שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.
»
«
מהו הסוכר?
הסוכר (Sugar) הוא חומר גבישי ומתוק, נחשק עד כדי סוג של התמכרות, אך הוא בעצם שם למולקולות שנקראות פחמימות.
ישנם סוגים רבים של סוכרים בהמון מאכלים, כולל כאלה שאינם ממתקים או קינוחים. אבל מה גורם לנו לרצות כל כך את הסוכר?
הסוכר מפעיל את קולטני הטעם המתוק שבלשון ומשם נשלחים אותות עד לאזור בקליפת המוח האחראי על הטעם המתוק. הוא מפעיל את מערכת התגמול של המוח שגורמת לנו לרצות עוד מהמתוק הזה אבל גם לאובדן השליטה העצמית ותשוקה.
גם במעיים יש קולטני סוכר ששולחים למוח הודעות שגורמות לגוף לייצר עוד אינסולין, כדי לעמוד בתוספת הסוכר שהגוף קיבל.
גם הסוכר, כמו אלכוהול, ניקוטין והרואין, שולח דופמין להילוך יתר וגורם לנו לחפש עוד ממנו, אם כי הוא פחות ממכר מהם. אם רק מדי פעם נמתיק בפה - זה לגמרי בסדר, אבל אם נאכל באופן קבוע מזון לא מגוון ועתיר סוכר, הסוכר יתנהג קצת כמו סמים ויגרום להתמכרות מסוימת למזונות מתוקים.
למרות שהוא נראה כאבקה פשוטה, הסוכר הוא פלא בוטני שמקורו בצומח. הסוכר השולחני המוכר לנו הוא פחמימה המורכבת מגלוקוז ופרוקטוז ונקראת סוכרוז (Sucrose). ישנם סוגים רבים של סוכרים - בפירות, מאכלים, ממתקים, קינוחים וכדומה. רבים צורכים אותו בקפה ובתה ואין עוגת יום הולדת שלא תכלול סוכר בכמות מוגזמת. על כל אלה קראו בתגית "סוכר".
#תולדות הסוכר
לסוכר היסטוריה עשירה. במהלכה הפך החומר המתוק והטבעי שהוא, מסחורה יקרה לאחד המרכיבים הנפוצים ביותר בתזונה המערבית.
דרכו אל התזונה האנושית החלה לפני אלפי שנים באזור דרום-מזרח אסיה, בעיקר בנגל, שם גידלו אנשים קנה סוכר (Saccharum officinarum) כצמח מאכל, לפני שהתפשט לאזורים כמו פפואה גינאה החדשה. המיצוי של קנה הסוכר — המיץ המתוק שנמצא בגבעול — היה בתחילה לעיסה פשוטה, הרחק מהגרגרים הלבנים שאנחנו מכירים היום.
המהפכה האמיתית התחילה בהודו העתיקה, שם פיתחו תהליך להפיכת מיץ קנה הסוכר לגרגרים מוצקים. הידע הזה נדד עם הסוחרים לפרס ומשם לאימפריה הערבית שהפכה את הסוכר למצרך יוקרתי. באירופה של ימי הביניים, סוכר היה כה יקר שרק אצילים יכלו להרשות לעצמם להשתמש בו, והוא הוצג בארוחות מפוארות כסמל סטטוס.
הכל השתנה בעקבות מסעות קולומבוס. הסוכר החל להיות מיוצר בהמוניו במטעים ענקיים בעולם החדש, בעיקר באיים הקריביים, תוך שימוש בעבודת עבדים. זהו פרק אפל בהיסטוריה של הסוכר — המתיקות שנהנו ממנה האירופאים הגיעה במחיר נורא של סבל אנושי.
#תזונתית
מבחינה תזונתית, סוכר הוא מקור לקלוריות ריקות — אנרגיה ללא ערכים תזונתיים נוספים. הגוף מפרק אותו במהירות, מה שגורם לעלייה חדה ברמות הסוכר בדם ואחריה לירידה מהירה. המחקר העכשווי מצביע על קשר בין צריכת סוכר מוגזמת לבין השמנה, סוכרת מסוג 2, מחלות לב וכלי דם, בעיות שיניים ואפילו דלקות כרוניות.
#התמכרות
השאלה אם סוכר ממכר נותרה שנויה במחלוקת בקהילה המדעית. מחקרים במכרסמים הראו דפוסי התנהגות דומים לאלו שנראים בהתמכרות לסמים. החיות הראו העדפה עזה לסוכר, חיפשו אותו בצורה אובססיבית והראו תסמיני גמילה כשהוא נלקח מהן.
אצל בני אדם, רבים מדווחים על "תשוקה" לסוכר ועל קושי להפסיק לצרוך אותו. חשוב לציין שמבחינה רפואית-קלינית, סוכר אינו מוגדר כחומר ממכר בספר האבחנות הפסיכיאטרי (DSM-5).
הנוירוביולוג ד"ר ניקול אווינה (Nicole Avena) מאוניברסיטת מאונט סיני בניו יורק הסבירה שצריכת סוכר משחררת דופמין במוח באופן דומה לסמים, אם כי בעוצמה נמוכה יותר. עם זאת, חוקרים אחרים טוענים שהדמיון בין התגובה לסוכר לבין התמכרות אמיתית הוא שטחי וההשפעות שלו על המוח הן חלשות מדי מכדי לעמוד בקריטריונים הרפואיים של התמכרות.
כיום, האמריקאי הממוצע צורך כ-22 כפיות של סוכרים מוספים מדי יום, שזה פי 4 מההמלצה של ארגון הבריאות העולמי. הסוכר מסתתר בכל מקום: ממשקאות קלים, דרך ארוחות של רשתות מזון מהיר ועד לרטבים לסלט ולחם. יצרני המזון גילו שהוספת סוכר מגבירה את הקניות החוזרות של המוצרים שלהם, ועובדה זו מעוררת שאלות רבות על סחר הוגן ואחריות תאגידית.
אז האם הסוכר הוא האויב? כמו רבים מיחסי האנושות עם המזון, התשובה מורכבת. סוכר בכמויות מתונות, כחלק מתזונה מאוזנת, אינו בהכרח מזיק. הבעיה מתחילה כשהוא הופך למרכיב דומיננטי בתפריט היומי — תופעה שהפכה נפוצה מדי בעידן המזון המתועש.
כך הסוכר משפיע על המוח (מתורגם):
http://youtu.be/lEXBxijQREo?t=6s
הסוכר מסתתר במקומות לא צפויים (מתורגם):
https://youtu.be/Q4CZ81EmAsw
האם הסוכר הוא הצרה הבריאותית של העולם השבע:
https://youtu.be/o6W-wKrb4t0
מפת הטעמים שזיהתה, מעט אחרת ממה שחושבים, את אזורי הטעם שעל לשוננו (מתורגם):
https://youtu.be/hz6GULbowAk
בעיות הבריאות שבסוכר:
https://youtu.be/EFlnlGx0B5U
וסרט תיעודי שחושף את הסכנות שיש בסוכר המתוק כל כך:
https://youtu.be/K3ksKkCOgTw?long=yes
מהו הבטון ומה המהפכה ההנדסית שהוא הרים לה?
בטון (Concrete ובצרפתית Béton) הוא חומר בנייה נפוץ במיוחד, שמאפשר בנייה חזקה ויציבה מאוד. הבטון מאפשר יכולת עיצוב גבוהה במיוחד, חוזק עצום ואטימות טובה מאוד.
קיימות מעל ל-100 תערובות שונות ליצירת בטון. לרוב הן יכללו בבטון המודרני תערובת של צמנט, חול, חצץ ומים. במצב הטבעי מתקשה תערובת הבטון, מתחזקת ומתמצקת, כלומר הופכת לבטון מוצק, בתוך 10 שעות.
מרבית הבטון בימינו מיוצר במפעלי בטון. מהמפעל נלקח הבטון אל אתרי הבנייה, באמצעות מערבל בטון, ששומר על הבטון מלהתייבש ולהפוך מוצק, על ידי עירבולו המתמיד ושמירתו בכך במצב נוזלי.
בפרויקטים גדולים, חלק גדול מהבטון לא מובא אל אתר הבנייה, אלא משמש ליציקת חלקי בניין במפעל עצמו. מרכיבים כאלו יועברו מהמפעל, כשהם בנויים לגמרי, בשלמותם או כחלקים שיורכבו באתר הבנייה עצמו.
היסטורית, אפשר הבטון עוד בימי האימפריה הרומית לבנות ערים גדולות. עוד כשפותח, בימי הרומאים, הצליחו להשתמש בו לבניה של מקדשים ובנייני פאר ענקיים. חלקם שרדו עד ימינו, כשהידועים שבהם הם הפנתיאון הרומי, מבנה הכיפה הגדול בעולם, והקולוסיאום - הבניין הגדול ביותר שבנו הרומים עם בטון. כבר אז נבנו מבטון מובילי מי הידועים כאקוודוקטים, גשרים, מעגנים, נמלים ובתי מרחץ.
בשנת 1756 הומצא הבטון המודרני, מערבוב של מלט, חלוקים ולבנים מפוררות. הממציא היה מהנדס בריטי בשם ג'ון סמיטון (John Smeaton). השיפור הזה הוביל עם הזמן ליכולת לבנות מבנים רבי קומות, מגדלי ענק וגורדי שחקים בגבהים מטורפים.
בימינו התווסף לבטון שימוש בחומרים ממוחזרים, כמו אפר שנכתש מתוצרי הלוואי של תחנות הכוח הפחמיות. כך חוצבים פחות, מצד אחד ומצד שני חוסכים באזורי פסולת מיותרים.
הנה הבטון וכיצד ניתן לשפרו בימינו (מתורגם):
https://youtu.be/znSeL66e8qE
תולדות השימוש בבטון:
https://youtu.be/0ZY4jx0m_Qg
כך השתמשו הרומים בבטון, בנו בעזרתו והגיעו לרמת חוזק ועמידות שלא תאומן:
https://youtu.be/_OvyEbsPLUU
ומצגת וידאו קצרה על הבטון הרומי המקורי:
https://youtu.be/_V1-7gxtT10
מהו מבנה החומר?
החומרים בעולם מגוונים ושונים זה מזה, בתכונות, במרקם וכדומה. אבל בואו נציץ בסיבות שהם שונים, באבני היסוד הבסיסיות ביותר של החומר ובחלקיקים הזעירים ביותר שהמדע מכיר. נביט למרכיבים של האטומים ושל המולקולות.
על מה מדובר?
כל החומרים בעולם מורכבים ממולקולות. המולקולות הללו בנויות מאטומים. את האטומים עצמם מרכיבים פרוטונים, נייטרונים וענן של אלקטרונים מסביבם.
לרוב לא מזכירים את זה אבל גם הפרוטונים והנויטרונים מורכבים מחלקיקים זעירים יותר שנקראים קוורקים, או קווארקים. נכון להיום, הקוורקים הם החלקיקים הקטנים ביותר שהמדע מכיר.
בניגוד לחלקיקים שיכולים להיות לבד בטבע, כמו האלקטרונים, הנויטרונים והפרוטונים, הקוורקים באים תמיד בזוגות או בשלשות. ככל הידוע לא ניתן למצוא קוורק בודד בטבע, או להפרידו. החשוב לעניין מבנה החומר הוא שהקווארקים נמשכים זה לזה ויוצרים את הפרוטונים והנויטרונים,
האחרונים מתחברים במינונים שונים ובכל הרכב של ניוטרונים ופרוטונים הם יוצרים גרעין של אחד מהיסודות הכימיים, אלו שמוצגים כל כך יפה בטבלה המחזורית. לכל יסוד בה יש מספר אטומי משלו.
דוגמאות? - בואו נראה: מימן למשל מכיל פרוטון אחד (מה שאומר שמספרו האטומי יהיה גם הוא 1). אם יהיו שני פרוטונים אז זה כבר גרעין של הליום ואתה כבר יודעים מה מספרו האטומי, נכון? (צודקים - התשובה היא 2). נמשיך ב-6 פרוטונים שיש לגרעין הפחמן ושמונה לחמצן וכן הלאה.
