מגזין הטכניון | אביב 2018

עדשות אלה ממקדות את אור השמש ומקרינות אותו על מרכזים עצביים המעבירים את המידע לשאר הגוף דרך מערכת העצבים. מיוצרות בים הפתוח, Ophiocoma wendti “עדשות ה- לא במעבדה, ולמעשה גילינו אסטרטגיה לחיזוק של חומר פריך ולהגדלת עמידותו, וזאת בתנאים טבעיים,” אומר פרופ’ פוקרוי. “מדובר ב’הנדסת גבישים’ ובחיסום בלי חימום ובלי לחיצה - תהליך שעשוי להיות יעיל מאוד במדע ובהנדסה של חומרים.” לשם השוואה, זכוכית מחוסמת ובטון דרוך מיוצרים במאמצי לחיצה - כוחות הדוחסים את החומר ומשאירים אותו במצב דחוס יותר ממצבו הטבעי. חיסום זכוכית, לדוגמה, מבוצע בחימום החומר ובקירורו המהיר. בתהליך זה מתקרר החלק החיצוני של החומר מהר יותר מחלקו הפנימי וכך דוחס אותו. חוקרי הטכניון גילו כי השלב המכריע בייצור עדשת הוא המעבר מפאזה אמורפית Ophiocoma wendti ה- - הפאזה שבין נוזל ומוצק - לפאזה הגבישית. בשלב זה מתבדלים מכלל החומר חלקיקי קלציט ננומטריים העשירים במגנזיום ומאופיינים בצפיפות גבוהה יותר ברמה האטומית. השוני בין ריכוזי המגנזיום בחלקיקי הקלציט השונים יוצרת דרגות שונות של קושי, צפיפות ולחץ באזורים שונים בחומר. החלקיקים העשירים במגנזיום לוחצים על החלק הפנימי של העדשה בתהליך התגבשותה וכך “מחסמים” אותה לחומר גבישי שקוף וקשיח מאוד. “הטבע מפגין יצירתיות רבה בשיפור יכולותיו של האורגניזם בהקשרים שונים כגון חוזק, חישה והגנה עצמית, וכאן אנחנו רואים יעילות רבה בשימוש שעושה בחומרי הגלם הזמינים ומייצר Ophiocoma wendti ה- בתנאים הנתונים עדשות חזקות ומדויקות מאוד,” אומר פרופ’ פוקרוי. כעת יוכלו מדענים ומהנדסים לרתום את האסטרטגיה שהתגלתה במחקר לטובת הקשחה וחיסום של חומרים קרמיים מלאכותיים המשמשים במגוון יישומים - מעדשות אופטיות ועד מנועי טורבו ושתלים ביו-רפואיים. תהליך היווצרותן של עדשות הקלציט פוענח בשורה של ניסויים במתקנים שונים ובהם מאיץ החלקיקים בגרנובל (צרפת) ומיקרוסקופ “טיטן” בטכניון. האנליזה המכנית (האנליטית והניסויית) בוצעה על ידי פרופ’ ניקולא פוגנו מאוניברסיטת טרנטו באיטליה, אוניברסיטת קווין מרי בלונדון וקרן אדוארדי אמלדי בסוכנות החלל האיטלקית. במאמר שותפים פרופ’ פוקרוי ותשעה חוקרים נוספים מהטכניון: ד”ר אירינה פולישצ’וק, אביגיל ברכה, יעל אטינגר-גלר, סטס קוזצ’קביץ’, ד”ר אלכס קצמן, ד”ר ירון קאופמן, ד”ר דוד לוי ולאוניד בלוך. השותפים בחו”ל הם פרופ’ פופה גילברט מאוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון, ד”ר גורדון קלר ממוזאון הטבע במחוז לוס אנג’לס, פרופ’ ה ֶ ריט ָ ניקולא פוגנו, ד”ר פול זסלנסקי מבית החולים ש בברלין ומדענים ממאיץ החלקיקים בגרנובל. המחקר נערך בתמיכה של מכון ראסל ברי למחקר בננוטכנולוגיה בטכניון, מלגת אלון והמועצה האירופית למחקר. Courtesy of the Natural History Museum of Los Angeles County חוקרים בפקולטה למדע והנדסה של חומרים פענחו את תהליך ההיווצרות של “עדשות מחוסמות” בסביבה תת-ימית 13