פריצת דרך מבן-גוריון: 'פלסטיק חכם', יחולל מהפכה בתעשייה

פריצת דרך מדעית משמעותית נרשמה באוניברסיטת בן-גוריון בנגב: קבוצת חוקרים מהמחלקה לכימיה פיתחה פולימר חכם המאפשר שליטה מדויקת בזמן ובמקום שבו חומר פלסטי מתקשה. הפיתוח פורסם לאחרונה בכתב העת היוקרתי Nature Chemistry וצפוי להשפיע על שורת תחומים תעשייתיים, בהם הדפסה תלת-ממדית, תיקונים תעשייתיים וריפוי חומרים.

במשך כמעט שלושה עשורים ניסו מדענים לפתח מנגנונים שיאפשרו שליטה מבוקרת בתהליך ההתקשות של פלסטיק, לרוב באמצעות זרזים רדומים שמופעלים באור או בחום. שיטות אלו התגלו כיקרות, רגישות ולעיתים מורכבות לתפעול.
במחקר החדש, בהובלת פרופ' יוסי ויצמן ופרופ' גבי למקוף, הוצגה גישה הפוכה: במקום להפעיל את הזרז, מנגנון ההפעלה הוטמע בתוך יחידות הבנייה עצמן. החוקרים יצרו מה שהם מכנים מונומרים סמויים - יחידות נוזליות ויציבות הנשארות רדומות במשך שבועות, עד שחשיפה לאור או לחום עדין גורמת להן להתקשות לחומר מוצק דמוי פלסטיק.
לדברי ניר למקוף, הסטודנט שהוביל את המחקר, מדובר בשינוי תפיסתי בתחום: העבודה מציגה דרך חשיבה חדשה לפתרון בעיה כללית במדע הפולימרים ומעודדת חוקרים לבחון את האתגרים מזווית שונה.
יתרון משמעותי של המנגנון הוא האפשרות לייצר מגוון רחב מאוד של חומרים חדשים, לרבות כאלה שקשה או בלתי אפשרי לייצר בשיטות קיימות. החומר ניתן לאחסון והובלה כנוזל מוכן לשימוש במשך שבועות, ורק בעת הצורך מופעל באזורים נבחרים באמצעות אור או חום.
פרופ' ויצמן מסביר כי גישה זו מאפשרת ייצור בטוח יותר, חסכוני באנרגיה ומדויק הרבה יותר, תוך הפחתת בזבוז חומר וחימום מיותר של נפחים גדולים. בנוסף, ניתן ליצור חומרים בעלי אזורים בעלי תכונות שונות באותו מוצר, או לעצב תחילה חומר רך ולאחר מכן להקשיח אותו בתהליך אחד.
במחקר השתתפו חוקרים נוספים מאוניברסיטת בן-גוריון, והוא נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע, הקרן הדו-לאומית ארה"ב-ישראל ותוכנית המנהיגות של קרן צוקרמן ב-STEM.