מחקר בגובה העיניים

מחקר בגובה העיניים

מפעל ייחודי של הקרן הלאומית למדע שמטרתו להנגיש את הישגי המחקרים הממומנים על ידה לציבור הרחב.

עובדות ומספרים

< חזרה למחקרים
פרופ' יכין כהן
הנדסה כימית
הטכניון - מכון טכנולוגי לישראל
מדעים מדוייקים וטכנולוגיה
תקופת המחקר
2011-2015

הפוטנציאל הגדול של החומר הנפוץ והמתחדש ביותר בטבע

התאית מהווה כשליש ממסת הצומח על פני כדור הארץ, אלא שעד כה לא יכולנו לנצל אותה כחומר גלם בר קיימא בשל הקושי להמיס אותה. במחקר שלנו פותחה שיטה חדשה לעיבוד התאית באופן המאפשר לנצל אותה לשורה של יישומים חדשים ומבטיחים

נכתב ע''י יכין כהן, 15 אוק 2015

השימוש בחומרי גלם בני קיימא לצרכים תעשייתיים ומסחריים מהווה מטרה בעלת חשיבות סביבתית רבה לאור הידלדלות המשאבים הטבעיים של כדור-הארץ. בחיפוש שלנו אחר מועמדים טובים לחומר גלם שכזה, התאית (צלולוזה) המצויה בדפנות התאים בצמח, מיד מתבלטת: היא מהווה כשליש ממסת הצומח על פני כוכב הלכת שלנו, וככזו היא החומר הנפוץ והמתחדש ביותר בטבע. אלא שהשימוש התעשייתי והמסחרי בתאית מוגבל לצורתה הגבישית, בעיקר כחומר בנייה או נייר. הסיבה לכך שהיא לא ניתן להתיך את התאית או להמיס אותה אלא באמצעות ממסים קשים כגון חומצות למיניהן. אמנם לתאית יש שימושים רבים גם בתעשיית התרופות והמזון, אולם בשל הקושי להמיס אותה, שימושים אלה מחייבים שינוי כימי שמחייב תהליך יקר, מורכב ובמידה רבה גם מזיק מבחינה סביבתית. במחקר שלנו פיתחנו ממסים "ירוקים" שיכולים להוות תחליף לחומצות בתהליך המסת התאית. גילינו שניתן להמיס גבישי תאית טבעיים בנוזלים פשוטים, שבניגוד לממסים בהם נהוג היה להשתמש עד כה, כמו חומצות מרוכזות, אפשר למחזר אותם. ניתן להשתמש בממסים אלה כאמצעי להפקת ג'ל או תחליב מתאית טבעית, ליישומים מגוונים. בין היתר, הממסים הסביבתיים יאפשרו לנצל את התאית ליצירת מנגנונים לשחרור מבוקר של תרופות, הפקת חומרים סופחי ריח או זיהומים, כמו גם תוספי מזון התורמים למרקם ולתחושת שובע. לאחר המסת התאית, מצאנו שיטה המאפשרת לייצר ממנה ג'ל עם נקבוביות שניתן לקבוע את גודלן באופן מבוקר. הנקבוביות האלה והשליטה על גודלן חשובות ליצירת תכונות שונות לחומרים. כך למשל, ניתן לעטוף תרופה בחומר עשוי מתאית ובו נקבוביות שמאפשרות מעבר חלקי של התרופה מפנים המעטפת החוצה. היכולת של היצרן לשלוט בגודל הנקבוביות מאפשרת בקרה של קצב המעבר של החומרים הכלואים, בהתאם לצרכים הספציפיים של המוצר. בתהליך המסת התאית שפיתחנו, שרשראות של מולקולות התאית מופרדות מהגביש הטבעי של החומר בצורה של סלילים בודדים. הצלחנו להראות שהשרשראות המולקולריות האלה נמשכות מצדן האחד לשמן ומצד האחר למים. תכונה זו פותחת אפשרות מלהיבה ליישומים חדשים לתאית טבעית כחומר מתחלב – חומר שבו מים ושמן אינם מתערבבים אבל גם אינם נפרדים זה מזה, כמו מיונז ותחליבים אחרים – כל זאת ללא צורך בתהליך כימי מיוחד. למדנו כיצד להנדס תהליך זה ליישומים מועילים. בדומה לג׳ל עם הנקבוביות, יצירתו של תחליב המורכב מעטיפתו של חומר שמנוני בתאית טבעית, מאפשר שחרור מבוקר של חומרים כמו תרופות, מוצרי מזון וקוסמטיקה במגע עם מים. בנוסף, גילינו שניתן לפרק את התאית לסוכר, ובהמשך גם להפוך אותו לחומר תסיסה לאלכוהול. השיטה פיתחנו מאפשרת התססה בקצב מהיר כמעט פי אלף ממה שידוע על כה. לתגלית זו משמעות בפיתוח תחליפי אנרגיה ממקורות מתחדשים כמו תאית מגידולים מדבריים שלא מתאימים למזון, או פסולת מתעשיות של תאית – נייר, בדי כותנה ועוד

פורסם בתאריך - 25-פברואר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום

תמונות המחקר

מילות מפתח

cellulose
gel
emulsion
sustainability
צלולוזה
ג'ל
אמולסיה
קיימות
פורסם בתאריך - 25-פברואר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום