יום שבת, 23 במרץ 2013

מה הקשר בין פיתום ורעמסס לחזית הטכנולוגיה בחומרים מרוכבים?


מאמר לכבוד חג הפסח

לחומרים שונים תכונות שונות. בחומרים מרוכבים משלבים מספר חומרים יחד כדי להשיג תכונות העולות על אילו של כל חומר בנפרד. בימי הפרעונים מבנים פשוטים היו נבנים מלבני בוץ. לבוץ יש כמה יתרונות כחומר בניה: זול מאוד, נוח לעיצוב, ואינו דורש אנרגיה רבה ליצור לבנים. עם-זאת, לבוץ יש גם כמה חסרונות, כך שלא מפתיע שהיום השימוש בבוץ לבניה אינו רווח. חוזקן של לבני הבוץ מוגבל, הן אינן עמידות במים, החוזק שלהן הוא כמעט רק בלחיצה, וכשמיבשים את הבוץ הוא נסדק.
במצריים העתיקה, עלו היתרונות של שימוש בבוץ על החסרונות. זול, לא יורד גשם, בונים נמוך, ומה עם התכווצות וחוזק מתיכה נמוך? את זה פתרו על-ידי שריון הבוץ בתבן (קש). גם חומר הבניה המודרני הנפוץ ביותר, בטון, למרות חוזקו בלחיצה, חלש מאוד במתיחה. כדי להתגבר על החולשה במתיחה משריינים את הבטון במוטות פלדה.
על ידי שימוש בסיבים אפשר לשפר תכונות חומרים, לדוגמה פולימרים משוריינים בסיבי זכוכית (פיבר-גלס) חזקים יותר מפלסטיק רגיל. ניתן לשריין חומרים קרמים כדי למנוע כשל פריך, לדוגמה במערכות מיגון. אפשר לשריין בטונים בסיבים כדי לשלוט על גודל הסדק המקסימלי, לדוגמה כדי לצקת רצפות גדולות ללא תפרים.
בעבר הרחוק השתמשו בקש ובשיער כסיבים לשריון, בעבר הקרוב בסיבי פלדה, פלסטיק, וזכוכית, ובעתיד? מגוון הסיבים הזמינים לשריון הולך וגדל, והיום ניתן ליצור חומרים מרוכבים חדשים על-ידי שימוש בסיבים שלא היו קיימים בעבר. סיבי פחמן, וסיבי ארמיד נכנסים ליותר ויותר שימושים. תכונות חומרים מרוכבים עם ננו-סיבים כבר נבדקות באוניברסיטאות רבות. הטכנולוגיה מתקדמת, ואותם עקרונות ששמשו לפני אלפי שנים משמשים גם היום.

2 comments:

  1. כשמציינים את פיתום ורעמסס, מתכוונים לפרמידות...
    אך הפירמידות ניבנו מאבנים.
    ציפיתי להתיחסות במאמר - לחומרים מרוכבים בשימושם בפירמידות?!

    השבמחק
  2. פיתום ורעמסס היו "ערי מסכנות". הפירמידות הן סיפור שונה לחלוטין

    השבמחק