והן עבור הולכי הדרך, עבור רכבים צבאיים ותשתיות ממוגנים והן עבור מיגון הגוף, למשל, של חיילים, ספורטאים ואופנוענים. חיילים ואנשי משטרה/ביטחון יוכלו להנות מאפודי מגן וחליפות כנגד פיצוצים יעילים יותר וספורטאים יוכלו להשתמש בקסדות, במגני ברכיים ובסוליות נעליים חזקים יותר בזכות העובדה כי החומר נמצא במצב דמוי-נוזל וגמיש מספיק כך שניתן יהיה ללבוש אותו”.

יישומים גם בתחום הרכב

רב-השימושיות של החומר, הנובעת משחרור ספונטני של מולקולות המים, מאפשרת לחומר גם להיות מתאים למטרות שיכוך, כלומר – ניתן יהיה לנצל אותו עבור פיתוח רכבים עם רעשים ורעידות מועטים יותר, וכן עבור הגברת נוחות הנסיעה עצמה. את החומר ניתן יהיה גם לשלב בתוך חלקים מכאניים נעים על מנת להפחית רעידות ורעשים מזיקים – תוך הפחתת עלויות התחזוקה. החומר יוכל לשמש גם לשם הפחתת הפגיעות של בניינים וגשרים לרעידות אדמה.

חומרים קיימים לספיגת אנרגיה מתבססים על תהליכים כגון ‘עיוות פלסטיק משמעותי’ (extensive plastic deformation), ‘קריסת תא’ (cell buckling) וכן ‘פיזור ויסקואלסטי’ (viscoelastic dissipation) – תהליכים שמקשים על ייצור חומרים היכולים לספק הגנה יעילה מפני זעזועים רבים.  

תקציר המאמר

הידיעה על המחקר

• מעלה לוטוס ועד כנפי היונה – משטחים דוחי מים ולכלוך
• פיתוח תחליף לכרום, המזהם והמסרטן בתעשיות הרכב והתעופה
• לתדלק במימן