יבמ פיתחה פולימרים חזקים בעלי כושר התאוששות עצמית

דף הבית >> פיתוחים חדשים וצ'יפים >> יבמ פיתחה פולימרים חזקים בעלי כושר התאוששות עצמית
יבמ פיתחה פולימרים חזקים בעלי כושר התאוששות עצמית
מאת: חיים חביב, 20.5.14, 07:30IBM
 
הפיתוח התאפשר בסיוע כלי כימיה חישובית והסתמכות על מערכות מחשוב בעלות ביצועים גבוהים במיוחד, לבניית מודלים של הריאקציות הכימיות המתקיימות בתהליך יצירת הפולימר.

מדענים במעבדת המחקר של יבמ חשפו פיתוח מהפכני - סוג חדש של פולימרים, שמסוגלים לשנות את עולם הייצור בתחומי התחבורה, התעופה והמיקרו-אלקטרוניקה. באמצעות גישה ייחודית המשלבת מחשוב עתיר ביצועים עם כימיה של פולימרים סינתטיים, מציעים החומרים החדשים עמידות יוצאת דופן בפני סדקים ושברים, חוזק גדול מעצמות אנושיות, ואפשרות שחזור עצמי של צורתם המקורית - הכול מבלי לוותר על מחזור מלא לחומרים המקוריים מהם יוצרו.
 
החומרים החדשים מהווים תשתית למבנים פולימריים מורכבים, שמוסיפים 50% לחוזק המבני הכולל באופן ההופך אותם חזקים במיוחד וקלי משקל ביחס לחומרים אחרים בעלי חוזק דומה. המחקר התנהל בשיתוף עם אוניברסיטאות ברקלי בארה"ב, איינדהובן בהולנד ועיר המדע ע"ש המלך עבדולעזיז (KACST) שבסעודיה. תוצאות המחקר התפרסמו השבוע בעיתון המדעי "Science".
 
הפולימרים - שרשרת ארוכה של מולקולות הקשורות זו לזו בקשרים כימיים, מהווים חלק בלתי נפרד מחיי היום יום שלנו. הם מרכיבים מגוון רחב של חפצים החל מבגדים ובקבוקי משקה (פוליאסטר), צבעים (פוליקריל), בקבוקי חלב עשויים פלסטיק (פוליאתילן), אריזות מזון (פוליאולפין, פוליסטירין) ועד לחלקים בכלי רכב ומטוסים (אפוקסי, פוליאמיד ופולימיד). הם גם רכיב חיוני בכל טכנולוגיה תעשייתית החל מעידן המהפכה התעשייתית ועד ימינו: מנוע הקיטור, ספינת החלל, המחשב והטלפון הסלולרי.
 
הפולימרים של ימינו מוגבלים בתחומים מסוימים. בעולם התחבורה והתעופה, חשופים רכיבים מבניים לפגעי הסביבה: החל מהפשרת שטח הכנפיים של מטוסים, דרך בעיה בחשיפה לדלקים ועד לעמידות נמוכה בפני שבר מאמץ לאחר חשיפה לממיס, למשל. בנוסף, קשה למחזר את הפולימרים האלה משום שאי אפשר להתיך ולצקת אותם מחדש לאחר עיצובם הראשוני. בעת חשיפה לחום גבוה, הם נשרפים ופולטים חומרים רעילים. כתוצאה מכך נצברים מלאים גדולים באתרי האשפה בפסולת רעילה המסכנת את סביבתה.
 
חומרים חדשים
הסוג החדש של החומרים, שפותחו ב- IBM, הם בעלי טווח רחב של כיוונון ועיצוב מאפייני חוזק, גמישות ומשקל ומציגים הזדמנות ליישומים חדשים ולפיתוח מוצרים הנשענים על היכולות הייחודיות לחומרים האלה: חוזק גבוה, עמידות בפני ממיסים, יכולת לתיקון עצמי של סדקים המתגלים בהם ואפשרות לשלב חומרים מרוכבים אחרים להגברת החוזק.
 
לפיתוח החומרים החדשים השתמשו החוקרים בגישה חדשנית של "כימיה חישובית", שמאפשרת להאיץ את תהליך גילוי החומרים בשילוב עם ניסיונות במעבדה ותוך הסתמכות על מערכות מחשוב בעלות ביצועים גבוהים במיוחד לבניית מודלים של הריאקציות הכימיות המתנהלות לאורך תהליך יצירת הפולימר.
 
