הצמיג ששומר את הפלסטיק לעצמו

פיתוח אמריקאי חדש מציג אפשרות לייצר צמיגים מחומר עמיד יותר בפני קרעים, שיפלוט עקב כך פחות פלסטיק מיקרוסקופי אל הסביבה בנסיעתם. האם עולם הצמיגים צפוי לחוות סיבוב של 180 מעלות?

איתי דרור

כשצמיגי המכונית שלנו מתחככים שוב ושוב באספלט, הגומי העמיד שלהם נשחק ומתפרק לו לאיטו כמו היה פירורי לחם שנושרים מכריך. הדבר מציק לנו בעיקר כשאנחנו צריכים להחליף עוד צמיג יקר, אבל גם אם הגלגל שלנו עדיין מתאים לנסיעה, הגומי שבו יגיע תמידית אל סביבתנו: כיום מיוצרים בעולם כ-2 מיליארד צמיגים בשנה (ועוד היד נטויה), ואלה פולטים לפי הערכות בכל שנה כ-6 מיליון טון של מיקרופלסטיק – חלקיקי פלסטיק מיקרוסקופיים מזיקים שמגיעים אף למזון ולמי השתייה שלנו.

החיבה האנושית לכלי רכב גדולים יותר בעשורים האחרונים, שהתבטאה במעבר ממכוניות מיני ומכוניות סדאן ("משפחתיות") למכוניות פנאי-שטח, מגבירה את בלאי הצמיגים העולמי ואת היקף המיקרופלסטיק שמקורו בצמיגים, כיוון שרכבים גדולים וכבדים יותר שוחקים יותר את הצמיגים. ברכבים חשמליים מלאים, שלא פולטים גזים במהלך הנסיעה, המיקרופלסטיק שמשתחרר מהצמיג נותר מקור הפליטה העיקרי של מזהמים במהלך הנסיעה.

המצאה אמריקאית חדשה עשויה להיות בשורה בתחום, ולהפחית את כמויות המיקרופלסטיק שהצמיגים אחראיים להם – על ידי הגמשת החומר שהם עשויים ממנו.

פרסום

החלשה מכוונת להגברת העמידות

"צמיג עשוי משרשראות פולימרים (חומרים שעשויים ממולקולות ענק שמורכבות מיחידות חוזרות שקשורות ביניהן, א"ד) של פחמן ומימן, שמתחברים אלה לאלה", מסביר ניצן מזרחי, דוקטורנט להנדסת חומרים מאוניברסיטת בן גוריון. החיבור בין שרשראות הפולימרים השונות נקרא קשר צולב. "כשהקשרים הצולבים בין השרשראות חזקים, מנגנון הכשל של החומר (האופן שבו נזק מתבטא במוצר, א"ד) הוא שבירת השרשראות עצמן – מה שיוצר את המיקרופלסטיק, שנותר על האספלט ומתפזר באוויר".

החידוש של החוקרים כימי בעיקרו, ומתבסס על רעיון מוכר: הגברת גמישותו של חומר על חשבון החוזק שלו. ככל שחומר נוקשה יותר הוא נוטה יותר להישבר, להיקרע ולהתפרק ומועד למנגנון כשל דרמטי. דמיינו לדוגמה עץ בעל ענפים קצרים ונוקשים, שרוח שוברת אותו – לעומת עץ בעל ענפים ארוכים וגמישים שמתכופף באותה הרוח ולא נשבר.

החוקרים הגבירו את האלסטיות של החומר – מה שמונע משרשראות הפולימרים שמרכיבות אותו להיקרע. לשם כך, הפיתוח החדש מושתת על החלשת הקשרים הצולבים בשרשראות הפולימרים שמרכיבות את החומר. "כך, כשמנגנון הכשל נכנס לתוקף, הוא קורע את הקשרים הצולבים שבין שרשראות הפולימרים – לפני שהשרשראות יספיקו להיקרע ולזהם", אומר מזרחי. בעצם, במקום שהשרשרת עצמה תיקרע – השרשראות השונות מתנתקות אלו מאלו. בדרך זו, השרשראות מחליקות ונערמות זו על גבי זו ולא נושרות מהחומר (ובמקרה של צמיג – לא מתפזרות הלאה).

מהצמיג לצלחת

שחיקת צמיגים לאורך השימוש בהם אחראית לעד 28 אחוז מכל משקל חלקיקי המיקרופלסטיק בים. מקורם של חלקיקי מיקרופלסטיק למיניהם הוא במוצרי פלסטיק שונים שהתבלו והתפרקו עם הזמן ועם השפעות השמש והמים, וכן בחלקי פלסטיק שיוצרו במכוון בגדלים מיקרוסקופיים עבור שימושים כאלה ואחרים (כמו כדוריות הפלסטיק שמוסיפים למוצרי קוסמטיקה).

לצערנו, כיום אפשר למצוא מיקרופלסטיק כמעט בכל מקום בכדור הארץ – ממרומי האוורסט ועד לחסות שאצל הירקן. המיקרופלסטיק נסחף עם הרוח, נשטף עם הגשם ומגיע למי התהום, לנחלים, לימים ולאוקיינוסים.