אגב, לא פעם בגרעין האטום משתנה המספר של הנויטרונים. למשל באטום פחמן יכולים להיות מספרים שונים של נויטרונים. ההבדלים הללו יוצרים איזוטופים - כולם פחמן אבל בעוד שהפעילות הכימית שלהם זהה, המאפיינים הפיזיקליים שלהם הם לא פעם שונים.
כך יש איזוטופים של פחמן שהם יציבים, בעוד שאחרים הם רדיואקטיביים. התכונות הללו שימושיות לא פעם, כמו במקרה של פחמן 14, שבזכותו ניתן לתארך את גילם של מאובנים וממצאים ארכיאולוגיים. יש כמובן איזוטופים אחרים, לא רק לפחמן. ביניהם כלור 35, כלור 37 ועוד.
נחזור לגרעין. יש בו לרוב מספר דומה של פרוטונים ונויטרונים. אבל מה בדיוק תפקידם של הנויטרונים?
ובכן, הנויטרונים מסייעים לפרוטונים להיצמד אלו לאלו, בניגוד לנטייה הבסיסית שלהם לדחות זה את זה, בשל המטען החשמלי השונה של פרוטונים שונים.
האטום נוצר מחיבור של פרוטונים בעלי מטען חשמלי חיובי לאלקטרונים בעלי מטען שלישי. באטומים נייטרליים מבחינה חשמלית יש מספר שווה של פרוטונים ואלקטרונים. כלומר, באטומים כאלה ייקשר אלקטרון שלילי אחד עם כל פרוטון חיובי. לכן יהיו בכל יסוד מספר דומה של אלקטרונים ופרוטונים והאטום שלו יהיה נייטרלי.
מדע הכימיה מכיר בכ-90 יסודות יציבים.
הנה תיאור מבנה החומר (מתורגם):
https://youtu.be/LE9Rmij-avM
סקירה על מבנה האטום (מתורגם):
https://youtu.be/mY1AMxUPhB8
כך נקשרים ביניהם אטומים לחלקיקים (מתורגם):
http://youtu.be/NgD9yHSJ29I?t=6s
תכנית חינוכית על מבנה החומר עם פרופסור דן שכטמן:
https://youtu.be/D2knuNloXH8?long=yes
וד"ר שקמה ברסלר שוורצמן מסבירה את החומר בצורה יפה ומקורית - בעזרת מוסיקה:
https://youtu.be/m5GKw93EL9M?long=yes
מהו גראפין - חומר העתיד?
הגראפין (Graphene) הוא חומר כימי חדש שיוכל בקלות להוביל את המהפכה הטכנולוגית הבאה.
הגראפין הוא חזק פי 200 יותר מפלדה, קל יותר מנוצה וגמיש כמו גומי. הסוללות החדשות עשויות הגראפין נטענות פי 20 יותר מהר ואורך חייהן פי 7 מהסוללות המוכרות לנו.
חומר הגראפין מפותח בהשקעות אדירות ואם יצליח הפיתוח נוכל לקבל בעתיד מכשירים שלא היכרנו כמותם.
דוגמאות? - כלי רכב ומטוסים קלים ובטיחותיים אך בעלי צריכת דלק זעירה, טלוויזיות שניתן להדביק על הקיר כמו טפטים ולגלגל כדי לקחת להרצאות, סמארטפונים ומחשבים גמישים וחזקים מפלדה, סוללות קלות ובעלות חיים ארוכים מאד, עיתונים אלקטרוניים שמחוברים לאינטרנט ומעודכנים בזמן הקריאה, חסרי משקל כמעט ושניתן לקפלם כרצוננו ועוד.
את פיתוח הגראפין מובילים צמד הפיזיקאים מאוניברסיטת מנצ’סטר באנגליה, זוכי פרס נובל בפיזיקה ב-2010, אנדרה גיים וקונסטנטין נובוסלוב. אם יצליח הפיתוח ניתן יהיה לייצר מהגרפן אפילו שרירים מלאכותיים שיחליפו את שרירי הגוף הפגועים של פצועים או את האיברים העייפים שלנו.
את ההמצאה המופלאה שלהם ביססו הממציאים על ערבוב של המינרל גרפיט, אותו גרפיט שאנו מכירים מהעפרונות שלנו, עם פיסות של סרטים דביקים!
אמנם לא הכל פתור בפיתוח הגראפין אבל השקעות של מיליארדים בפיתוחו מבטיחות שאם הוא יצליח, יהיה הגראפין לא פחות מאשר "הפלסטיק של המאה ה-21".
הנה החומר החזק מיהלום - גראפין:
https://youtu.be/fs1-9xRsGCQ
הפוטנציאל שלו לשינוי עולם המוצרים וחיי האדם:
https://youtu.be/Q_eTLPKdrHs
עוד על הגראפין:
http://youtu.be/WFacA6OwCjA
ההכנה של הגראפין ותולדות התגלית המדהימה:
http://youtu.be/PifL8bAybyc
סרטון הדרכה להכנת גראפין בבית:
http://youtu.be/Irg3kbnTN4o
נאנו-חומרים חדשים כבר נוצרו בעקבותיו:
https://youtu.be/jkAXhJWixJ8
איך שום דבר לא נדבק לטפלון?
טפלון (Teflon) הוא חומר פלסטי עמיד לחום, שמונע חיכוך או הידבקות של שאריות המזון לכלי בישול שעליו הוא מותקן. זוהי תרכובת כימית שהוצגה כמוצר מסחרי בשנת 1946. היא התגלתה 8 שנים לפני כן על ידי עובד חברת "דופונט" בשם רוי פלנקט.
התכונה המוכרת ביותר של הטפלון היא השימוש הנפוץ שעושים בו, בייצור של כלי בישול שונים. על ידי ציפוי של מחבתות בטפלון, אולי השימוש הכי מוכר שלו, ניתן לטגן ללא שמן, כשהמזון המטוגן לא נדבק למחבת.
הטפלון נודע גם ברמת החיכוך הנמוכה במיוחד שלו, כמעט הכי נמוכה מכל המוצקים המוכרים לאדם, אחרי פחמן דמוי יהלום. כיום מצפים בטפלון גם קליעי רובה, על מנת שהקליעים יעברו בקנה, תוך חיכוך מזערי וכך יימנעו אסונות של רובים מתפוצצים.
היסטורית, הוכנס הטפלון לשימוש, בפעם הראשונה, ב"פרויקט מנהטן", לפיתוח פצצת הגרעין האמריקאית במלחמת העולם השנייה.
הטפלון כל כך הצליח עד שהוא הפך לסמל תרבותי ולמטאפורה של אנשים ששום דבר לא נדבק בהם ושוב ושוב הם מצליחים לחמוק מעונש ומפגיעה בשמם הטוב. לא פעם אומרים, על פוליטיקאים למשל, שהם טפלון. משפטים כמו "אינספור חקירות וכתבי אישום הוגשו נגדו ולא יצאה מהם אף לא הרשעה אחת..." נאמרים מעת לעת על פוליטיקאי כזה ואחר.
#משימת חשיבה:
הטפלון הוא חומר שדוחה מים מאד, מה שנקרא "חומר הידרופובי". ניתן לראות זאת כששופכים מעט מים למחבת או לסיר המצופה טפלון. שימו לב שהמים מתחברים לטיפות ולא נשארים פזורים על פני כל המישור. הסיבה לכך היא הנטייה של המים להקטין את שטח המגע שלהם עם הטפלון, עד כמה שאפשר. הטיפות הללו שומרות על מגע מינימלי עם משטח הטפלון.
האם תוכלו לחשוב על שימוש מעניין וחדשני בתכונה זו של הטפלון?
כך פועל הטפלון (מתורגם):
https://youtu.be/uXaP43Zbz7U
למה משתמשים באלומיניום לפחיות משקה?
אם בעבר נהגו לייצר את פחיות המשקה (Cans) מפלדה, החלו עם הזמן לעבור לייצור של פחיות משקה מאלומיניום
כיום מיוצרות מרבית פחיות השתייה בעולם מאלומיניום. היתרון הגדול של האלומיניום כחומר לייצור של פחיות משקה נעוץ בכך שלא נוצרת בו קורוזיה או חלודה. הוא גם לא משרה טעם במשקאות, מה שמבטיח ליצרנים חומר קלאסי למשקאות שלהם.
יתרונות אלו הפכו את האלומיניום לחומר השימושי והנפוץ ביותר בעולם, לייצור של אריזות מזון ומשקאות. כיום מעריכים את מספר פחיות המשקה המיוצרות בכל שנה בעולם, בכמעט 300 מיליארד פחיות משקה.
אבל יתרונו הנוסף של האלומיניום הוא במיחזור הנוח והפשוט שלו. שוב ושוב ממחזרת התעשייה את אותו חומר ומייצרת פחיות משקה חדשות, שהן קלות לשינוע וחזקות מאד. מעריכים שבכל דקה ממוחזרות כיום מעל 100,000 פחיות שתייה בעולם.
כך מייצרים פחיות של משקאות:
http://youtu.be/V4TVDSWuR5E
וכך ממחזרים את האלומיניום של פחיות המשקה:
https://youtu.be/KmMP67eC2tg
איך הפיק האדם נחושת בימי קדם?
על אף שלא ידעו אז על תגובה כימית, גילו האנשים כבר לפני אלפי שנים, שאם יערמו בבור נחושת (Copper) חמצנית ופחם ויבעירו את הפחם, ייפלט חום שיתיך את הנחושת ויגרום לה לזלוג לתחתית הבור.
כשכיבו את האש וקיררו את הבור, קיבלו כיכר נחושת נקייה. צורת הכיכר התקבלה מצורתה של תחתית הבור.
אפילו בארץ, בתמנע שליד אילת, התגלו שרידים של מכרות נחושת עתיקים, בני 3500 שנה. גם בהם התגלו בורות ששימשו בימי מצרים העתיקה להפקת הנחושת בשיטה קדומה זו.
כך מפיקים מתכות (מתורגם):
http://youtu.be/ag6XNGAWEdA?t=28s
הנה ניסוי להפקת נחושת באמצעים כימיים (עברית):
http://youtu.be/u4MW1vLGrGU
מכרה נטוש מהעבר:
http://youtu.be/cZJtrElE4Ic
וממצאים של מכרה עתיק:
http://youtu.be/AVtuxtIP4g4
מהי נחושת ואיך תרמה לאדם מאז ימי קדם?
הנחושת (Copper) היא אחד החומרים המרתקים והחשובים בהיסטוריה של המין האנושי.
מסתבר שכבר בימי קדם הבינו את הפוטנציאל הגדול של הנחושת. היא ככל הנראה הייתה המתכת הראשונה שהאדם החל לעבד לצרכיו. הסיבה לכך נעוצה ככל הנראה בעובדה שלעתים אפשר היה למצוא גושים של נחושת על פני האדמה.
כבר בתקופות קדומות הנחושת הייתה מצוינת ליצירת תכשיטים, כלי נשק, כלי אוכל ואפילו כלים לצרכים רפואיים. הרומאים, למשל, השתמשו בנחושת כמעט לכל דבר, מייצור של מטבעות ועד כלי בישול.
אגב, השם האנגלי "קופר" בא משמה בלטינית של הנחושת - "קופרום". מקור השם הזה הוא באי קפריסין, בו כרו בימי קדם הרבה מאוד נחושת.
בהמשך ההיסטוריה התגלו יתרונות רבים אחרים וחדשניים. את הנחושת ניתן לרקוע היטב, מה שאפשר להשתמש בה לתכשיטים.
בהמשך אף החלו לשזור ממנה כבלים דקים וגילו שהיא חומר מוליך מעולה של חשמל וחום.
די מהר גם הסתבר שהיא עמידה בפני שיתוך ומתערבבת היטב עם מתכות אחרות, מה שהפך אותה לחומר מעולה ליצירת סגסוגות מתכת שימושיות בשלל תחומים (סגוסגת היא שילוב של שני יסודות כימיים או יותר, שאחד מהם הוא מתכת ולכן היא יוצרת חומר בעל תכונות מתכתיות).
