החוקר שפיתח ה"קפטון" שעליו מיליוני זיפים זעירים: ספיידרמן יישאר דמות קומיקס; מקווה ש"אנשי שממית" יהפכו למציאות
יובל דרור
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/spiderman2.html
בסרט הקולנוע "ספיידרמן" נצמד הגיבור לקירות ולתקרות ומטפס עליהם כמו עכביש, אך לכל הצופים ברור שמדובר באפקט ממוחשב, ושהשחקן לא באמת מסוגל לנוע על המשטחים השטוחים. כעת, עם הודעתם של חוקרים מבריטניה על חומר שפיתחו, נדמה שזאת לא אפשרות דמיונית לגמרי.
את החומר, המצופה בזיפים זעירים באורך של כמה ננו-מטרים (מיליארדית המטר), פיתחו חוקרים בראשות פרופ' אנדרה גיים מאוניברסיטת מנצ'סטר באנגליה. את ההשראה חומר קיבל גיים מהשממית, שמסוגלת להידבק למשטחים חלקים ותלולים.
עד לא מזמן סברו המדענים, כי השממית מפרישה מרגליה חומר כימי דביק, שבזכותו היא מצליחה להיתלות הפוכה. ואולם במחקרים שנעשו בשנה האחרונה התברר שהיכולת של השממית להיצמד למשטחים נובעת מזיפים מיקרוסקופיים בכף רגלה.
מסתבר שבכף הרגל של השממית עשרות זיפים, שאורכם מיליונית המטר; כל זיף מתפצל בקצה לתתי-זיפים, שאורכם כמה ננו-מטרים. הזיפים מסוגלים להתכופף ולהתאים את עצמם לשקעים הזעירים שנמצאים על פניו של כל משטח. התאמה זו יוצרת קשר משיכה ברמה המולקולרית – המכונה קשר "ואן-דר וולס" – בין הזיפים למשטח שאליו הם נצמדים. כל קשר כזה הוא חלש כשלעצמו, אך על רגלי השממית יש משטח המכיל מיליארדי ננו-זיפים, וכך נוצר אפקט ההדבקה (בדומה לאופן שבו פועל סקוטש').
לפני כמה חודשים דיווחו חוקרים באוניברסיטת קרנגי מלון, כי לאחר שלוש שנות מחקר הצליחו לייצר זיף מלאכותי שמייצר קשרים מולקולריים עם המשטח שאליו הוא נדבק. גיים וצוות חוקריו הצליחו להתקדם שלב נוסף:במאמר שפירסמו במגזין ","Nature הם מדווחים כי יצרו משטח המורכב
ממיליוני זיפים מלאכותיים כאלה.
לחוקרים התברר שהזיפים צריכים להיות גמישים ורכים כדי שיוכלו להתחבר למשטחים מחוספסים – אך אסור שיהיו חלשים מדי, כדי שלא יישברו. גם המצע שעליו מונחים הזיפים חייב להיות גמיש דיו, כדי שהמערכת כולה תעבוד ביעילות.
הזיפים המלאכותיים מיוצרים מחומר המכונה קפטון; אורכם וקוטרם שני מיקרון (מיקרון = מיליונית המטר); הם מונחים על פיסת נייר דבק ששטחה סנטימטר רבוע. כל פיסה כזו מסוגלת להכיל כ-100 מיליון זיפים ויכולה לשאת קילוגרם אחד.
החפץ הראשון שהחוקרים הדביקו לתקרה כדי לבדוק את הזיפים המלאכותיים, היה בובה של ספיידרמן שרכש אחד החוקרים לכבוד האירוע. "הדבקנו לכף ידו של צעצוע הספיידרמן את המשטח והוא נדבק ללא קושי לתקרת זכוכית", דיווח גיים.
נותרו כמה בעיות שצריך לפתור: עלות הייצור של משטח הזיפים יקרה, משך הייצור ארוך, והדביקות מתפוגגת כעבור כמה ניסיונות.
לדברי גיים, היישומים של החומר החדש עשויים לעניין תעשיות רבות. יצרניות צמיגי הרכב עשויות למצוא שהחומר מספק אחיזה טובה יותר בכביש, גם בתנאי מזג אוויר קשים. גם תעשיית הסרטים עשויה להתעניין בחומר שיאפשר לטפס על קירות ללא אפקטים. אלא שגיים סבור שחזון ספיידרמן עדיין רחוק: "ספיידרמן הוא מדע בדיוני. הוא יישאר בזירת הקומיקס. אני מקווה ש'אנשי שממית' יהפכו למציאות כבר בעתיד הקרוב".
ידען ננוטכנולוגיה
לידיעה בנייצ'ר
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~546547151~~~191&SiteName=hayadan
