המחלקה להנדסה כימית אוניברסיטת בן-גוריון

מה הקשר בין דאודורנט להנדסה כימית?

יותר ממה שחשבתם.

כי כדי לשמור על רעננות לאורך זמן, צריך לשלוט בפורמולציה, ביציבות, במעבר מסה ובקצב השחרור של החומרים.

ריח טוב הוא רק התוצאה. ההנדסה נמצאת מאחורי הקלעים. 👀

למה גלידה נמסה בפה ולא הופכת לגוש קרח? 🍦🍨
מסתבר שיש לזה הסבר הנדסי. 👀

כתוב על האריזה SPF 50 . אבל מה באמת מסתתר מאחוריו? 👀🔆

אחרי שבתקופת המבחנים הבטתם בעיקר מטה אל האייפד וספרי הלימוד, הגיע הזמן להסתכל לשמיים! השבוע יגיע לשיאו מטר המטאורים פרסאידים, אחד ממטרי המטאורים הכי מרשימים של השנה. מתי זה קורה ואיך אפשר לצפות בו?☄️


מתי זה קורה?⏰

השנה המטר צפוי להימשך כל השבוע ולהגיע לשיאו ב-12.8 (הלילה שבין רביעי לחמישי). אחרי כמה שנים בהן תנאי הירח לא אפשרו תצפית טובה, השנה צפויים להיות תנאים מיטביים עם ירח ששוקע בערך בזמן השקיעה ולכן לא יאיר את השמיים, וקצב מטאורים שבשיאו יגיע ל-150 מטאורים לשעה. הייחודיות של הפרסאידים היא שהמטר מתרחש בקיץ, ולכן הסבירות לעננים שיכסו את השמיים יחסית נמוכה.

מה זה מטר מטאורים?👽

מטאור הוא גוף שמימי קטן, מגושי סלע ועד גרגרי אבק, שנלכד בכוח המשיכה של כדור הארץ, ונכנס לאטמוספירה. החיכוך עם האוויר במהירות גבוהה גורם לגוף להתלהט, והחום גורם לפליטת אנרגיה בצורה של אור מהגוף הלוהט.

חלק גדול מהמטאורים נוצרים מכוכבי שביט - גושי קרח וסלע גדולים שנעים ברחבי מערכת השמש במסלולים קבועים ומותירים אחריהם שובל של אבק, קרח וחלקיקי סלע. כשכדור הארץ חוצה את אחד המסלולים הללו, נוצרת התופעה הקרויה מטר מטאורים: המון חלקיקי אבק וקרח שחודרים לאטמוספרה, נשרפים בה ויוצרים מראה מרהיב של שובלי אור.

מטר הפרסאידים הוא תוצאה של מפגש כדור הארץ עם השובל של כוכב השביט סוויפט-טאטל, הקרוי על שמם שני אנשים, האחד אסטרונום חובב והשני חוקר ממצפה הכוכבים של הארוורד, שתיעדו אותו לראשונה באופן מדעי ב-1862.



איך ניתן לצפות במטר?🔭

מומלץ לצפות במטר באיזור מרוחק ללא זיהום אור. המקום האידיאלי ביותר הוא מכתש רמון, אך יתכן שתצליחו לראות גם מחופי ים, דיונות, יערות ומקומות מרוחקים מאורות העיר. מומלץ לא להביט בטלפונים תוך כדי התצפית כדי שהעיניים יתרגלו לחושך, ואם בכל זאת תרצו אפשר לעטוף את המכשיר בצלופן אדום.

המטר נראה יוצא מקבוצת הכוכבים פרסאוס שתזרח בשעה 22:00. מומלץ להוריד את היישומון Stellarium כדי למצוא אותה בשמיים.
כדי לצפות במטר מטאורים לא צריך ציוד מיוחד - הביאו איתכם שמיכה או מחצלת ובגד חם, והסתכלו לשמיים. תהנו!☄️

#הנדסהכימית #אוניברסיטה #אוניברסיטתבןגוריון #מטר #מטאורים #מטרמטאורים #פרסאידים #כימיה #הנדסה #מבחנים

סרט חדש של ספיידרמן הגיע לקולנוע, וזה זמן טוב להבין את המדע והכימיה מאחורי קורי העכביש! 🕸️🕷️

אז האם ניתן לייצר קורי עכביש מלאכותיים ואיך זה קשור להנדסה כימית?

קורי עכביש ידועים בחוזקם וגמישותם, תכונות שמדענים ברחבי העולם מנסים במשך שנים לחקות בצורה מלאכותית לשימושים שונים. שנים של מחקר הביאו לגילוי מבנה קורי העכביש, הרכבם הכימי ותכונותיהם המכניות. מסתבר שהרשת שהעכביש טווה בנויה מכמה סיבים שונים, חלקם חזקים וגמישים שמעניקים לקור את המבנה שלו, וחלקם סיבים דביקים שמשמשים ללכידת חרקים ועוד.