בין הסגסוגות המכילות נחושת ניתן למצוא את הניקל, המשמשת לייצור מטבעות ולהבים של טורבינות, את סגסוגת הארד, שממנה מייצרים בין השאר מדליות ופסלים וכמובן גם את סגסוגת הפליז - הסגסוגת השימושית בייצור של צינורות ואינספור חלקי מכונות.
#הפקת נחושת
את הנחושת ניתן להפיק ממאות מינרלים המכילים אותה. בין המתאימים להפקה של נחושת נמצא את הקָלְקוֹצִיט (שהיא נחושת גפרית), קוּפְרִיט (תחמוצת הנחושת), כמו גם המינרלים הצבעוניים ביותר מַלְכִיט (שצבעו כחול ירוק) ואָזוּרִיט (נחושת פחמתית שצבעה כחול).
למינרל הקָלְקוֹפִירִיט (תערובת של נחושת וברזל גפרי) יש נצנוץ צהוב מתכתי המזכיר זהב, מה שהעניק לו בהיסטוריה את הכינוי "זהב השוטים".
אחד ממרבצי הנחושת הגדולים בעולם נמצא ב"רצועת הנחושת" של זמביה וזימבבווה, בעבר רודזיה.
הנה הנחושת (עברית):
https://youtu.be/Q71xjKMGVwg
הנחושת היא גם חומר ציפוי עיצובי (מתורגם):
https://youtu.be/oorB5sxXx6Q
ומכרה קדום של נחושת:
http://youtu.be/cZJtrElE4Ic
מהו החומר החזק בעולם, בורופין?
החומר החזק ביותר בעולם יהיה כנראה הבורופין (Borophene). זהו בחומר סינתטי, מלאכותי, שנוצר במעבדה ושלא ניתן למצוא בטבע.
הבורופין פותח בידי חוקרים אמריקאים ונחשף לעולם בשנת 2014. אפילו יותר מגראפין, חומר קל במיוחד שדומה לו במובנים שונים, נראה שהבורופין עשוי להיות החומר החזק ביותר בעולם.
את הבורופין מייצרים בתהליך של אידוי חומר בשם בורון ואז עיבוי שלו על יריעת כסף דקה. כיוון שבורון וכסף לא יוצרים תגובה כימית, נוצרת מעין יריעת בורון בעובי של אטום אחד והיא הבורופין.
כמו הגראפין, החומר הקל להפליא שפותח בשנים האחרונות ומהווה הישג מדעי לכשעצמו, גם הבורופין עשוי מיריעה דקה של אטומים. כל 36 אטומים שלו מסודרים כמשטח דו-ממדי, אותה יריעה שהוזכרה, כשבמרכזם חור בצורה הקסגון. המבנה הזה אינו רק יפה, אלא מקנה לו חוזק נדיר.
מה שמעניין הוא שבתהליך הזה נוצרות בבורופין תכונות שונות, שלא ניתן למצוא באטום הבורון, האטום שמרכיב אותו. למשל זה שלבורופין תכונות מתכתיות, על אף שהבורון הוא יסוד שאינו מתכתי. ניקח לדוגמה את המוליכות החשמלית שלו. בניגוד לבורון, שהוא רק מוליך למחצה, הבורופין מוליך חשמל מצוין. אבל הוא לא סתם מוליך חשמל, אלא שסידור האלקטרונים הייחודי שלו מאפשר זרימת אלקטרונים חד-כיוונית.
החוקרים רואים בעובדה זו פוטנציאל לשימושים עתידיים מגוונים, לצרכי הובלה חשמלית לכיוון אחד בלבד, כשהכיוון השני חסום ומאובטח נגד התחשמלות או העברת מתח חשמלי למקומות שאיננו רוצים.
הבורופין הוא הבטחה ענקית. כשילמדו כיצד ניתן ליישמו בתעשייה, הוא עשוי לשמש כחומר הבנייה של מבני ענק דקיקים, חזקים ויציבים להפליא.
כבר היום מדברים על שימוש בבורופין לצורך בניית "מעלית החלל", מתקן עתידני שיעלה בני-אדם אל מחוץ לאטמוספירה, ללא צורך בחלליות יקרות וצורכות אנרגיה (קראו עליה באאוריקה בתגית "מעלית חלל").
הנה בורופין - החומר החזק בתבל:
https://youtu.be/9WN_71PxjDs
ומעלית החלל שהבורופין יוכל להיות מחומרי הבנייה העיקריים שלה (מתורגם):
https://youtu.be/HQhmsDkZhQA
הסוכר (Sugar) הוא חומר גבישי ומתוק, נחשק עד כדי סוג של התמכרות, אך הוא בעצם שם למולקולות שנקראות פחמימות.
ישנם סוגים רבים של סוכרים בהמון מאכלים, כולל כאלה שאינם ממתקים או קינוחים. אבל מה גורם לנו לרצות כל כך את הסוכר?
הסוכר מפעיל את קולטני הטעם המתוק שבלשון ומשם נשלחים אותות עד לאזור בקליפת המוח האחראי על הטעם המתוק. הוא מפעיל את מערכת התגמול של המוח שגורמת לנו לרצות עוד מהמתוק הזה אבל גם לאובדן השליטה העצמית ותשוקה.
גם במעיים יש קולטני סוכר ששולחים למוח הודעות שגורמות לגוף לייצר עוד אינסולין, כדי לעמוד בתוספת הסוכר שהגוף קיבל.
גם הסוכר, כמו אלכוהול, ניקוטין והרואין, שולח דופמין להילוך יתר וגורם לנו לחפש עוד ממנו, אם כי הוא פחות ממכר מהם. אם רק מדי פעם נמתיק בפה - זה לגמרי בסדר, אבל אם נאכל באופן קבוע מזון לא מגוון ועתיר סוכר, הסוכר יתנהג קצת כמו סמים ויגרום להתמכרות מסוימת למזונות מתוקים.
למרות שהוא נראה כאבקה פשוטה, הסוכר הוא פלא בוטני שמקורו בצומח. הסוכר השולחני המוכר לנו הוא פחמימה המורכבת מגלוקוז ופרוקטוז ונקראת סוכרוז (Sucrose). ישנם סוגים רבים של סוכרים - בפירות, מאכלים, ממתקים, קינוחים וכדומה. רבים צורכים אותו בקפה ובתה ואין עוגת יום הולדת שלא תכלול סוכר בכמות מוגזמת. על כל אלה קראו בתגית "סוכר".
#תולדות הסוכר
לסוכר היסטוריה עשירה. במהלכה הפך החומר המתוק והטבעי שהוא, מסחורה יקרה לאחד המרכיבים הנפוצים ביותר בתזונה המערבית.
דרכו אל התזונה האנושית החלה לפני אלפי שנים באזור דרום-מזרח אסיה, בעיקר בנגל, שם גידלו אנשים קנה סוכר (Saccharum officinarum) כצמח מאכל, לפני שהתפשט לאזורים כמו פפואה גינאה החדשה. המיצוי של קנה הסוכר — המיץ המתוק שנמצא בגבעול — היה בתחילה לעיסה פשוטה, הרחק מהגרגרים הלבנים שאנחנו מכירים היום.
המהפכה האמיתית התחילה בהודו העתיקה, שם פיתחו תהליך להפיכת מיץ קנה הסוכר לגרגרים מוצקים. הידע הזה נדד עם הסוחרים לפרס ומשם לאימפריה הערבית שהפכה את הסוכר למצרך יוקרתי. באירופה של ימי הביניים, סוכר היה כה יקר שרק אצילים יכלו להרשות לעצמם להשתמש בו, והוא הוצג בארוחות מפוארות כסמל סטטוס.
הכל השתנה בעקבות מסעות קולומבוס. הסוכר החל להיות מיוצר בהמוניו במטעים ענקיים בעולם החדש, בעיקר באיים הקריביים, תוך שימוש בעבודת עבדים. זהו פרק אפל בהיסטוריה של הסוכר — המתיקות שנהנו ממנה האירופאים הגיעה במחיר נורא של סבל אנושי.
#תזונתית
מבחינה תזונתית, סוכר הוא מקור לקלוריות ריקות — אנרגיה ללא ערכים תזונתיים נוספים. הגוף מפרק אותו במהירות, מה שגורם לעלייה חדה ברמות הסוכר בדם ואחריה לירידה מהירה. המחקר העכשווי מצביע על קשר בין צריכת סוכר מוגזמת לבין השמנה, סוכרת מסוג 2, מחלות לב וכלי דם, בעיות שיניים ואפילו דלקות כרוניות.
#התמכרות
השאלה אם סוכר ממכר נותרה שנויה במחלוקת בקהילה המדעית. מחקרים במכרסמים הראו דפוסי התנהגות דומים לאלו שנראים בהתמכרות לסמים. החיות הראו העדפה עזה לסוכר, חיפשו אותו בצורה אובססיבית והראו תסמיני גמילה כשהוא נלקח מהן.
אצל בני אדם, רבים מדווחים על "תשוקה" לסוכר ועל קושי להפסיק לצרוך אותו. חשוב לציין שמבחינה רפואית-קלינית, סוכר אינו מוגדר כחומר ממכר בספר האבחנות הפסיכיאטרי (DSM-5).
הנוירוביולוג ד"ר ניקול אווינה (Nicole Avena) מאוניברסיטת מאונט סיני בניו יורק הסבירה שצריכת סוכר משחררת דופמין במוח באופן דומה לסמים, אם כי בעוצמה נמוכה יותר. עם זאת, חוקרים אחרים טוענים שהדמיון בין התגובה לסוכר לבין התמכרות אמיתית הוא שטחי וההשפעות שלו על המוח הן חלשות מדי מכדי לעמוד בקריטריונים הרפואיים של התמכרות.
כיום, האמריקאי הממוצע צורך כ-22 כפיות של סוכרים מוספים מדי יום, שזה פי 4 מההמלצה של ארגון הבריאות העולמי. הסוכר מסתתר בכל מקום: ממשקאות קלים, דרך ארוחות של רשתות מזון מהיר ועד לרטבים לסלט ולחם. יצרני המזון גילו שהוספת סוכר מגבירה את הקניות החוזרות של המוצרים שלהם, ועובדה זו מעוררת שאלות רבות על סחר הוגן ואחריות תאגידית.
אז האם הסוכר הוא האויב? כמו רבים מיחסי האנושות עם המזון, התשובה מורכבת. סוכר בכמויות מתונות, כחלק מתזונה מאוזנת, אינו בהכרח מזיק. הבעיה מתחילה כשהוא הופך למרכיב דומיננטי בתפריט היומי — תופעה שהפכה נפוצה מדי בעידן המזון המתועש.
כך הסוכר משפיע על המוח (מתורגם):
http://youtu.be/lEXBxijQREo?t=6s
הסוכר מסתתר במקומות לא צפויים (מתורגם):
https://youtu.be/Q4CZ81EmAsw
האם הסוכר הוא הצרה הבריאותית של העולם השבע:
https://youtu.be/o6W-wKrb4t0
מפת הטעמים שזיהתה, מעט אחרת ממה שחושבים, את אזורי הטעם שעל לשוננו (מתורגם):
https://youtu.be/hz6GULbowAk
בעיות הבריאות שבסוכר:
https://youtu.be/EFlnlGx0B5U
וסרט תיעודי שחושף את הסכנות שיש בסוכר המתוק כל כך:
https://youtu.be/K3ksKkCOgTw?long=yes
בטון (Concrete ובצרפתית Béton) הוא חומר בנייה נפוץ במיוחד, שמאפשר בנייה חזקה ויציבה מאוד. הבטון מאפשר יכולת עיצוב גבוהה במיוחד, חוזק עצום ואטימות טובה מאוד.
קיימות מעל ל-100 תערובות שונות ליצירת בטון. לרוב הן יכללו בבטון המודרני תערובת של צמנט, חול, חצץ ומים. במצב הטבעי מתקשה תערובת הבטון, מתחזקת ומתמצקת, כלומר הופכת לבטון מוצק, בתוך 10 שעות.
מרבית הבטון בימינו מיוצר במפעלי בטון. מהמפעל נלקח הבטון אל אתרי הבנייה, באמצעות מערבל בטון, ששומר על הבטון מלהתייבש ולהפוך מוצק, על ידי עירבולו המתמיד ושמירתו בכך במצב נוזלי.
בפרויקטים גדולים, חלק גדול מהבטון לא מובא אל אתר הבנייה, אלא משמש ליציקת חלקי בניין במפעל עצמו. מרכיבים כאלו יועברו מהמפעל, כשהם בנויים לגמרי, בשלמותם או כחלקים שיורכבו באתר הבנייה עצמו.
היסטורית, אפשר הבטון עוד בימי האימפריה הרומית לבנות ערים גדולות. עוד כשפותח, בימי הרומאים, הצליחו להשתמש בו לבניה של מקדשים ובנייני פאר ענקיים. חלקם שרדו עד ימינו, כשהידועים שבהם הם הפנתיאון הרומי, מבנה הכיפה הגדול בעולם, והקולוסיאום - הבניין הגדול ביותר שבנו הרומים עם בטון. כבר אז נבנו מבטון מובילי מי הידועים כאקוודוקטים, גשרים, מעגנים, נמלים ובתי מרחץ.
בשנת 1756 הומצא הבטון המודרני, מערבוב של מלט, חלוקים ולבנים מפוררות. הממציא היה מהנדס בריטי בשם ג'ון סמיטון (John Smeaton). השיפור הזה הוביל עם הזמן ליכולת לבנות מבנים רבי קומות, מגדלי ענק וגורדי שחקים בגבהים מטורפים.
בימינו התווסף לבטון שימוש בחומרים ממוחזרים, כמו אפר שנכתש מתוצרי הלוואי של תחנות הכוח הפחמיות. כך חוצבים פחות, מצד אחד ומצד שני חוסכים באזורי פסולת מיותרים.
הנה הבטון וכיצד ניתן לשפרו בימינו (מתורגם):
https://youtu.be/znSeL66e8qE
תולדות השימוש בבטון:
https://youtu.be/0ZY4jx0m_Qg
כך השתמשו הרומים בבטון, בנו בעזרתו והגיעו לרמת חוזק ועמידות שלא תאומן:
https://youtu.be/_OvyEbsPLUU
ומצגת וידאו קצרה על הבטון הרומי המקורי:
https://youtu.be/_V1-7gxtT10
החומרים בעולם מגוונים ושונים זה מזה, בתכונות, במרקם וכדומה. אבל בואו נציץ בסיבות שהם שונים, באבני היסוד הבסיסיות ביותר של החומר ובחלקיקים הזעירים ביותר שהמדע מכיר. נביט למרכיבים של האטומים ושל המולקולות.
על מה מדובר?
כל החומרים בעולם מורכבים ממולקולות. המולקולות הללו בנויות מאטומים. את האטומים עצמם מרכיבים פרוטונים, נייטרונים וענן של אלקטרונים מסביבם.
לרוב לא מזכירים את זה אבל גם הפרוטונים והנויטרונים מורכבים מחלקיקים זעירים יותר שנקראים קוורקים, או קווארקים. נכון להיום, הקוורקים הם החלקיקים הקטנים ביותר שהמדע מכיר.
בניגוד לחלקיקים שיכולים להיות לבד בטבע, כמו האלקטרונים, הנויטרונים והפרוטונים, הקוורקים באים תמיד בזוגות או בשלשות. ככל הידוע לא ניתן למצוא קוורק בודד בטבע, או להפרידו. החשוב לעניין מבנה החומר הוא שהקווארקים נמשכים זה לזה ויוצרים את הפרוטונים והנויטרונים,
האחרונים מתחברים במינונים שונים ובכל הרכב של ניוטרונים ופרוטונים הם יוצרים גרעין של אחד מהיסודות הכימיים, אלו שמוצגים כל כך יפה בטבלה המחזורית. לכל יסוד בה יש מספר אטומי משלו.
דוגמאות? - בואו נראה: מימן למשל מכיל פרוטון אחד (מה שאומר שמספרו האטומי יהיה גם הוא 1). אם יהיו שני פרוטונים אז זה כבר גרעין של הליום ואתה כבר יודעים מה מספרו האטומי, נכון? (צודקים - התשובה היא 2). נמשיך ב-6 פרוטונים שיש לגרעין הפחמן ושמונה לחמצן וכן הלאה.
אגב, לא פעם בגרעין האטום משתנה המספר של הנויטרונים. למשל באטום פחמן יכולים להיות מספרים שונים של נויטרונים. ההבדלים הללו יוצרים איזוטופים - כולם פחמן אבל בעוד שהפעילות הכימית שלהם זהה, המאפיינים הפיזיקליים שלהם הם לא פעם שונים.
כך יש איזוטופים של פחמן שהם יציבים, בעוד שאחרים הם רדיואקטיביים. התכונות הללו שימושיות לא פעם, כמו במקרה של פחמן 14, שבזכותו ניתן לתארך את גילם של מאובנים וממצאים ארכיאולוגיים. יש כמובן איזוטופים אחרים, לא רק לפחמן. ביניהם כלור 35, כלור 37 ועוד.
נחזור לגרעין. יש בו לרוב מספר דומה של פרוטונים ונויטרונים. אבל מה בדיוק תפקידם של הנויטרונים?
ובכן, הנויטרונים מסייעים לפרוטונים להיצמד אלו לאלו, בניגוד לנטייה הבסיסית שלהם לדחות זה את זה, בשל המטען החשמלי השונה של פרוטונים שונים.
האטום נוצר מחיבור של פרוטונים בעלי מטען חשמלי חיובי לאלקטרונים בעלי מטען שלישי. באטומים נייטרליים מבחינה חשמלית יש מספר שווה של פרוטונים ואלקטרונים. כלומר, באטומים כאלה ייקשר אלקטרון שלילי אחד עם כל פרוטון חיובי. לכן יהיו בכל יסוד מספר דומה של אלקטרונים ופרוטונים והאטום שלו יהיה נייטרלי.
מדע הכימיה מכיר בכ-90 יסודות יציבים.
הנה תיאור מבנה החומר (מתורגם):
https://youtu.be/LE9Rmij-avM
סקירה על מבנה האטום (מתורגם):
https://youtu.be/mY1AMxUPhB8
כך נקשרים ביניהם אטומים לחלקיקים (מתורגם):
http://youtu.be/NgD9yHSJ29I?t=6s
תכנית חינוכית על מבנה החומר עם פרופסור דן שכטמן:
https://youtu.be/D2knuNloXH8?long=yes
וד"ר שקמה ברסלר שוורצמן מסבירה את החומר בצורה יפה ומקורית - בעזרת מוסיקה:
https://youtu.be/m5GKw93EL9M?long=yes
הגראפין (Graphene) הוא חומר כימי חדש שיוכל בקלות להוביל את המהפכה הטכנולוגית הבאה.
הגראפין הוא חזק פי 200 יותר מפלדה, קל יותר מנוצה וגמיש כמו גומי. הסוללות החדשות עשויות הגראפין נטענות פי 20 יותר מהר ואורך חייהן פי 7 מהסוללות המוכרות לנו.
חומר הגראפין מפותח בהשקעות אדירות ואם יצליח הפיתוח נוכל לקבל בעתיד מכשירים שלא היכרנו כמותם.
דוגמאות? - כלי רכב ומטוסים קלים ובטיחותיים אך בעלי צריכת דלק זעירה, טלוויזיות שניתן להדביק על הקיר כמו טפטים ולגלגל כדי לקחת להרצאות, סמארטפונים ומחשבים גמישים וחזקים מפלדה, סוללות קלות ובעלות חיים ארוכים מאד, עיתונים אלקטרוניים שמחוברים לאינטרנט ומעודכנים בזמן הקריאה, חסרי משקל כמעט ושניתן לקפלם כרצוננו ועוד.
את פיתוח הגראפין מובילים צמד הפיזיקאים מאוניברסיטת מנצ’סטר באנגליה, זוכי פרס נובל בפיזיקה ב-2010, אנדרה גיים וקונסטנטין נובוסלוב. אם יצליח הפיתוח ניתן יהיה לייצר מהגרפן אפילו שרירים מלאכותיים שיחליפו את שרירי הגוף הפגועים של פצועים או את האיברים העייפים שלנו.
את ההמצאה המופלאה שלהם ביססו הממציאים על ערבוב של המינרל גרפיט, אותו גרפיט שאנו מכירים מהעפרונות שלנו, עם פיסות של סרטים דביקים!
אמנם לא הכל פתור בפיתוח הגראפין אבל השקעות של מיליארדים בפיתוחו מבטיחות שאם הוא יצליח, יהיה הגראפין לא פחות מאשר "הפלסטיק של המאה ה-21".
הנה החומר החזק מיהלום - גראפין:
https://youtu.be/fs1-9xRsGCQ
הפוטנציאל שלו לשינוי עולם המוצרים וחיי האדם:
https://youtu.be/Q_eTLPKdrHs
עוד על הגראפין:
http://youtu.be/WFacA6OwCjA
ההכנה של הגראפין ותולדות התגלית המדהימה:
http://youtu.be/PifL8bAybyc
סרטון הדרכה להכנת גראפין בבית:
http://youtu.be/Irg3kbnTN4o
נאנו-חומרים חדשים כבר נוצרו בעקבותיו:
https://youtu.be/jkAXhJWixJ8
חומרים
טפלון (Teflon) הוא חומר פלסטי עמיד לחום, שמונע חיכוך או הידבקות של שאריות המזון לכלי בישול שעליו הוא מותקן. זוהי תרכובת כימית שהוצגה כמוצר מסחרי בשנת 1946. היא התגלתה 8 שנים לפני כן על ידי עובד חברת "דופונט" בשם רוי פלנקט.
התכונה המוכרת ביותר של הטפלון היא השימוש הנפוץ שעושים בו, בייצור של כלי בישול שונים. על ידי ציפוי של מחבתות בטפלון, אולי השימוש הכי מוכר שלו, ניתן לטגן ללא שמן, כשהמזון המטוגן לא נדבק למחבת.
הטפלון נודע גם ברמת החיכוך הנמוכה במיוחד שלו, כמעט הכי נמוכה מכל המוצקים המוכרים לאדם, אחרי פחמן דמוי יהלום. כיום מצפים בטפלון גם קליעי רובה, על מנת שהקליעים יעברו בקנה, תוך חיכוך מזערי וכך יימנעו אסונות של רובים מתפוצצים.
היסטורית, הוכנס הטפלון לשימוש, בפעם הראשונה, ב"פרויקט מנהטן", לפיתוח פצצת הגרעין האמריקאית במלחמת העולם השנייה.
הטפלון כל כך הצליח עד שהוא הפך לסמל תרבותי ולמטאפורה של אנשים ששום דבר לא נדבק בהם ושוב ושוב הם מצליחים לחמוק מעונש ומפגיעה בשמם הטוב. לא פעם אומרים, על פוליטיקאים למשל, שהם טפלון. משפטים כמו "אינספור חקירות וכתבי אישום הוגשו נגדו ולא יצאה מהם אף לא הרשעה אחת..." נאמרים מעת לעת על פוליטיקאי כזה ואחר.
#משימת חשיבה:
הטפלון הוא חומר שדוחה מים מאד, מה שנקרא "חומר הידרופובי". ניתן לראות זאת כששופכים מעט מים למחבת או לסיר המצופה טפלון. שימו לב שהמים מתחברים לטיפות ולא נשארים פזורים על פני כל המישור. הסיבה לכך היא הנטייה של המים להקטין את שטח המגע שלהם עם הטפלון, עד כמה שאפשר. הטיפות הללו שומרות על מגע מינימלי עם משטח הטפלון.
האם תוכלו לחשוב על שימוש מעניין וחדשני בתכונה זו של הטפלון?
כך פועל הטפלון (מתורגם):
https://youtu.be/uXaP43Zbz7U
אם בעבר נהגו לייצר את פחיות המשקה (Cans) מפלדה, החלו עם הזמן לעבור לייצור של פחיות משקה מאלומיניום
כיום מיוצרות מרבית פחיות השתייה בעולם מאלומיניום. היתרון הגדול של האלומיניום כחומר לייצור של פחיות משקה נעוץ בכך שלא נוצרת בו קורוזיה או חלודה. הוא גם לא משרה טעם במשקאות, מה שמבטיח ליצרנים חומר קלאסי למשקאות שלהם.
