חייבים לאמץ ננוטכנולוגיה, כדי שתעשיית הפלסטיק תמשיך לעמוד בתחרות

כך עולה מדברים שנאמרו בכנס הבינלאומי הרביעי ליישומי ננו טכנולוגיה בתעשיית הפלסטיקה והגומי שהתקיים לאחרונה במכללת שנקר

ננו טכנולוגיה זה כבר לא באזוורד אלא שינוי אמיתי שעובר על תעשיית הפלסטיקה והגומי. זו המסקנה מהכנס הבינלאומי הרביעי לננו טכנולוגיה שהתקיים לאחרונה במחלקה להנדסת פלסטיקה בשנקר בשיתוף איגוד יצרני הפלסטיקה והגומי בישראל.

פרופ' שמואל קניג מהמחלקה להנדסת פלסטיקה בשנקר, מארגן הכנס מסביר כי מטרתו של הכנס הייתה לחשוף את תעשיית הפלסטיקה והגומי במדינת ישראל ליישומים שקיימים ולחידושים עתידיים בננו טכנולוגיה.

“בשורת הננוטכנולוגיה הביאה ממשלות, חברות תעשייתיות וקרנות הון סיכון להשקיע משאבים בכדי להביא פתרונות יישומיים ותעשיייתיים למימוש הפוטנציאל הגלום בתחום. חלק מעבודות התשתית הצביעו על יישומים אפשריים אך נתקלו במחסומים בדרך אל השוק. הבאנו לכנס אורחים מחו”ל ובהם גונטר באייר שהוא המדען הראשי של חברת Kabelwerk Eupen מבלגיה העוסקת בפיתוח חומרים מונעי בערה, לוקה מזו ופרדריק לואיזי מחברת ננוסיל. הם מייצגים מפעלים שמיישמים ומייצרים ננוחומרים לתעשיית הפלסטיקה והם סיפרו לנו על הפיתוחים שפיתחו בעבר שהיום נמצאים בייצור ואת אלה שהם מתכננים להכניס לשוק בשנה שנתיים הקרובות. בנוסף, אירחנו אנשי אקדמיה שגם הרצו בפני הסטודנטים של שנקר, השנה זה היה פרופ' ג'ף פוברסטין מאוניברסיטת קולומביה בניו יורק. הוא מתמחה בטיפול פני שטח על ידי פולימרים כדי לשנות את הננו מבנה של פני השטח.

איפה מוצאים היום יישומי ננוטכנולוגיה בפועל בתוך מוצרים תעשייתיים?
פרופ' קניג: “יישומי ננוטכנולוגיה מתחילים להיות חלק מפס הייצור בתעשיית הפלסטיקה והגומי. כך למשל יצרניות הצמיגים הגדולות כגודייר וגודריץ' מייצרות צמיגים שמכילים ננו-חרסיות, דבר המקנה לצמיגים יכולת עמידה בשחיקה מאוד גבוהה, והתחממות פחותה. יש הרבה מאוד יישומים בציפויים מונעי בעירה בחומרים פלסטיים. גונטר באייר דיבר על השימוש שהוא עושה באלפי טון בשנה, לציפוי של חוטי חשמל למכוניות, למתח גבוה. הוא משתמש בננו-חרסיות כדי לשפר את העמידות בבערה והכיסוי הציפוי לחוטים שהם מייצרים עומדים בתקנים המחמירים ביותר האירופאים והאמריקאים.”

גם למשל ננו צינוריות פחמן חלולות – חברות ננוסיל מבלגיה הציגה את היישומים של הדברים הללו שמאפשרים להקנות הולכה חשמלית לחומרים פלסטיים שבדרך כלל מבודדים ויש לזה יישומים בתעשיית הרכב – בפרט באזורים הדורשים הולכה כמו צביעה אלקטרוסטאטית, וגם במערכות הדלק ששם אסור לחשמל סטטי להצטבר. החומרים הללו מוליכי חשמל והם מונעים הצטברות חשמל סטטי.”

מה הציגו החוקרים בשנקר?
אנשי שנקר, בעיקר כמובן אנשי הסגל במחלקה להנדסת פלסטיקה, המובילים את המחקרים בשנקר בתחום הננו טכנולוגיה, את הפיתוחים האחרונים שלהם בחומרים פלסטיים ננו-מרוכבים, שם היישומים הם במיוחד למכלים, לחסימה של חומרים רעילים כמו דלק, דשנים וחומרי הדברה. הוצגו גם עבודות של חיזוק ושריון חומרים פלסטיים על ידי ננו-חלקיקים לדבקים ולחומרים מרוכבים. הדבר היוצא מן הכלל הוא כיצד משנים את פני השטח של חומרים על ידי הוספה של ננו חלקיקים כדי לקבל תכונות אי הרטבה (אולטרה הידרופובית) ובמיוחד, אפשרות למנוע אפשרות של קרח על משטחים – לחלונות, מכוניות ומטוסים. כל הדברים הללו נמצאים בשלב של לפני הכנסה לייצור. כאן המקום לציין כי בשנקר פועלת הקבוצה הגדולה ביותר בישראל שעוסקת בפולימרים ופלסטיקה.

מה חדש בישראל בתחום?
“התעשייה הישראלית נמצאת בשלב שבו היא מנסה להכניס את החומרים הללו כדי שתהיה תחרותית יותר בשווקי היצוא. הבעיה של התעשייה הישראלית היא כיצד הופכים להיות תחרותיים וזאת ההזדמנות הגדולה של התעשייה לשפר את המוצרים ולכן ערכנו את הכנס הזה תחת הכותרת של ננוטכנולוגיה לתעשיית הפלסטיקה והגומי במדינת ישראל.”

אתה יכול לתת דוגמאות?
“ניקח למשל את אחד ממפעלי הגומי שנמצא בתהליך של הכנסת ננו חלקיקים כדי לשפר את השחיקה לשרשראות טנקים (הפדים מגומי שבשרשראות). ישנה כמובן אפננו המייצרת את חומר הסיכה היבש הננוטכנולוגי. החומר הזה נמצא היום בכל תחנת דלק במדינת ישראל. אחת העבודות שהוצגה בכנס בחנה מה ניתן לעשות עם החלקיקים הללו ביישומים נוספים. הכנסנו את החומרים הללו לכל מיני דבקים והראנו שגם הדבקים וגם החומרים המרוכבים שכאשר מכניסים את הננו חלקיקים משפרים את תכונת ספיגת האנרגיה, החומרים הללו מונעים התפתחות סדקים ומשפרים את בליעת האנרגיה בנפילה ובהולם מכאני. כלומר עוד שימושים לאותם חלקיקים שמוצאים אותם בחומרי סיכה ושימון.”

ביניים: חידושים בתחום הננו טכנולוגיה

לוקה מזו מחברת ננוסיל (nanocyl) האירופית דיבר בכנס על ההתפתחויות האחרונות בפיתוח חומרים מרוכבים המבוססים על ננו צינורות פחמן, שהם סיבי פחמן חלולים. ננו צינורות פחמן הוכחו כחומר בעל שימושים רבים ומאוד ורסטילי. יישומים חדשניים משתמשים בתפקודים השונים של החומר הזה ובאפשרות לשנות את הכיוון של הסיבים בתוך מטריצות.
קיים עדיין צורך להבין טוב יותר את המתאם בין התכונות המהותיות של הננו צינורות פחמן ( יחס גובה-רוחב, תפקוד פני השטח וכו') והתכונות הרצויות של החומר המרוכב שאנו מבקשים לפתח. יש צורך לפתח חומרים מרוכבים סופיים בעלי אפקט סינרגטי בין הננו צינורות הללו לשאר המילויים והתוספים. חברת ננוסיל מציעה מגוון סוגים של ננו צינורות פחמן ופיזורם לסוגים שונים לצורך פיתוח.

