שישי הגיע, והפינה 'טעימה של מדע לסופש' שוב כאן - מספר 112.
והפעם - על פיגמנטים, פטרינים, וכיצד פרפרים יוצאי דופן ישנו לחלוטין את תעשיית הצבע העולמית.
-
העולם שמקיף אותנו צבעוני ויפה כל כך בעיקר בזכות פיגמנטים.
פיגמנטים הם חומרים שהמבנה הכימי שלהם גורם להם לבלוע אורכי גל מסוימים ולהחזיר את השאר, והעיניים שלנו מתרגמות את אורכי הגל האלו לצבעים שונים.
בתעשיות כמו קוסמטיקה ורכבים, נעשה שימוש גם בנצנצים - חלקיקי פלסטיק זעירים שמכילים מעט מתכת, וכך מחזירים אור ויוצרים אפקט נעים לעין.
תעשיית הצבע הנוכחית מסתמכת על חומרים כימיים ומתכות רעילות, שמתפזרים באוויר ובאוקיינוסים וגורמים לנזק בריאותי גם לבעלי חיים וגם לבני אדם.
צבעים כימיים גם רגישים לתנאי הסביבה ובעיקר לקרינת UV מהשמש, ופירוק הקשרים בין המולקולות גורם לצבע לדהות.
-
בעלי חיים מסוימים, כמו פרפרי מורפו כחול, משתמשים בשיטה שונה לחלוטין כדי ליצור צבעים. הכנפיים של פרפרים אלו מכוסות במבנה מיקרוסקופי שלוכד את קרני האור, שובר אותן ומנתב אותן מחדש בתבניות שונות, ואורך הגל שחוזר מהן מקנה לכנפיים את צבען.
פרפרים ממשפחת הלבניניים משתמשים במולקולות אורגניות מעניינות בשם פטרינים. מולקולות אלו בולעות קרינת UV בדומה לפיגמנטים, אבל הן גם בעלות מבנה גבישי שמחזיר צבעים שונים בדומה למורפו כחול.
המשמעות של צבע שנובע ממבנה החומר היא שהוא אינו דוהה לעולם, והוא חוסך את הצורך בפתרונות כימיים רעילים. עד היום ניסיון לחקות את הפתרון הזה במעבדה לא הצליח, משום שהוא דרש תהליכים כימיים רעילים וממושכים שהפכו אותו לחסר תועלת מסחרית.
-
לפני מספר שבועות הוצגה בארצות הברית פריצת דרך בתחום.
קבוצת מדענים החליטה לנסות ולחקות את תהליכי היצירה של מבני הצבע האלו בטבע. לאחר מחקר ממושך של הפרפרים, הם הצליחו ליצור תמיסה עם ריכוזים מדויקים של מים, מלחים וחומציות, שיצרה את הגבישים האלו בתוך מספר דקות.
שינוי בגודל והצורה של הגבישים מאפשר לשלוט בצבע שחוזר מהם, כך שהיישום של השיטה אינו מוגבל לצבעים מסוימים.
האתגר עכשיו הוא לעבור לייצור בקנה מידה מסחרי, ואם הוא יצליח זו תהיה מהפכה חובקת עולם.
תעשיות הקוסמטיקה וצבעי המאכל יהפכו לבריאות יותר, הזיהום הסביבתי ייעלם, ויהיה ניתן לצבוע בגדים, רכבים ומבנים בצבעים שאינם דוהים לעולם.
גבישים כאלו יוכלו לשמש אפילו כדיו למניעת זיופים של שטרות, משום שאת המבנה הגבישי של הצבע לא יהיה ניתן לחקות בשום מדפסת רגילה.
בסרטון: פרפר מורפו כחול, אחד הפרפרים היפים בעולם, מתחת לעדשת המיקרוסקופ. ניתן להבחין במבנה הגבישי המיוחד שמעניק לכנפיים שלו את צבען ללא שימוש בפיגמנטים. | קרדיט וידאו: PBS Deep Look.
שבת שלום 😊
--
👋 היי, אני שלמה שטראוס והפוסטים שלי לא נכתבים על ידי בינה מלאכותית.
מוזמנים לעקוב אחריי לעוד תוכן מעניין בנושאי מדע וטכנולוגיה, או לחפש ׳הבלוג של שלמה שטראוס׳ בגוגל.
#טעימה_של_מדע_לסופש