יתרונות אלו הפכו את האלומיניום לחומר השימושי והנפוץ ביותר בעולם, לייצור של אריזות מזון ומשקאות. כיום מעריכים את מספר פחיות המשקה המיוצרות בכל שנה בעולם, בכמעט 300 מיליארד פחיות משקה.
אבל יתרונו הנוסף של האלומיניום הוא במיחזור הנוח והפשוט שלו. שוב ושוב ממחזרת התעשייה את אותו חומר ומייצרת פחיות משקה חדשות, שהן קלות לשינוע וחזקות מאד. מעריכים שבכל דקה ממוחזרות כיום מעל 100,000 פחיות שתייה בעולם.
כך מייצרים פחיות של משקאות:
http://youtu.be/V4TVDSWuR5E
וכך ממחזרים את האלומיניום של פחיות המשקה:
https://youtu.be/KmMP67eC2tg
על אף שלא ידעו אז על תגובה כימית, גילו האנשים כבר לפני אלפי שנים, שאם יערמו בבור נחושת (Copper) חמצנית ופחם ויבעירו את הפחם, ייפלט חום שיתיך את הנחושת ויגרום לה לזלוג לתחתית הבור.
כשכיבו את האש וקיררו את הבור, קיבלו כיכר נחושת נקייה. צורת הכיכר התקבלה מצורתה של תחתית הבור.
אפילו בארץ, בתמנע שליד אילת, התגלו שרידים של מכרות נחושת עתיקים, בני 3500 שנה. גם בהם התגלו בורות ששימשו בימי מצרים העתיקה להפקת הנחושת בשיטה קדומה זו.
כך מפיקים מתכות (מתורגם):
http://youtu.be/ag6XNGAWEdA?t=28s
הנה ניסוי להפקת נחושת באמצעים כימיים (עברית):
http://youtu.be/u4MW1vLGrGU
מכרה נטוש מהעבר:
http://youtu.be/cZJtrElE4Ic
וממצאים של מכרה עתיק:
http://youtu.be/AVtuxtIP4g4
הנחושת (Copper) היא אחד החומרים המרתקים והחשובים בהיסטוריה של המין האנושי.
מסתבר שכבר בימי קדם הבינו את הפוטנציאל הגדול של הנחושת. היא ככל הנראה הייתה המתכת הראשונה שהאדם החל לעבד לצרכיו. הסיבה לכך נעוצה ככל הנראה בעובדה שלעתים אפשר היה למצוא גושים של נחושת על פני האדמה.
כבר בתקופות קדומות הנחושת הייתה מצוינת ליצירת תכשיטים, כלי נשק, כלי אוכל ואפילו כלים לצרכים רפואיים. הרומאים, למשל, השתמשו בנחושת כמעט לכל דבר, מייצור של מטבעות ועד כלי בישול.
אגב, השם האנגלי "קופר" בא משמה בלטינית של הנחושת - "קופרום". מקור השם הזה הוא באי קפריסין, בו כרו בימי קדם הרבה מאוד נחושת.
בהמשך ההיסטוריה התגלו יתרונות רבים אחרים וחדשניים. את הנחושת ניתן לרקוע היטב, מה שאפשר להשתמש בה לתכשיטים.
בהמשך אף החלו לשזור ממנה כבלים דקים וגילו שהיא חומר מוליך מעולה של חשמל וחום.
די מהר גם הסתבר שהיא עמידה בפני שיתוך ומתערבבת היטב עם מתכות אחרות, מה שהפך אותה לחומר מעולה ליצירת סגסוגות מתכת שימושיות בשלל תחומים (סגוסגת היא שילוב של שני יסודות כימיים או יותר, שאחד מהם הוא מתכת ולכן היא יוצרת חומר בעל תכונות מתכתיות).
בין הסגסוגות המכילות נחושת ניתן למצוא את הניקל, המשמשת לייצור מטבעות ולהבים של טורבינות, את סגסוגת הארד, שממנה מייצרים בין השאר מדליות ופסלים וכמובן גם את סגסוגת הפליז - הסגסוגת השימושית בייצור של צינורות ואינספור חלקי מכונות.
#הפקת נחושת
את הנחושת ניתן להפיק ממאות מינרלים המכילים אותה. בין המתאימים להפקה של נחושת נמצא את הקָלְקוֹצִיט (שהיא נחושת גפרית), קוּפְרִיט (תחמוצת הנחושת), כמו גם המינרלים הצבעוניים ביותר מַלְכִיט (שצבעו כחול ירוק) ואָזוּרִיט (נחושת פחמתית שצבעה כחול).
למינרל הקָלְקוֹפִירִיט (תערובת של נחושת וברזל גפרי) יש נצנוץ צהוב מתכתי המזכיר זהב, מה שהעניק לו בהיסטוריה את הכינוי "זהב השוטים".
אחד ממרבצי הנחושת הגדולים בעולם נמצא ב"רצועת הנחושת" של זמביה וזימבבווה, בעבר רודזיה.
הנה הנחושת (עברית):
https://youtu.be/Q71xjKMGVwg
הנחושת היא גם חומר ציפוי עיצובי (מתורגם):
https://youtu.be/oorB5sxXx6Q
ומכרה קדום של נחושת:
http://youtu.be/cZJtrElE4Ic
החומר החזק ביותר בעולם יהיה כנראה הבורופין (Borophene). זהו בחומר סינתטי, מלאכותי, שנוצר במעבדה ושלא ניתן למצוא בטבע.
הבורופין פותח בידי חוקרים אמריקאים ונחשף לעולם בשנת 2014. אפילו יותר מגראפין, חומר קל במיוחד שדומה לו במובנים שונים, נראה שהבורופין עשוי להיות החומר החזק ביותר בעולם.
את הבורופין מייצרים בתהליך של אידוי חומר בשם בורון ואז עיבוי שלו על יריעת כסף דקה. כיוון שבורון וכסף לא יוצרים תגובה כימית, נוצרת מעין יריעת בורון בעובי של אטום אחד והיא הבורופין.
כמו הגראפין, החומר הקל להפליא שפותח בשנים האחרונות ומהווה הישג מדעי לכשעצמו, גם הבורופין עשוי מיריעה דקה של אטומים. כל 36 אטומים שלו מסודרים כמשטח דו-ממדי, אותה יריעה שהוזכרה, כשבמרכזם חור בצורה הקסגון. המבנה הזה אינו רק יפה, אלא מקנה לו חוזק נדיר.
מה שמעניין הוא שבתהליך הזה נוצרות בבורופין תכונות שונות, שלא ניתן למצוא באטום הבורון, האטום שמרכיב אותו. למשל זה שלבורופין תכונות מתכתיות, על אף שהבורון הוא יסוד שאינו מתכתי. ניקח לדוגמה את המוליכות החשמלית שלו. בניגוד לבורון, שהוא רק מוליך למחצה, הבורופין מוליך חשמל מצוין. אבל הוא לא סתם מוליך חשמל, אלא שסידור האלקטרונים הייחודי שלו מאפשר זרימת אלקטרונים חד-כיוונית.
החוקרים רואים בעובדה זו פוטנציאל לשימושים עתידיים מגוונים, לצרכי הובלה חשמלית לכיוון אחד בלבד, כשהכיוון השני חסום ומאובטח נגד התחשמלות או העברת מתח חשמלי למקומות שאיננו רוצים.
הבורופין הוא הבטחה ענקית. כשילמדו כיצד ניתן ליישמו בתעשייה, הוא עשוי לשמש כחומר הבנייה של מבני ענק דקיקים, חזקים ויציבים להפליא.
כבר היום מדברים על שימוש בבורופין לצורך בניית "מעלית החלל", מתקן עתידני שיעלה בני-אדם אל מחוץ לאטמוספירה, ללא צורך בחלליות יקרות וצורכות אנרגיה (קראו עליה באאוריקה בתגית "מעלית חלל").
הנה בורופין - החומר החזק בתבל:
https://youtu.be/9WN_71PxjDs
ומעלית החלל שהבורופין יוכל להיות מחומרי הבנייה העיקריים שלה (מתורגם):
https://youtu.be/HQhmsDkZhQA
מהו הסידן ולמה הוא תורם?
סידן (Calcium) הוא החומר ההכרחי ביותר לבריאות העצמות בגופנו. בנוסף, הוא גם מווסת ומזרז תהליכים חשובים נוספים בגופנו.
הסידן מסייע ומחזק את העצמות שלנו. אם נאכל ממנו יתחזקו העצמות שלנו ונהיה יציבים ובריאים יותר. הסידן שומר גם על העצמות וגם על מבנה וחוזק השיניים שלנו.
העצמות אמנם זקוקות לעוד מרכיב חיוני כדי להיות חזקות, שהוא בוויטמין D. חשיבותו היא מעצם העובדה שהוא מסייע בספיגת הסידן ובבניית העצמות.
החלב מכיל סידן רב והרבה ממנו נספג בגוף כשאוכלים מוצרי חלב. אכילת מוצרי חלב תורמת הרבה סידן, שחסר פעמים רבות לגופנו. מומלץ לאכול מוצרי חלב, רצויים אף יותר מוצרי חלב מועשרים בסידן וגבינות קשות.
סידן וויטמין D נכללים במאכלים כמו חלב, יוגורט, טחינה, דגים כמו סלמון, טונה וסרדינים ובירקות ירוקים, דוגמת תרד, פטרוזיליה ועלי רוקט.
גם דגנים מועשרים מצויינים לבניית עצם וכך גם ביצים. אפילו מיץ תפוזים שידוע בוויטמין C שבו, נמכר כיום כשהוא מועשר בוויטמין D ובסידן.
מי שאינו צורך חלב מסיבות בריאות נוהגים לקבל את הסידן ממקורות אחרים, כמו כרוב וברוקולי, שיש בהם הרבה סידן.
כך תורם הסידן להתפתחות העצמות שלנו ולגדילה (מתורגם):
https://youtu.be/yJoQj5-TIvE
על הסידן ותפקידו בגוף:
https://youtu.be/9f_-AxN5JPc
החשיבות שבצריכת מוצרים עתירי קלציום:
https://youtu.be/xgtMaz9r2QE
ובחיוך על מוצרי החלב שמציעים את הסידן בשפע אבל לא פעם הופכים פגי תוקף (עברית):
http://youtu.be/1TMSF9-4pEE
סידן (Calcium) הוא החומר ההכרחי ביותר לבריאות העצמות בגופנו. בנוסף, הוא גם מווסת ומזרז תהליכים חשובים נוספים בגופנו.
הסידן מסייע ומחזק את העצמות שלנו. אם נאכל ממנו יתחזקו העצמות שלנו ונהיה יציבים ובריאים יותר. הסידן שומר גם על העצמות וגם על מבנה וחוזק השיניים שלנו.
העצמות אמנם זקוקות לעוד מרכיב חיוני כדי להיות חזקות, שהוא בוויטמין D. חשיבותו היא מעצם העובדה שהוא מסייע בספיגת הסידן ובבניית העצמות.
החלב מכיל סידן רב והרבה ממנו נספג בגוף כשאוכלים מוצרי חלב. אכילת מוצרי חלב תורמת הרבה סידן, שחסר פעמים רבות לגופנו. מומלץ לאכול מוצרי חלב, רצויים אף יותר מוצרי חלב מועשרים בסידן וגבינות קשות.
סידן וויטמין D נכללים במאכלים כמו חלב, יוגורט, טחינה, דגים כמו סלמון, טונה וסרדינים ובירקות ירוקים, דוגמת תרד, פטרוזיליה ועלי רוקט.
גם דגנים מועשרים מצויינים לבניית עצם וכך גם ביצים. אפילו מיץ תפוזים שידוע בוויטמין C שבו, נמכר כיום כשהוא מועשר בוויטמין D ובסידן.
מי שאינו צורך חלב מסיבות בריאות נוהגים לקבל את הסידן ממקורות אחרים, כמו כרוב וברוקולי, שיש בהם הרבה סידן.
כך תורם הסידן להתפתחות העצמות שלנו ולגדילה (מתורגם):
https://youtu.be/yJoQj5-TIvE
על הסידן ותפקידו בגוף:
https://youtu.be/9f_-AxN5JPc
החשיבות שבצריכת מוצרים עתירי קלציום:
https://youtu.be/xgtMaz9r2QE
ובחיוך על מוצרי החלב שמציעים את הסידן בשפע אבל לא פעם הופכים פגי תוקף (עברית):
http://youtu.be/1TMSF9-4pEE
מהם קורי העכביש וממה הם עשויים?
רשת קורי העכביש (Spider Web) היא הרשת המורכבת שעכבישים טווים מחומר שהם מייצרים בגופם. רשתות אלה משמשות כמלכודות חרקים.
רשתות קורי העכביש הן מצורות הציד המתוחכמות בטבע. מרבית העכבישאים צדים את החרקים לתזונתם באמצעות קורי עכביש שכאלה ובאמצעות שיטה זו, של טוויית רשת לכידה.
רק מעטים משתמשים בקורים לצרכים אחרים, כמו רשת טיפוס, שהיא מעין סולם טבעי, או עטיפה של הטרף בתוך פקעת קורים שטוו מסביבו.
אבל איך הם מייצרים את קורי העכביש וממה הם עשויים בדיוק?
הקורים הללו הם בעצם חוטי חלבון חזקים במיוחד, שמייצר העכביש בתוך גופו, באמצעות "פטמות טוויה" (Spinneret), איברים שממוקמים אצלו בחלק התחתון של הבטן.
הנה עכביש לוכד דבורה שנתפסה בקורי העכביש:
https://youtu.be/6eBIeBgKNcY
עכבישת צרעה טווה קורים:
https://youtu.be/a69hql8A5MU
ליד נחלים קורה לא פעם שמיליוני עכבישים טווים קורים כדי ללכוד את היתושים הרבים שעל המים:
https://youtu.be/wWDgFXzgkSo
וקורי עכביש באורך של קילומטר שנפרסו אחרי שטפון באוסטרליה (ללא מילים):
https://youtu.be/UOxw48Ze1CA
רשת קורי העכביש (Spider Web) היא הרשת המורכבת שעכבישים טווים מחומר שהם מייצרים בגופם. רשתות אלה משמשות כמלכודות חרקים.
רשתות קורי העכביש הן מצורות הציד המתוחכמות בטבע. מרבית העכבישאים צדים את החרקים לתזונתם באמצעות קורי עכביש שכאלה ובאמצעות שיטה זו, של טוויית רשת לכידה.
רק מעטים משתמשים בקורים לצרכים אחרים, כמו רשת טיפוס, שהיא מעין סולם טבעי, או עטיפה של הטרף בתוך פקעת קורים שטוו מסביבו.
אבל איך הם מייצרים את קורי העכביש וממה הם עשויים בדיוק?
הקורים הללו הם בעצם חוטי חלבון חזקים במיוחד, שמייצר העכביש בתוך גופו, באמצעות "פטמות טוויה" (Spinneret), איברים שממוקמים אצלו בחלק התחתון של הבטן.
הנה עכביש לוכד דבורה שנתפסה בקורי העכביש:
https://youtu.be/6eBIeBgKNcY
עכבישת צרעה טווה קורים:
https://youtu.be/a69hql8A5MU
ליד נחלים קורה לא פעם שמיליוני עכבישים טווים קורים כדי ללכוד את היתושים הרבים שעל המים:
https://youtu.be/wWDgFXzgkSo
וקורי עכביש באורך של קילומטר שנפרסו אחרי שטפון באוסטרליה (ללא מילים):
https://youtu.be/UOxw48Ze1CA
מהו השיש?
שיש (Marble) הוא סלע קשה, המשמש כבר אלפי שנים לבנייה, פיסול ועוד.
ללא השיש קשה לראות את האמנות העתיקה מתקיימת, במיוחד את אמנות הפיסול והבנייה העתיקים. זה במיוחד בולט לאור השתמרותו המעולה באדמה כממצא ארכאולוגי, כמעט ללא נזק ובמשך אלפי שנים.
ואכן, השיש היה חומר הגלם העיקרי לפיסול הקלאסי, ביוון העתיקה ובתקופה הרומית. הוא שימש לאותן מטרות גם בתקופת הרנסאנס, תקופה שהחייתה את סגנון הפיסול והעקרונות האמנותיים של התקופות העתיקות הללו.
גאולוגית, השיש הוא סלע גבישי קשה ועמיד במיוחד. במהלך הדורות הוא שימש לבניית מקדשים וארמונות חזקים ויציבים, שאלמלא קרסו בהרס מכוון של כובשים וצבאות או ברעידות אדמה, היו ודאי עומדים עדיין במקומם.
הנה פסלים יווניים ורומיים משיש:
https://youtu.be/9HpVVgWk3m4
תולדות השיש, מסלע חצוב ועד פסלים עשויי שיש:
https://youtu.be/68h7mkJPTTc
כך מפסלים בשיש:
https://youtu.be/WbLqrsHJEVc
עוד על יצירת הפסלים משיש:
https://youtu.be/gyWeksAo8VM
כך פורסים את השיש במפעל למטרות בנייה:
http://youtu.be/59RVcFPXN_g
וכך משמש השיש בעיצוב המודרני היוקרתי ביותר:
https://youtu.be/pOOD4G8JZzM
שיש (Marble) הוא סלע קשה, המשמש כבר אלפי שנים לבנייה, פיסול ועוד.
ללא השיש קשה לראות את האמנות העתיקה מתקיימת, במיוחד את אמנות הפיסול והבנייה העתיקים. זה במיוחד בולט לאור השתמרותו המעולה באדמה כממצא ארכאולוגי, כמעט ללא נזק ובמשך אלפי שנים.
ואכן, השיש היה חומר הגלם העיקרי לפיסול הקלאסי, ביוון העתיקה ובתקופה הרומית. הוא שימש לאותן מטרות גם בתקופת הרנסאנס, תקופה שהחייתה את סגנון הפיסול והעקרונות האמנותיים של התקופות העתיקות הללו.
גאולוגית, השיש הוא סלע גבישי קשה ועמיד במיוחד. במהלך הדורות הוא שימש לבניית מקדשים וארמונות חזקים ויציבים, שאלמלא קרסו בהרס מכוון של כובשים וצבאות או ברעידות אדמה, היו ודאי עומדים עדיין במקומם.
הנה פסלים יווניים ורומיים משיש:
https://youtu.be/9HpVVgWk3m4
תולדות השיש, מסלע חצוב ועד פסלים עשויי שיש:
https://youtu.be/68h7mkJPTTc
כך מפסלים בשיש:
https://youtu.be/WbLqrsHJEVc
עוד על יצירת הפסלים משיש:
https://youtu.be/gyWeksAo8VM
כך פורסים את השיש במפעל למטרות בנייה:
http://youtu.be/59RVcFPXN_g
וכך משמש השיש בעיצוב המודרני היוקרתי ביותר:
https://youtu.be/pOOD4G8JZzM
מי המציאה את החיתולים החד-פעמיים?
החיתולים החד-פעמיים (Disposable diapers), שללא ספק שינו את חיי ההורים והתינוקות בעולם המודרני, נולדו מתוך הצורך של אימהות עובדות שחיפשו פתרון יעיל וקל לשימוש.
סיפור הולדתם מתחיל בשנות ה-40 של המאה ה-20, כאשר מריון דונובן (Marion Donovan), אם צעירה ומהנדסת במקצועה, התעייפה מכביסת החיתולים הבלתי פוסקת של ילדיה.
דונובן החלה לפתח את הרעיון הראשוני בשנת 1946, כשיצרה כיסוי לחיתול בד מווילון של מקלחת. היא תפרה כיס שבתוכו הונח החיתול המסורתי, מה שמנע דליפות ושמר על בגדי התינוק יבשים. ההמצאה, שכונתה "Boater", זכתה לפטנט ב-1949.
המהפכה האמיתית התרחשה כאשר ויקטור מילס (Victor Mills), מהנדס כימיה בחברת פרוקטר אנד גמבל (Procter & Gamble), החל בשנת 1955 לחפש פתרון טוב יותר עבור נכדו. הוא פיתח חיתול חד-פעמי שכלל שכבת נייר סופג במיוחד, שכבת פלסטיק חיצונית אטומה למים וסרטי הדבקה נוחים לשימוש.
החיתולים הראשונים של פרוקטר אנד גמבל, שנקראו "פמפרס" (Pampers), הושקו לראשונה ב-1959 במספר ערים לניסוי, עוד לפני ההשקה הארצית.
ב-1961 מוציאה החברה את החיתולים החד-פעמיים בדייטון, אוהיו והמהפכה מתחילה. למרות המחיר הגבוה יחסית, ההורים מגלים די מהר את היתרונות המשמעותיים של הפמפרס: נוחות השימוש, השמירה הטובה יותר על עור התינוק והכביסה הביתית שמצטמצמת מאוד.
אגב, ההמצאה החדשה סוגרת באחת את שירותי כביסת החיתולים, שהיו נפוצים עד אז ונעלמו לחלוטין. והתפתחות הטכנולוגיה של החד פעמי המשיכה עם המצאת הג'ל הסופג בתחילת שנות ה-60, גם אם הוא הוכנס לשימוש מסחרי בחיתולים רק בעשור הבא.
ב-1975 חברת קימברלי-קלארק (Kimberly-Clark) נכנסת לשוק עם המותג "האגיס" (Huggies), מה שמוביל לתחרות ולשיפור מתמיד במוצרים.
אלא שמנגד נולדת בעיה חדשה, עניין סביבתי שיילך ויחמיר עם השנים. כיום מושלכים לאשפה בכל שנה, כ-20 מיליארד חיתולים חד-פעמיים בארצות הברית לבדה. המודעות הסביבתית עתידה להביל לפיתוח של חיתולים מתכלים וידידותיים לסביבה, אך הדרך עוד ארוכה, אם בכלל קיימת, עד לביטולם של החיתולים המזהמים.
ערימות הזבל המודרניות מלאות בחיתולים חד-פעמיים, המושלכים לזבל ולא פעם מפיצים מחלות. המומחים גם מציינים שלא פחות מ-500 שנה יעברו עד להתכלות החומרים שבאותם חיתולים שהושלכו לאשפה.
ולמרות הביקורת הסביבתית, החיתולים החד-פעמיים נחשבים לאחת ההמצאות הנוחות והמקילות ביותר על חיי המשפחה המודרנית. הם שיחררו הורים, במיוחד אימהות, מהעול היומיומי של כביסת חיתולים תוך שהם תורמים משמעותית לבריאות ולנוחות התינוקות. בממוצע, כל תינוק משתמש בכ-8,000 חיתולים עד הגמילה.
כיום, משולבות בחלק מהחיתולים החד-פעמיים המודרניים טכנולוגיות מתקדמות כמו חיישני לחות, חומרים המותאמים לעור רגיש ועיצובים ארגונומיים. תעשיית החיתולים החד-פעמיים הפכה לשוק גלובלי המגלגל מיליארדי דולרים מדי שנה.
הנה המצאת החיתולים החד פעמיים בידי אם:
https://youtu.be/q2lVv-KWcnQ
הממציאה מספרת:
https://youtu.be/zfd5Z7YFCIY
דוגמה לפרסומות החיתולים החד פעמיים (עברית):
https://youtu.be/KLZiXUL8NyI
כך מייצרים אותם:
https://youtu.be/dkjNB3uh4h8
מצד שני החיתולים הללו הם בעיה סביבתית:
https://youtu.be/jNgOK9vUyyI
ואישה צעירה שניסתה לחזור לחיתול רב-פעמי (עברית):
https://youtu.be/lRhVyoaedlU?long=yes
החיתולים החד-פעמיים (Disposable diapers), שללא ספק שינו את חיי ההורים והתינוקות בעולם המודרני, נולדו מתוך הצורך של אימהות עובדות שחיפשו פתרון יעיל וקל לשימוש.
סיפור הולדתם מתחיל בשנות ה-40 של המאה ה-20, כאשר מריון דונובן (Marion Donovan), אם צעירה ומהנדסת במקצועה, התעייפה מכביסת החיתולים הבלתי פוסקת של ילדיה.
דונובן החלה לפתח את הרעיון הראשוני בשנת 1946, כשיצרה כיסוי לחיתול בד מווילון של מקלחת. היא תפרה כיס שבתוכו הונח החיתול המסורתי, מה שמנע דליפות ושמר על בגדי התינוק יבשים. ההמצאה, שכונתה "Boater", זכתה לפטנט ב-1949.
המהפכה האמיתית התרחשה כאשר ויקטור מילס (Victor Mills), מהנדס כימיה בחברת פרוקטר אנד גמבל (Procter & Gamble), החל בשנת 1955 לחפש פתרון טוב יותר עבור נכדו. הוא פיתח חיתול חד-פעמי שכלל שכבת נייר סופג במיוחד, שכבת פלסטיק חיצונית אטומה למים וסרטי הדבקה נוחים לשימוש.
החיתולים הראשונים של פרוקטר אנד גמבל, שנקראו "פמפרס" (Pampers), הושקו לראשונה ב-1959 במספר ערים לניסוי, עוד לפני ההשקה הארצית.
ב-1961 מוציאה החברה את החיתולים החד-פעמיים בדייטון, אוהיו והמהפכה מתחילה. למרות המחיר הגבוה יחסית, ההורים מגלים די מהר את היתרונות המשמעותיים של הפמפרס: נוחות השימוש, השמירה הטובה יותר על עור התינוק והכביסה הביתית שמצטמצמת מאוד.
אגב, ההמצאה החדשה סוגרת באחת את שירותי כביסת החיתולים, שהיו נפוצים עד אז ונעלמו לחלוטין. והתפתחות הטכנולוגיה של החד פעמי המשיכה עם המצאת הג'ל הסופג בתחילת שנות ה-60, גם אם הוא הוכנס לשימוש מסחרי בחיתולים רק בעשור הבא.
ב-1975 חברת קימברלי-קלארק (Kimberly-Clark) נכנסת לשוק עם המותג "האגיס" (Huggies), מה שמוביל לתחרות ולשיפור מתמיד במוצרים.
אלא שמנגד נולדת בעיה חדשה, עניין סביבתי שיילך ויחמיר עם השנים. כיום מושלכים לאשפה בכל שנה, כ-20 מיליארד חיתולים חד-פעמיים בארצות הברית לבדה. המודעות הסביבתית עתידה להביל לפיתוח של חיתולים מתכלים וידידותיים לסביבה, אך הדרך עוד ארוכה, אם בכלל קיימת, עד לביטולם של החיתולים המזהמים.
ערימות הזבל המודרניות מלאות בחיתולים חד-פעמיים, המושלכים לזבל ולא פעם מפיצים מחלות. המומחים גם מציינים שלא פחות מ-500 שנה יעברו עד להתכלות החומרים שבאותם חיתולים שהושלכו לאשפה.
ולמרות הביקורת הסביבתית, החיתולים החד-פעמיים נחשבים לאחת ההמצאות הנוחות והמקילות ביותר על חיי המשפחה המודרנית. הם שיחררו הורים, במיוחד אימהות, מהעול היומיומי של כביסת חיתולים תוך שהם תורמים משמעותית לבריאות ולנוחות התינוקות. בממוצע, כל תינוק משתמש בכ-8,000 חיתולים עד הגמילה.
כיום, משולבות בחלק מהחיתולים החד-פעמיים המודרניים טכנולוגיות מתקדמות כמו חיישני לחות, חומרים המותאמים לעור רגיש ועיצובים ארגונומיים. תעשיית החיתולים החד-פעמיים הפכה לשוק גלובלי המגלגל מיליארדי דולרים מדי שנה.
הנה המצאת החיתולים החד פעמיים בידי אם:
https://youtu.be/q2lVv-KWcnQ
הממציאה מספרת:
https://youtu.be/zfd5Z7YFCIY
דוגמה לפרסומות החיתולים החד פעמיים (עברית):
https://youtu.be/KLZiXUL8NyI
כך מייצרים אותם:
https://youtu.be/dkjNB3uh4h8
מצד שני החיתולים הללו הם בעיה סביבתית:
https://youtu.be/jNgOK9vUyyI
ואישה צעירה שניסתה לחזור לחיתול רב-פעמי (עברית):
https://youtu.be/lRhVyoaedlU?long=yes
מהם הגבישים?
גְבִישִׁים, או קריסטלים (Crystals), הם מינרלים רבים בצורות גאומטריות שונות שניתן למצוא בטבע. גושי סלע שונים הם בעצם תוצאה של החיבור בין מיליוני גבישים זעירים.
הגבישים מתאפיינים בשטחים חלקים, עם קצוות ישרים ופינות סימטריות.
רובנו מכירים גבישים בתור אבני חן צבעוניות ומבריקות ולרוב יפות במיוחד. מרבית האבנים היקרות בטבע, כמו אבני יהלום, ספיר, ברקת ואופל, הן למעשה גבישי מינרלים.
כדאי לדעת שגבישים משמשים גם למאכל. המלח והסוכר הם הגבישים הכי מוכרים שעולים על שולחננו.
בכימיה שלו, הגביש הוא חומר מוצק שמורכב מאטומים, מולקולות או יונים, המסודרים בתבנית שחוזרת על עצמה ב-3 ממדים. אבני הבניין של מוצקים שונים ובמיוחד של מתכות, מרביתן בנויות מגבישים.
הצורה המרהיבה של הגבישים נובעת מכך שאטומים של יסודות שונים בטבע מסתדרים בגבישים בזוויות שונות. גבישי ברזל למשל, נערכים בזווית ישרה. גבישי צורן לעומתם, מסודרים בזווית ישרה אך נטוייה באלכסונים. גם המלח הוא גביש ומבט במיקרוסקופ מראה שגבישי המלח השולחני שלנו מזכירים קוביות קטנות. גבישי הזירקון, לעומתם, המשמשים ליצירת תכשיטים, מזכירים בצורתם הטבעית פירמידות.
יופיים של הגבישים השפיע מאד על האמנות ועל העיצוב המודרניים. מבנים רבים, פסלים ויצירות אמנות משתמשים באסתטיקה של הגבישים למרקמים ותבניות עיצוביות מדהימים.
ואכן, בנוסף לגבישים הטבעיים, חלק גדול מהגבישים בימינו מיוצרים באופן מלאכותי, בתהליכים כימיים בתעשייה.
הכירו מגוון של גבישים בתגית "גבישים".
כך נוצרים הגבישים בטבע (מתורגם):
https://youtu.be/PgSRAsgrKmg
התגבשות של גבישים שונים תחת מיקרוסקופ:
https://youtu.be/SsvJtKNrsj8
גבישים במיקרוסקופ כשהם מוארים צבעים:
https://youtu.be/bxGrI9KW1eo
הסיבה לאהבה שלנו לגבישים (עברית):
http://youtu.be/c9qjLl7mXsQ
מערה במקסיקו שיש בה גבישי ענק מדהימים ביופיים, שנוצרו בטמפרטורה ולחות גבוהים במיוחד:
http://youtu.be/wQSk179D-xY
סרט תיעודי על הגבישים הללו:
https://youtu.be/w0ztlIAYTCU?long=yes
ותכנית חינוכית על הגביש (עברית):
https://youtu.be/H684Khlfnrw?long=yes
גְבִישִׁים, או קריסטלים (Crystals), הם מינרלים רבים בצורות גאומטריות שונות שניתן למצוא בטבע. גושי סלע שונים הם בעצם תוצאה של החיבור בין מיליוני גבישים זעירים.
הגבישים מתאפיינים בשטחים חלקים, עם קצוות ישרים ופינות סימטריות.
רובנו מכירים גבישים בתור אבני חן צבעוניות ומבריקות ולרוב יפות במיוחד. מרבית האבנים היקרות בטבע, כמו אבני יהלום, ספיר, ברקת ואופל, הן למעשה גבישי מינרלים.
כדאי לדעת שגבישים משמשים גם למאכל. המלח והסוכר הם הגבישים הכי מוכרים שעולים על שולחננו.
בכימיה שלו, הגביש הוא חומר מוצק שמורכב מאטומים, מולקולות או יונים, המסודרים בתבנית שחוזרת על עצמה ב-3 ממדים. אבני הבניין של מוצקים שונים ובמיוחד של מתכות, מרביתן בנויות מגבישים.
הצורה המרהיבה של הגבישים נובעת מכך שאטומים של יסודות שונים בטבע מסתדרים בגבישים בזוויות שונות. גבישי ברזל למשל, נערכים בזווית ישרה. גבישי צורן לעומתם, מסודרים בזווית ישרה אך נטוייה באלכסונים. גם המלח הוא גביש ומבט במיקרוסקופ מראה שגבישי המלח השולחני שלנו מזכירים קוביות קטנות. גבישי הזירקון, לעומתם, המשמשים ליצירת תכשיטים, מזכירים בצורתם הטבעית פירמידות.
יופיים של הגבישים השפיע מאד על האמנות ועל העיצוב המודרניים. מבנים רבים, פסלים ויצירות אמנות משתמשים באסתטיקה של הגבישים למרקמים ותבניות עיצוביות מדהימים.
ואכן, בנוסף לגבישים הטבעיים, חלק גדול מהגבישים בימינו מיוצרים באופן מלאכותי, בתהליכים כימיים בתעשייה.
הכירו מגוון של גבישים בתגית "גבישים".
כך נוצרים הגבישים בטבע (מתורגם):
https://youtu.be/PgSRAsgrKmg
התגבשות של גבישים שונים תחת מיקרוסקופ:
https://youtu.be/SsvJtKNrsj8
גבישים במיקרוסקופ כשהם מוארים צבעים:
https://youtu.be/bxGrI9KW1eo
הסיבה לאהבה שלנו לגבישים (עברית):
http://youtu.be/c9qjLl7mXsQ
מערה במקסיקו שיש בה גבישי ענק מדהימים ביופיים, שנוצרו בטמפרטורה ולחות גבוהים במיוחד:
http://youtu.be/wQSk179D-xY
סרט תיעודי על הגבישים הללו:
https://youtu.be/w0ztlIAYTCU?long=yes
ותכנית חינוכית על הגביש (עברית):
https://youtu.be/H684Khlfnrw?long=yes
מהו מצב צבירה ומהי טמפרטורת מעבר?
מצב הצבירה (States of matter) הוא אחד מהמצבים הבסיסיים והעיקריים של החומר, כמו שהוא בטמפרטורות שונות.
מצבי הצבירה המוכרים ביותר הם מוצק, נוזל וגז, כשישנו עוד מצב צבירה הנקרא פלזמה.
בטמפרטורה מסוימת יעבור חומר ממצב צבירה אחד לשני.הטמפרטורה הזו נקראת טמפרטורת מעבר.
להבנה לעומק של הנושא היכנסו לתגית "מצבי צבירה".
הנה מצבי צבירה וטמפרטורת המעבר (עברית):
https://youtu.be/vFZ58338BbM
על החלקיקים של החומר במצבי הצבירה השונים:
https://youtu.be/unmEVTBHAEM
והפלזמה (מתורגם):
https://youtu.be/tJplytSR-ww
מצב הצבירה (States of matter) הוא אחד מהמצבים הבסיסיים והעיקריים של החומר, כמו שהוא בטמפרטורות שונות.
מצבי הצבירה המוכרים ביותר הם מוצק, נוזל וגז, כשישנו עוד מצב צבירה הנקרא פלזמה.
בטמפרטורה מסוימת יעבור חומר ממצב צבירה אחד לשני.הטמפרטורה הזו נקראת טמפרטורת מעבר.
להבנה לעומק של הנושא היכנסו לתגית "מצבי צבירה".
הנה מצבי צבירה וטמפרטורת המעבר (עברית):
https://youtu.be/vFZ58338BbM
על החלקיקים של החומר במצבי הצבירה השונים:
https://youtu.be/unmEVTBHAEM
והפלזמה (מתורגם):
https://youtu.be/tJplytSR-ww
מהי פלדה ומאיפה היא מגיעה?
פלדה (Steel) היא המתכת הכי נפוצה בעולם המודרני, מתכת שמשתמשים בה הכי הרבה ובכל זאת - היא אינה יסוד, אלא סגסוגת המיוצרת ממתכות אחרות.
הבולטת במתכות אלה היא מתכת הברזל, שלעומת מתכות אחרות ניתן בקלות להפכו לפלדה. במקור, פלדה היא סגסוגת של ברזל ופחמן, כשתכולת הפחמן בה היא קטנה ביותר (מקסימום 2.1% במשקל).
מהי סגסוגת, אתם שואלים?
סגסוגת היא נתך של מתכות, כלומר תערובת מותכת של ברזל וסיגים. כל סגסוגת מערבת מתכות שונות שהותכו ביחד ומתערבבות למתכת חדשה, בעלת תכונות משובחות וייחודיות לה.
ואכן, בזכות החוזק, הגמישות והעמידות שלה, הפלדה היא מהחומרים הנפוצים ביותר בבניין, בתעשייה ובהנדסה. כך לדוגמה, מהווה הפלדה את החומר העיקרי ממנו בנויים הגשרים התלויים. הם מורכבים מסיפון עשוי פלדה, שנתלה על כבלי פלדה, המחוברים ועוברים מעל ומעבר לעמודי פלדה.
למעשה, פלדה הוא השם הכולל למספר סוגי סגסוגות של פלדה. לכל אחד מהם תכונות ושימושים משלו. כללית ומעבר לתכונות המיוחדות לכל פלדה, הסגסוגות הללו ידועות בחוזקן הרב. מבין הסוגים השונים שלה, סוגי הפלדה הנפוצים יותר הם ה, נירוסטה, פלדת הפחמן ופלדת סגסוגת.
כך הופכים ברזל לפלדה:
https://youtu.be/qR6IxO_GqU0
מפעלי פלדה מודרניים (ללא מילים):
https://youtu.be/t2o8Dc5XYUc
כך מייצרים פלדה:
https://youtu.be/9l7JqonyoKA
וסרטון תיעודי על הפלדה וההיסטוריה שלה:
https://youtu.be/gWY-HYSpuCc
פלדה (Steel) היא המתכת הכי נפוצה בעולם המודרני, מתכת שמשתמשים בה הכי הרבה ובכל זאת - היא אינה יסוד, אלא סגסוגת המיוצרת ממתכות אחרות.
הבולטת במתכות אלה היא מתכת הברזל, שלעומת מתכות אחרות ניתן בקלות להפכו לפלדה. במקור, פלדה היא סגסוגת של ברזל ופחמן, כשתכולת הפחמן בה היא קטנה ביותר (מקסימום 2.1% במשקל).
מהי סגסוגת, אתם שואלים?
סגסוגת היא נתך של מתכות, כלומר תערובת מותכת של ברזל וסיגים. כל סגסוגת מערבת מתכות שונות שהותכו ביחד ומתערבבות למתכת חדשה, בעלת תכונות משובחות וייחודיות לה.
ואכן, בזכות החוזק, הגמישות והעמידות שלה, הפלדה היא מהחומרים הנפוצים ביותר בבניין, בתעשייה ובהנדסה. כך לדוגמה, מהווה הפלדה את החומר העיקרי ממנו בנויים הגשרים התלויים. הם מורכבים מסיפון עשוי פלדה, שנתלה על כבלי פלדה, המחוברים ועוברים מעל ומעבר לעמודי פלדה.
למעשה, פלדה הוא השם הכולל למספר סוגי סגסוגות של פלדה. לכל אחד מהם תכונות ושימושים משלו. כללית ומעבר לתכונות המיוחדות לכל פלדה, הסגסוגות הללו ידועות בחוזקן הרב. מבין הסוגים השונים שלה, סוגי הפלדה הנפוצים יותר הם ה, נירוסטה, פלדת הפחמן ופלדת סגסוגת.
כך הופכים ברזל לפלדה:
https://youtu.be/qR6IxO_GqU0
מפעלי פלדה מודרניים (ללא מילים):
https://youtu.be/t2o8Dc5XYUc
כך מייצרים פלדה:
https://youtu.be/9l7JqonyoKA
וסרטון תיעודי על הפלדה וההיסטוריה שלה:
https://youtu.be/gWY-HYSpuCc
ממה עשוי היקום ומהו החומר האפל שבו?
בימי הביניים האמינו המדענים שהיקום הוא קטן. התגליות של קופרניקוס וניוטון הראו שבנוסף לכדור הארץ יש כוכבים רבים במערכת השמש וביקום שמסביב עוד המוני כוכבים נוספים. המדען אדווין האבל גילה רק במאה ה-20 שהיקום הולך ומתפשט כל הזמן ומשתנה בלי הפסקה והוא כלל איננו קבוע בצורתו ובגודלו.
אבל איך זה קשור לחומרים שמהם עשוי היקום שלנו?
ובכן, בעשורים האחרונים התגלה שהחומר שממנו עשויים הכוכבים, הגלקסיות וכל מה שחי עליהם הוא בערך 5% מהחומר שקיים ביקום. הממצא המדהים הזה העלה את השאלה מהו החומר שממנו מורכבים שאר 95% של היקום. מה דעתכם?
בשנות ה-60 של המאה הקודמת גילו המדענים שגלקסיות מסתובבות במהירות עצומה. הם שאלו את עצמם כיצד הכוכבים נשארים במסלול הסיבוב ולא עפים החוצה מהגלקסיה. כוח הכבידה שהם חישבו היה קטן מדי מכדי לשמור על הכוכבים בתוך הגלקסיה.
בשנות ה-80 הגיעה חוקרת בשם ורה רובין למסקנה הבלתי נמנעת שחומר כלשהו, ככל הנראה חומר בלתי נראה, מחזיק את הכוכבים מלעוף מהמרכז החוצה, על אף שמהירותם גדולה מהצפוי על פי העקרונות המוכרים לנו.
החומר הזה זכה לשם "החומר האפל". פיסיקאים שעוסקים בתחום מעריכים שטלסקופים מאפשרים לראות כיום עד 10% מהמסה הקיימת ביקום. שאר המסה ביקום היא ככל הנראה של אותו חומר מסתורי ובלתי נראה.
בשנים שחלפו מאז צפו בכמה הזדמנויות באירועים שיתכן ואישרו את קיומו של החומר האפל הזה.
החל מניצנוץ כוכבים רחוקים בזמן שמסה לא נראית חולפת על פניהם, דרך עיוות הזמן והמרחב בגלקסיות שגורמת מסה בלתי נראית, ועד לענני גז שניתן לראות רק בטלסקופ רנטגן אבל בטלסקופ רגיל לא רואים דבר מהם - קיומו של החומר האפל הלך ונראה כעובדה.
אבל הוכחות חד משמעיות וממצאים שיאשרו את קיומו של החומר האפל לא נמצאו עדיין. אפילו לזהות מהם החלקיקים שמהם עשוי החומר הזה לא הצליחו עדיין הפיסיקאים. זה די מבלבל - לדעת שמשהו ככל הנראה קיים אבל לא למצוא מהו, משום שהוא בלתי נראה!
בכל מקרה, על פי תיאוריית החומר האפל, מעל 90% מנפח היקום הוא חלל ריק, ואקום, שכל מה שיש בו הם שדות אלקטרומגנטיים, שדות כבידה עמוסים בקרינה אלקטרומגנטית מסוגים שונים, ביניהם האור הנראה, גלי רדיו ועוד.
זה החומר שממנו עשוי היקום (מתורגם):
http://youtu.be/P5WACfIb-qk
סיפורו של החומר האפל שממלא כמעט את כל היקום (מתורגם):
http://youtu.be/HneiEA1B8ks
בסוף הכל מורכב מאטומים שמרכיבים את היקום ונוצרו כך (מתורגם):
https://youtu.be/CBZH4dMac-Q
כך מסביר החומר האפל את התצפיות הלא-צפויות של מהירות תנועת הכוכבים בגלקסיות (מתורגם):
http://youtu.be/cx7pmSBXHfs
וסרט תיעודי קצר שמציג את החומר שממנו עשוי היקום (עברית):
https://youtu.be/CKoZe-jQDAU?long=yes
בימי הביניים האמינו המדענים שהיקום הוא קטן. התגליות של קופרניקוס וניוטון הראו שבנוסף לכדור הארץ יש כוכבים רבים במערכת השמש וביקום שמסביב עוד המוני כוכבים נוספים. המדען אדווין האבל גילה רק במאה ה-20 שהיקום הולך ומתפשט כל הזמן ומשתנה בלי הפסקה והוא כלל איננו קבוע בצורתו ובגודלו.
אבל איך זה קשור לחומרים שמהם עשוי היקום שלנו?
ובכן, בעשורים האחרונים התגלה שהחומר שממנו עשויים הכוכבים, הגלקסיות וכל מה שחי עליהם הוא בערך 5% מהחומר שקיים ביקום. הממצא המדהים הזה העלה את השאלה מהו החומר שממנו מורכבים שאר 95% של היקום. מה דעתכם?
בשנות ה-60 של המאה הקודמת גילו המדענים שגלקסיות מסתובבות במהירות עצומה. הם שאלו את עצמם כיצד הכוכבים נשארים במסלול הסיבוב ולא עפים החוצה מהגלקסיה. כוח הכבידה שהם חישבו היה קטן מדי מכדי לשמור על הכוכבים בתוך הגלקסיה.
בשנות ה-80 הגיעה חוקרת בשם ורה רובין למסקנה הבלתי נמנעת שחומר כלשהו, ככל הנראה חומר בלתי נראה, מחזיק את הכוכבים מלעוף מהמרכז החוצה, על אף שמהירותם גדולה מהצפוי על פי העקרונות המוכרים לנו.
החומר הזה זכה לשם "החומר האפל". פיסיקאים שעוסקים בתחום מעריכים שטלסקופים מאפשרים לראות כיום עד 10% מהמסה הקיימת ביקום. שאר המסה ביקום היא ככל הנראה של אותו חומר מסתורי ובלתי נראה.
בשנים שחלפו מאז צפו בכמה הזדמנויות באירועים שיתכן ואישרו את קיומו של החומר האפל הזה.
החל מניצנוץ כוכבים רחוקים בזמן שמסה לא נראית חולפת על פניהם, דרך עיוות הזמן והמרחב בגלקסיות שגורמת מסה בלתי נראית, ועד לענני גז שניתן לראות רק בטלסקופ רנטגן אבל בטלסקופ רגיל לא רואים דבר מהם - קיומו של החומר האפל הלך ונראה כעובדה.
אבל הוכחות חד משמעיות וממצאים שיאשרו את קיומו של החומר האפל לא נמצאו עדיין. אפילו לזהות מהם החלקיקים שמהם עשוי החומר הזה לא הצליחו עדיין הפיסיקאים. זה די מבלבל - לדעת שמשהו ככל הנראה קיים אבל לא למצוא מהו, משום שהוא בלתי נראה!
בכל מקרה, על פי תיאוריית החומר האפל, מעל 90% מנפח היקום הוא חלל ריק, ואקום, שכל מה שיש בו הם שדות אלקטרומגנטיים, שדות כבידה עמוסים בקרינה אלקטרומגנטית מסוגים שונים, ביניהם האור הנראה, גלי רדיו ועוד.
זה החומר שממנו עשוי היקום (מתורגם):
http://youtu.be/P5WACfIb-qk
סיפורו של החומר האפל שממלא כמעט את כל היקום (מתורגם):
http://youtu.be/HneiEA1B8ks
בסוף הכל מורכב מאטומים שמרכיבים את היקום ונוצרו כך (מתורגם):
https://youtu.be/CBZH4dMac-Q
כך מסביר החומר האפל את התצפיות הלא-צפויות של מהירות תנועת הכוכבים בגלקסיות (מתורגם):
http://youtu.be/cx7pmSBXHfs
וסרט תיעודי קצר שמציג את החומר שממנו עשוי היקום (עברית):
https://youtu.be/CKoZe-jQDAU?long=yes