בעולם אידיאלי עתידי יוכלו מדענים להזין למחשב רשימת דרישות מוגדרות  ולהטיל עליו לתכנן מולקולות, שתעננה בדיוק לדרישות אלו, כמו גם את תהליכי הייצור של מולקולות אלו. לרוע המזל, חומרים חדשים עודם מתגלים בעיקר בניסיונות במעבדה, שנשענים על הידע, הניסיון וההכשרה המדעית של החוקרים המפתחים אותם. שיטות הכימיה החישובית, שפותחו ביבמ, עשויות לקצץ חלק ניכר מעבודת הניחוש, הניסוי והטעייה ולהאיץ רשימה ארוכה של מאמצי פיתוח. תרופות ממוקדות במחלה, רכיבים לכלי רכב שיהיו זולים, חזקים וניתנים למחזור כולם ניתנים לפיתוח באמצעות כלי כימיה חישובית.

הפולימר החדש אינו מושפע מחשיפה לתמיסות בסיסיות (pH גבוה), אולם מתפרק באופן סלקטיבי בחשיפה לחומצות חריפות במיוחד (pH נמוך). מכאן, שבתנאים הנכונים, ניתן לפרק את הפולימר לחומרים ממנו נבנה, באופן המאפשר שימוש חוזר בחומרים אלה בפולימרים אחרים. ניתן לייצר חומר חזק עוד יותר אם מערבבים אל תוך הפולימר ננו-שפורפרות של פחמן או חומרי מילוי וחיזוק אחרים, תוך חימום לטמפרטורות גבוהות. התהליך מאפשר להקנות לפולימרים תכונות דומות לאלה של מתכות.  ואכן, "חומרים מרוכבים" המשלבים פולימרים וחומרים מחזקים משמשים לייצור מטוסים ומכוניות. החומרים האלה קלים יותר ממתכת  ומאפשרים חיסכון בעלויות הדלק.
 
בטמפרטורות נמוכות יותר, אפילו בטמפרטורת החדר, ניתן לבנות פולימרים המתנהגים כג'ל אלסטי  אך עדיין חזקים מרוב הפולימרים המוכרים כיום. החומרים החדשים האלה שומרים על האלסטיות שלהם, משום שהממיס כלוא ברשת המולקולות  ומאפשר להן להתמתח כסרט גומי.
 
מאפיין מרתק של הג'ל החדש הזה הוא העובדה, שכאשר מנתקים חלקים ממנו ומחזירים אותם אחר כך כל חלק אל קרבת החלק האח, עד כדי מגע פיזי ביניהם, מתחדשים הקשרים הכימיים בין החלקים והופכים אותם לשלם אחד בתוך שניות ספורות. בזכות יכולת השחזור הזאת זכו הפולימרים האלה לתואר "בעלי כושר ריפוי עצמי". כך, ניתן לחשוב עליהם כעל חומר גלם מתאים במיוחד למוצרי הדבקה וחבישה או ביישומים המשלבים אותם עם פולימרים אחרים, לבניית מערכות ורכיבים בעלי כושר התאוששות ושחזור עצמי. ניתן למחזר את הפולימרים האלה במים רגילים ולהשתמש בהם גם ביישומים הדורשים הרכבה מחדש דוגמת הולכת תרופות בגוף.
 
פולימרים חדשים



 
 
Bookmark and Share


 


לוח מודעות
יזמים? יש לכם רעיון מבריק? נמשכת ההרשמה למחזור הבא של TLV Generator. ההרשמה - כאן

מחפשים הגנה מושלמת על הגלישה הניידת והנייחת ועל הפרטיות מפני כל תוקף? הפתרון הזול והטוב בעולם - כאן.

ניוזלטר שלישי של האתר הופץ לנרשמים לאתר - ניתן לצפייה כאן.

ניוזלטר שני של האתר הופץ לנרשמים לאתר - ניתן לצפייה כאן.

ניוזלטר ראשון של האתר הופץ לנרשמים לאתר - ניתן לצפייה כאן.

לוח אירועים וכנסים של עולם ההיי-טק - כאן.