ביקשנו מפרופ' קניג לברר כיצד נולד הכנס והוא השיב: “החלטנו לפני 4 שנים לייסד את הכנס הבינלאומי כדי לחשוף את התעשייה לפיתוחים. הגענו למסקנה שיש מספיק חומר להציג לפני התעשייה ומכיוון שזה המצב התחלנו בסדרה של כנסים שנתיים כאשר אנחנו מביאים לכל כנס כזה 3-4 אנשים מחו”ל שהם בעלי הידע בנושא הזה. השוק הישראלי הוא שוק מספיק אטרקטיבי בשבילם – תעשיית הפלסטיקה בישראל מפותחת בקנה מידה בינלאומי. זאת הסיבה שהם באים. היום זה הזמן לעבור לננוטכנולוגיה, למרות הזמנים הקשים – זו ההזדמנות להתפתחויות חדשות. נראה יישומים קרובים ליישומים. וכן מבט ארוך טווח.”

ביניים: למנוע שריפות באמצעות חומרים מרוכבים

גונטר באייר, שגם עורך את המדריך הטכני לננו חומרים מרוכבים (Nano Composites) הצפוי להתפרסם במארס 2009, הסביר בשיחה עם תעשיות כיצד פועלים מונעי הבעירה הננומטריים המשמשים לציפוי בכבלים. לדבריו, החדרתם לציפוי נעשת באמצעות מילוי לתוך מארג הפולימר. מילוי זה יאפשר שיחרור מופחת של חום, דבר חיוני כדי לעכב שריפה. מה שחשוב לתעשיית הפלסטיק לדעת זה שייצור החומרים הננו מרוכבים הוא קל מאוד ויכול להיעשות באמצעות מכשירים קיימים.
“מה שעוד חשוב לדעת הוא שהתחום כבר עזב את המחקר והפך למציאות כך שהמון כבלים בעולם מבוססים על ננוטכנולוגיה. באירופה יש אפילו רגולציה חדשה המכונה Construction Product Directive (CPD) שמפקחת על בדיקות הרבה יותר מחמירות למניעת שריפות. כדי לענות על הדרישות החדשות אנשים צריכים להעלות את הרמה של ההתנגדות לשריפות באופן דרמטי. הבעיה בשימוש בחומרים שאינם ננומטריים הוא שאם מוסיפים יותר ויותר חומרים למניעת שריפה לכבלים אתה מאבד גמישות. לפיכך עדיף להוסיף את המילוי הננומטרי המאפשר לענות על דרישות ה-CPD. הדבר חשוב לכל מי שמייצר מוצרי פלסטיקה, משום שה-CPD יאומץ בידי מדינות רבות כמו סין, הננוטכנולוגיה בכבלים תהיה נפוצה בעתיד הקרוב.”

ביניים: משחק במולקולות
נשיא שנקר, פרופ' אמוץ ויינברג מסביר מהי ננוטכנולוגיה: “אנחנו משחקים עם מולקולות. אנחנו יכולים לראות מולקולות ולארגן חומרים שיש בהם שני סוגים של אטומים 0 ו-1 ואם ניקח חתיכה מהחומר הזה נקבל זה זכרון שיש לו מיליון ג'יגהבייט. תארו לעצמכם לכמה PC הוא אקוויונלטי. אנחנו מדברים על חיבור מכשירים כאלה לנוירונים במוח. הדבר יפתח הזדמנויות אדירות. מדע בדיוני.
ננוטכנולוגיה עוסקת בחקר הפולימרים. מה שייחודי בפולימרים הוא שאנחנו יכולים לשחק באטומים ולייצר חומרים חדשים כל הזמן. גם ננוטכנולוגיה היא משחק באטומים.

התחלנו עם תקופת האבן –אנשים השתמשו באבן, עברנו לברזל ולברונזה כי אלו היו החומרים שבהם השתמשו. המהפכות המדעיות ממשיכות באותה דרך, כאשר יכולנו לראות עצמים בקנה המידה של המיקרון, אלפית המילימטר, בזכות המיקרוסקופיה יכולנו לדבר על מיקרו אלקטרוניקה. כאשר פיתחנו את מיקרוסקופ הכוח – אנחנו יכולים לראות פי מיליארד ולכן אנחנו נמצאים כיום בתקופת הננוטכנולוגיה. בעתיד נוכל לראות פי אלף יותר חזק מהננו, ואז נדבר על פיקו-טכנולוגיה, שנקר תארגן אז אירועים על פיקו טכנולוגיה.

* הכתבה פורסמה לאחרונה במגזין תעשיות

כסף גדול מננו חלקיקים