סיקור מקיף

רכה – קשה?

הכיתון הוא בעל חיים חסר חוליות ממערכת הרכיכות, שכדי לשרוד צריך לגדל שיניים חזקות ללא הרף. הבנת התהליך יכולה לתרום לשיפור יעילותם של פנלים סולאריים ושל סוללות ליתיום

כיתון. התמונה באדיבות Professor Douglas Eernisse
מאת: אופיר מרום

הכיתון (שם מדעי: Chiton) היא רכיכה ימית שטוחה ורחבה, אשר בחלקה העליון לוחות שריון ואילו בתחתיתה היא רכה ושרירית, עובדה המאפשרת לה להיצמד לסלעים. במהלך האבולוציה התאים עצמו בעל חיים זה לאכילת אצות הגדלות על משטחי סלע ובתוך חריצים. כדי לקצור את מזונו פיתח הכיתון איבר מיוחד הנקרא רדולה (radula), שהוא מבנה דמוי חגורת מסוע, שמכיל 70-80 שורות מקבילות של שיניים. במהלך האכילה, משמשות השורות הראשונות של השיניים לטחינת הסלעים כדי להגיע אל האצות. שיניים אלה נשחקות, אך הן מוחלפות בשיניים חדשות הנוצרות באופן קבוע ובקצב דומה לקצב השחיקה.

מתוך המגוון העשיר שמציעים חופיה של קליפורניה, מקום משכנה של המעבדה לביומימטיקה וננו-חומרים, מוצא פרופסור דיויד קיסאליוס (David Kisailus) השראה לבניית מבנים ננומטרים חדשים. בעבר סיפרנו כאן על ממצאיו לגבי מבנה זרועות החסילון מנטיס והשימושים האפשריים.

בחיפושיו אחר חומרים עמידים לשחיקה בחר פרופ' קיסאליוס לחקור את האופן שבו גדלות שיניו של הכיתון.

במאמר שהתפרסם לאחרונה, נמצא שהתהליך בו מגדל ה – gumboot chiton (זן מסוים של הכיתון) את שיניו מתרחש בשלושה שלבים אופייניים. בתחילה, מתגבשים קריסטלים של תחמוצת ברזל (מסוג hydrated iron oxide) לאורך תבנית דמוית סיבים עשויה מכיטין (סוכר מרוכב). בשלב השני משתנה מבנה הקריסטלים והופך לחומר מסוג מגנטיט. לבסוף, מתחילים חלקיקי המגנטיט לצמוח לאורך הסיבים האורגניים, עד להיווצרות מוטות מקבילים בתוך השיניים הבוגרות – דבר אשר גורם להן להיות קשות במיוחד. על-פי פרופ' קיסאליוס, אפשר להשתמש בתובנות אלה כדי לכוון את צמיחתם של המינרלים הדרושים לבניית תאים סולאריים וסוללות ליתיום. על ידי שליטה על הגודל, הצורה והכיוון של הננו-גבישים ההנדסיים, הוא מאמין שאפשר לבנות חומרים שיאפשרו לתאים הסולאריים ולסוללות הליתיום לפעול ביעילות רבה יותר. בנוסף, חיקוי תהליך הביומינרליזציה בו עושה הכיתון שימוש יאפשר גידול של ננו-גבישים בטמפרטורות נמוכות באופן יחסי לגידול ננו-גבישים, ובכך, בדומה לתהליכים ביומימטיים רבים, יתאפשר חיסכון באנרגיה ובעלויות כספיות.

למקור הידיעה

לידיעה באתר חדשנות מן הטבע

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

3 תגובות

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן