כיצד עזרו הצפרדע והסלמנדרה לחוקרי הטכניון לשפר משמעותית את תהליך הגילוח

חוקרי הטכניון מצאו דרך לשפר משמעותית את תהליך הגילוח, בעקבות בדיקת חיכוך של משטחים שמחקים מרקמי פני שטח שהתפתחו ברגלי צפרדע, צרצר וסלמנדרה.

חוקרי הטכניון מצאו דרך לשפר משמעותית את תהליך הגילוח, בעקבות בדיקת חיכוך של משטחים שמחקים מרקמי פני שטח שהתפתחו ברגלי צפרדע, צרצר וסלמנדרה.

קבוצת החוקרים, בראשותו של פרופסור משנה מיכאל ורנברג, ראש המעבדות לטריבולוגיה בפקולטה להנדסת מכונות, בדקו כיצד הצפרדע, הסלמנדרה והצרצר, המתקיימים בסביבה רטובה, אינם מחליקים על משטחים לחים. המשטחים שמחקים מרקמים ביולוגיים נבדקו בעזרת מתקן יחיד מסוגו בעולם שנבנה על ידי קבוצת המחקר של פרופ’ ורנברג. מתקן זה מסוגל למדוד כוחות שמתפתחים בין משטחים במגע, כמו חיכוך ואדהזיה, בזמן שהוא עובד בתוך מיקרוסקופ אלקטרוני סורק. זה מאפשר בו-זמנית גם לראות ברזולוציה גבוהה כיצד מתנהגים המשטחים שבמגע. “אנו משתמשים בפתרונות של הטבע כמקור השראה לפיתוח טכנולוגיות הנדסת פני שטח חדשות”, מסביר פרופ’ ורנברג.

“אנו עושים זאת בשיתוף פעולה עם ביולוגים המספקים לנו מידע על התפקידים והמבנה המורכבים של מערכות ביולוגיות אותו אנו מנסים לפשט וליישם באמצעים טכניים. תהליך זה מאפשר גם להבין כיצד דברים עובדים בטבע וגם לקדם את ההנדסה”.
החוקרים מצאו שהחיות המתקיימות בסביבה רטובה משפרות את האחיזה שלהן ע”י סילוק נוזל מהמגע בעזרת תעלות מיוחדות הקיימות במשטחי המגע שברגליהן. הסתבר שבעיה דומה קיימת גם בסכיני גילוח מודרניים. פס הגומי שנמצא מתחת לסכינים נועד להגדיל חיכוך כדי למתוח את העור לפני שהסכינים עוברים עליו לקבלת גילוח טוב יותר. נוכחות של קצף גילוח על העור מקטינה את החיכוך ולכן מפריעה למתיחת העור. כדי לבדוק מכשירי גילוח אמתיים, החוקרים הוציאו את סכיני הגילוח והחליפו את פס הגומי המקורי, שהיום נושא סדרה של מגבים קטנים (ציור 1), בפס גומי עם מרקם משושים ביו-חקייני שהם בנו בעקבות בחינת רגלי הצפרדע, הצרצר והסלמנדרה. “המשטח שאנו ייצרנו במעבדה יעיל פי שניים בהגדלת החיכוך עם העור בנוכחות קצף גילוח מהמשטח הנמצא בסכינים המסחריים”, מסביר פרופ’ ורנברג, שהגיש פטנט על הגילוי ביחד עם הסטודנט שלו, אלכסיי ציפניוק. “המשטח שלנו גם נעים יותר במגע עם העור”, מוסיף אלכסיי, שביצע ניסויי מדידת חיכוך על עור ידו (ציור 2). פוסטר של אלכסיי נבחר לאחרונה כאחד משלושה הפוסטרים הטובים ביותר בתחרות שנערכה במכון לננוטכנולוגיה ע”ש רסל ברי (RBNI).

המאמר שמתאר את העבודה התפרסם בעיתון Interface של החברה המלכותית של לונדון לשיפור הידע במדעי הטבע. ניתן למצוא אותו ב-