חלקיקים אלה גורמים לנזק ארוך טווח לבעלי חיים ימיים, שעלולים לאכול אותם עקב הדמיון בינם לבין מזונם הטבעי, מה שעלול לגרום לחסימת ספיגת חומרי המזון בגופם ולפגיעה במערכת העיכול שלהם. המיקרופלסטיק עלול לפגוע בבעלי החיים גם עקב החומרים המזיקים שמצויים בפלסטיק (כמו ביספנול A ופתלטים) ועקב תרכובות אורגניות רעילות (Persistent organic pollutants) שנספחות אליו. וכך, אנחנו דנים את סוסון הים, הלברק, הדניס, חתול הים, הדולפין, הכריש והלווייתן, ועוד מינים רבים של דגים ויצורי ים לבלוע מיקרופלסטיק. מעבר לכך, חלקיקי הפלסטיק עלולים להגיע דרך מארג המזון גם אל בעלי חיים רבים נוספים – וגם למזון שלנו, כשדגים ויצורי ים עולים על שולחננו. עדויות מהשנים האחרונות חושפות נוכחות מיקרופלסטיק גם בבקבוקי המים שלנו, בשליה של עוברים, בחלב אם – ובעצם בכל מקום. בנוסף, יש כבר עדויות לנזקים מכניים שהוא יכול לגרום לתאים אנושיים.

פרסום

אגב, הנזק הסביבתי של הצמיגים לא מסתכם במיקרופלסטיק בלבד: תעשיית הצמיגים צורכת כ-70 אחוז מהגומי הטבעי שמיוצר בעולם – וכדי לגדל את עץ הגומי, חקלאים במדינות כמו תאילנד, אינדונזיה, וייטנאם ומלזיה מבראים יערות שחשובים למיתון משבר האקלים ולשמירה על המגוון הביולוגי ההולך ומתדלדל בעולם. בנוסף לגומי, הרכבם של הצמיגים כולל כיום גם כ-12 אחוז מתכת, שעלולה לזהם את הסביבה כשהיא מוטמנת באדמה.

נקודת החולשה של הצמיג החלש

האם לעיצוב הכימי החדש של הקשרים הצולבים בחומר שפיתחו החוקרים יש רק יתרונות? ובכן, חיסרון משמעותי אחד של צמיג שייוצר מחומר כזה הוא המבנה המוחלש שלו, שנוצר כאמור לצורך הגברת גמישותו. "אי אפשר להגביר את החוזק של חומר בלי לפגוע בגמישות שלו", מסביר מזרחי. "השאלה היא תמיד מה בא על חשבון מה. המחיר כאן הוא שצמיג חדש כזה יהיה חזק פחות לאורך זמן ויזדקק לתחלופה בתכיפות גבוהה יותר, כדי לשמר את היתרונות של הפחתת המיקרופלסטיק". כלומר, מצד אחד כמות המיקרופלסטיק בעולם תפחת אם הפיתוח ייושם – אך מצד שני, יהיה צורך לייצר מספר גדול יותר של צמיגים.

יש לציין שצמיגים ישנים אפשר למחזר כיום, כפי שאפשר לראות בגינות ובמשחקיות ילדים, שהחומר הרך שהקרקע שלהן עשויה ממנו הוא למעשה צמיגים ממוחזרים – גם אם מיחזור רחוק מלהיות פתרון אידיאלי. מיקרופלסטיק, לעומת זאת, הוא כיום אויב חמקמק.

"עוד אין לנו מידע על אורך חיי צמיג כזה, שעוד לא יוצר", אומר מזרחי. "זו שאלה אם להחליף צמיג בכל חודשיים זה דבר הגיוני שמפחית באמת זיהום – אבל אם הקשרים הצולבים החלשים בצמיג כזה יהיו עמידים למשך שנה או שנתיים, למשל, זו תהיה הצלחה גדולה. ימים יגידו", הוא מסכם.

Print Friendly, PDF & Email

פה יבוא באנר

תודה שאתם מבקרים בפורטל "טכנו נט". טכנו נט נט היינו פורטל מקצועי ומקיף לתחום הטכנולוגיה והתעשייה באתר תוכלו למצוא אינפורמציה מקצועית שחשובה לכם ומאגר ספקים גדול מתחום המתכת,פלסטיק, זיווד ואריזה, הייטק, אוצומציה וסייבר

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

כתבות נוספות

ממעוף הלוויין: המערכת שעוקבת מרחוק אחר שיקום היערות ונזקי המלחמהממעוף הלווי...

3 ביוני 2024

בחירת הקומפרסור המתאים למכונת ניקוי חול: מדריך מקיף

29 במאי 2024

בעזרת מכ"ם ניתן לזהות לראשונה להקות של עופות גדולים ולמנוע תאונות עם כלי טי...

19 במרץ 2024

כרסום ספוג בCNC

3 במרץ 2024

ההטמעה של טכנולוגיות מתקדמות בתעשייה החכמה
יפן- נפלאות הטכנולוגיה של היום יום
ממעוף הלוויין: המערכת שעוקבת מרחוק אחר שיקום היערות ונזקי המלחמהממעוף הלווי...

3 ביוני 2024

בחירת הקומפרסור המתאים למכונת ניקוי חול: מדריך מקיף

29 במאי 2024

בעזרת מכ"ם ניתן לזהות לראשונה להקות של עופות גדולים ולמנוע תאונות עם כלי טי...

19 במרץ 2024

כרסום ספוג בCNC

3 במרץ 2024

תמיד לדעת לפני כולם

השארו מעודכנים

השאירו פרטים לקבלת עידכונים למייל

כדי להיות תמיד מעודכנים