מחפש מחקרים? מאות מחקרים עדכניים מהשנה האחרונה מצויים כאן

מחפש תוכנות חופשיות? תוכל למצוא משחקים, תוכנות לפרטיים ותוכנות לעסקים, תוכנות לצילום ותמונות, הכל בחינם.


מעוניין לבנות ולתפעל אתר אישי או עסקי מקצועי? לחץ כאן.


 




לוח האירועים המלא לגולשים מצוי כאן.

29-30/11/17 - Microsoft Tech Summit Tel Aviv 

5-7/12/17 - ארוע השקת מוצרים של מובוטיקס

12/12/17 - Video Trends For 2018 Conference   

29-31/1/18 - CybertechTLV 2018  

13-14/2/18 - Muni Expo 

5/3/18 - GoforIsrael Investment Conference

 

הכי ניצפים 

דירוג הסמאטרפונים הטובים ביותר בעולם לספטמבר 2017 עפ"י Business Insider - כאן

מה כן מקדם אתרים ועסקים באינטרנט? לא העלוקות שחיות סביב גוגל ופייסבוק - כאן

כל מה שלא מספרים לכם בתחום "השוק הסיטונאי" - פרק א': בזק - כאן

כל מה שלא מספרים לכם בתחום "השוק הסיטונאי" - פרק ג' - ההפסד הצרכני - כאן

כמה מפסידים בביצועים של הפס הרחב במעבר ל"שוק הסיטונאי"? - הרבה - כאן

מה שלא מספרים לכם: כיצד בזק תמרנה את מחירי השוק הסיטונאי עד 2018 - כאן

למה מבלבלים את המוח לציבור בנושא המכונה "שוק סיטונאי"? - כאן

למה בכלל צריך להחליף / לרכוש נתב במעבר ל"שוק סיטונאי"? - כאן

כל מי שכביכול "נטש את בזק" ב"שוק סיטונאי" יחזור לבזק תוך שנה-שנתיים - כאן

ביבי נתניהו הקשיב לקריאת Telecom News: פיטר לאלתר את אבי ברגר - כאן

חשיפת המספרים מאחורי משבר האנטנות: בשנה האחרונה פורקו 721 אנטנות - כאן

איך אני יודע כמה מגהרץ יש בחיבור LTE? מי ספק הסלולר המהיר בישראל? - כאן

חשיפת המחדל המדהים המוסתר מהציבור של הרס רשתות הסלולר - כאן

חשיפת מה שאילנה דיין לא פרסמה ב"ערוץ 2" על תעלולי השר משה כחלון - כאן

איך רבע מיליון לקוחות נפלו בפח ועברו להסדר המכונה בטעות "שוק סיטונאי" - כאן

ההגנה המושלמת על הגלישה ניידת והנייחת ועל הפרטיות מפני כל תוקף - כאן

מבחן דרך: חיבור VPN - האם זו ההגנה המושלמת על הגלישה ועל הפרטיות? - כאן

TLV Generator נולד - התכנית שהופכת כל רעיון למוצר (MVP) תוך 120 יום - כאן

למה 95% מהסטארטאפים בישראל נכשלו, נכשלים וימשיכו להיכשל גם בעתיד - כאן

מה חלקו ואחריותו של ה-CTO למצב בו 95% מהסטארטאפים בישראל נכשלים? - כאן

האם ניתן לרפא את המחלה של כישלון מעל ל-95% מהמיזמים בישראל? - כאן

העסקה הבעייתית של בזק-Yes לא הייתה מתבצעת בלי משרד התקשורת - כאן

קריאה לפיטורים של מנכ"ל משרד התקשורת שלמה פילבר - כאן

המשך חשיפת הבלוף ששמו "מהפיכת הסלולר" ואיך מסרסים את הנתונים למיבור - כאן

 
זרקור חברות
 
TLV-GENERATOR
 
TLV-Generator
 
מידע
 
טלקום אקספרטס
 
NordVPN
 
עדן אימון עסקי
 
כמה זה? השוואת מחירים
 
Ruckus
 
TLV-GENERATOR
 
טלי וייס
 
 
Slideshare Linkedin Twitter
Youtube Instagram Facebook
Google+ live Zappix
Bitly Vimeo Pinterest
אנדרואידאנדרואיד-ברקוד אפל ברקודאפל

 
 מפת הביטקוין   מהירות גלישה Your IP שירותנט
לייבסיטי - בניית אתרים