בישראל פותח "סופר-קרח": חוזקו אינו נופל מזה של בטון

מדענים מהאוניברסיטה העברית בירושלים פיתחו חומר חזק, שחוזקו גדול פי עשרה מזה של קרח רגיל. בתנאים קרים באזורים הפולריים הוא יכול להחליף בטון.

הרעיון של חיזוק (שריון) הקרח מוכר מאז מלחמת העולם השנייה, אז נוצר חומר מיוחד – פייקריט. מדובר בתערובת של קרח ונסורת עץ. סיבי העץ מחזקים את הקרח ומתקבל חומר חזק וזול, שהוצע לבנות ממנו אוניות בעת מחסור חריף בפלדה. אמנם, לשיט במים חמים אונייה כזו נזקקה למתקן קירור פנימי. מפייקריט אף נבנתה אונייה קטנה שהייתה אבטיפוס.

כעת העבירו החוקרים את הגישה המוכרת לרמה המולקולרית. הם עירבבו קרח עם ננו-גבישים של תאית. תערובת כזו יוצרת בקפיאה רשת תלת-ממדית חזקה ועמידה לסדיקה. החומר החדש נקרא BioPykrete. החידוש המרכזי היה השימוש בחלבון כימרי שתוכנן במיוחד. חלק אחד שלו נקשר לקרח, והאחר – לתאית. החלבון הזה משמש כדבק מולקולרי, ומחבר באופן אמין את כל המבנה. העבודה פורסמה בכתב העת Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.

"רצינו לצאת מגבולות הערבוב הפשוט של סיבים עם קרח, כדי לשלוט בחיבור של חומרים שונים ברמה המולקולרית", הסביר שותף לעבודה, פרופ' עידו ברסלבסקי. "כתוצאה מכך השתנה לא רק חוזק הקרח, אלא גם אופי התפרקותו. במקום להתפצח באופן פתאומי, הוא מסוגל להתעוות בהדרגה".

בקרח רגיל אפילו מיקרו-סדק מתפשט במהירות ומוביל להתפרקות מהירה. ב-BioPykrete רשת התאית וגשרי החלבון יוצרים מחסום שמאט את הסדקים ומסיט אותם. לפי תוצאות בדיקות מעבדה בלחיצה, החומר החדש התגלה כדומה בחוזקו לבטון רגיל. הוספת החלבון שפותח הכפילה את נתוני החוזק בהשוואה לתערובת פשוטה של קרח ותאית.

בעתיד BioPykrete עשוי להפוך לחלופה ידידותית לסביבה ומתכלה לחומרי הבנייה המקובלים בתנאי הארקטי והאנטארקטי, שאליהם יקר מאוד להוביל פלדה ובטון.