כיצד העכביש מייצר את הקורים?🕷️

את הקורים העכביש מייצר בגופו. הוא פולט אותם החוצה באמצעות "פטמות טוויה״, איברים שממוקמים אצלו בחלק התחתון של הבטן. הקורים הם חוטי חלבון חזקים במיוחד, ומיוצרים מחלבונים הקרויים ספידרואינים. החלבונים נמצאים בתוך גוף העכביש במצב נוזלי. בזמן טווית הקורים מחוץ לגוף העכביש, מולקולות המים מורחקות מתמיסת החלבונים, ובשילוב עם סביבה חומצית וכוחות מתיחה ודחיסה החלבונים הופכים לסיבים מוצקים. מבני החלבונים יוצרים ננו-גבישים באזורים מסוימים של הקור, ובאזורים אחרים הצורות של הקורים פחות מוגדרות. השילוב של המבנים הוא שמאפשר את החוזק יוצא הדופן של הסיבים - בעובי ממוצע של כעשירית מזה של שערת אדם, קורי העכביש בעלי חוזק של פי כמה מסיבי פלדה באותו קוטר.

איך מייצרים במעבדה קורי עכביש?🧪👩‍🔬

מאחר וגידול מסחרי של עכבישים אינו אפשרי, מדענים מנסים לייצר חומרים בעלי אותן תכונות של קורי העכביש, מבלי לייצר את הקורים עצמם. זאת, בעזרת שיטות הנדסיות מתקדמות.

החוקרים מנסים להפוך תמיסות כימיות, הידרוג'לים ופולימרים לחוטים ארוכים וחזקים, בעזרת שימוש במגוון טכניקות טוויה מתקדמות, שחלקן מחקות את בלוטות הטוויה הטבעיות של העכביש ואחרות מבוססות על שיטות ייצור מהתעשייה.

אחת השיטות הנפוצות ביותר לייצור סיבים היא הזרקה של תמיסת פולימרים בלחץ דרך פיה או מחט אל תוך "אמבט קרישה" המכיל נוזלים כימיים. ברגע שהתמיסה באה במגע עם הנוזל באמבט, הפולימרים עוברים שיקוע ומתמצקים מיד לכדי סיב ארוך שניתן לאסוף. שיטה נוספת היא טוויה במשיכה - שיטה פשוטה ויעילה במיוחד ליצירת סיבים מהידרוג'לים. מכניסים מוט מתכת דק או חוט אל תוך מאגר של חומר הג'ל, ומושכים אותו החוצה בתנועה רציפה. הפעולה הזו מושכת אחריה סיב דק וארוך מתוך הגוש, כאשר ניתן לשלוט בקוטר הסיב בצורה מדויקת על ידי שינוי עומק הטבילה ומהירות המשיכה.

דרך נוספת שמסייעת לחקות את פעולות בלוטות הטוויה הטבעיות של העכביש, היא שאיבת תמיסת הפולימר לקפילרות זכוכית בעלות תעלות כפולות. זרימת הנוזל בתעלות יוצרת כוחות גזירה ומתיחה מכניים שמאלצים את המולקולות להסתדר ולהרכיב את עצמן לכיוון הנכון, וכך נוצר סיב חזק ביותר שמדמה את המבנה המסודר של הטבע.

הצלחת הניסויים והמחקרים, עשויה להוביל לייצור תעשייתי של חומרים בעלי חוזק וגמישות כמו של קורי העכביש, שישמשו לתעשיית הרפואה, התעופה והטקסטיל ולכן יש להם חשיבות רבה.

מאחלים הצלחה רבה לכל הסטודנטים והסטודנטיות בהנדסה כימית הניגשים למועדי ב'! 👩‍🔬🧪✨

מועדי ב׳ הם הזדמנות מצוינת להתחיל מחדש, לשפר, ולהגיע להישגים שאתם שואפים אליהם.

בהצלחה לכל הניגשים! ✨

לפני מאה שנים איש לא דמיין עולם שבו מיליארדי בני אדם מחוברים לרשת חשמל עולמית, טסים בין יבשות בתוך שעות ספורות או משתמשים במחשבים רבי עוצמה בכף ידם. כיום אנו ניצבים בפני מהפכה נוספת, מהפכת האנרגיה הירוקה.

ברחבי העולם מושקעים משאבים אדירים בפיתוח סוללות מתקדמות, מימן ירוק, דלקים סינתטיים, טכנולוגיות לכידת פחמן ומערכות ייצור אנרגיה יעילות יותר.

חלק מהפתרונות הללו כבר נמצאים בשימוש, ואחרים עדיין מפותחים במעבדות מחקר ובמרכזי חדשנות. הדרך לעולם בעל פליטות נמוכות עדיין רצופה אתגרים, אך ההתקדמות המהירה של המדע וההנדסה מעידה כי העתיד הזה קרוב מתמיד.

ההנדסה הכימית נמצאת בלב העשייה הזו, לא רק כתחום ידע, אלא ככוח מניע שמאפשר להפוך רעיונות פורצי דרך לטכנולוגיות שישנו את העולם.
העתיד הירוק אינו יעד רחוק, הוא נבנה כבר היום, על ידי החוקרים, הסטודנטים והמהנדסים שמפתחים את הפתרונות של המחר🍀⚡️💡🧑‍🔬👨‍🔬🔎

#הנדסהכימית #מהנדסכימי #מהנדסתכימית #אנרגיהירוקה

אחד האתגרים המשמעותיים ביותר בדרך לעולם דל פליטות הוא מציאת דרכים יעילות לנצל פחמן דו-חמצני , (CO₂)במקום להתייחס אליו כאל פסולת שיש לסלק. בשנים האחרונות גוברת ההתעניינות בתהליכים המאפשרים להפוך CO₂ לחומר גלם עבור תעשיית האנרגיה, ובפרט לייצור דלקים סינתטיים , (e-Fuels) הנחשבים לאחד הפתרונות המבטיחים להפחתת פליטות בתחבורה, בתעופה ובתעשייה הכבדה.

מחקר שנערך במחלקה להנדסה כימית על ידי גל סרור מקבוצותו של פרופ' מוטי הרשקוביץ' בחן את תגובת ה-Reverse Water-Gas Shift ,(RWGS) תהליך שבו CO₂ מגיב עם מימן ומומר לפחמן חד-חמצני .(CO) תוצר זה מהווה אבן בניין מרכזית לייצור סינגז (Syngas) , שממנו ניתן להפיק מגוון רחב של דלקים סינתטיים וחומרים כימיים בעלי ערך.

במסגרת המחקר נבחנו שני זרזים מבוססי פרובסקיט: LaFeO₃ (LF) ו-La₀.₈Sr₀.₂FeO₃ (LSF). במבט ראשון, הזרז המכיל סטרונציום נראה מבטיח במיוחד, אך ככל שמשך הפעולה התארך התגלתה תופעה מעניינת. אטומי סטרונציום החלו לצאת ממבנה החומר וליצור פגמים חדשים במבנה הגבישי. פגמים אלו אמנם משכו אליהם מולקולות CO₂ ,אך במקביל שינו את אופן פעולת הזרז וגרמו לחלק מהפחמן הדו-חמצני להפוך למתאן (CH₄) במקום ל ,CO- התוצר הרצוי. כתוצאה מכך נפגעה הסלקטיביות של התהליך ונצרכה כמות גדולה יותר של מימן.

לעומת זאת, הזרז LaFeO₃ הציג התנהגות שונה לחלוטין. גם לאחר יותר מ-100 שעות עבודה רצופות הוא שמר על יציבות מבנית גבוהה, ללא שינויים משמעותיים במבנה הגבישי שלו. לאורך כל הניסויים נשמרה סלקטיביות של למעלה מ-99.9% לייצור CO ללא יצירת מתאן כלל, גם בתנאים שבהם היו צפויים להיווצר תוצרי לוואי. בנוסף, התקבלו יחסי סינגז המתאימים לייצור דלקים סינתטיים, מה שהופך את החומר למועמד מבטיח במיוחד ליישומים תעשייתיים עתידיים.

מעבר להשוואה בין שני חומרים, המחקר מספק תובנה חשובה הרבה יותר: הוא מדגים כיצד שינויים זעירים במבנה האטומי של חומר יכולים להשפיע באופן דרמטי על ביצועי התהליך כולו. הבנה של מנגנוני התגובה, יציבות החומרים והתנהגותם לאורך זמן היא בדיוק מה שמאפשר למהנדסים כימיים לפתח את הדור הבא של טכנולוגיות האנרגיה.

בסופו של דבר, המעבר לאנרגיה ירוקה אינו מתבסס רק על מקורות אנרגיה מתחדשים, אלא גם על היכולת לפתח תהליכים חכמים לניצול פחמן דו-חמצני, לייצור דלקים בני-קיימא ולשיפור היעילות של מערכות תעשייתיות. מחקרים מסוג זה ממחישים כיצד הנדסה כימית מחברת בין מדע בסיסי, חקר חומרים ותכנון תהליכים, לבין פתרונות שעשויים לסייע בבניית מערכת אנרגיה נקייה וברת-קיימא יותר.

קישור לקריאת המאמר: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2213343725001162
#אנרגיהירוקה #הנדסהכימית

כאשר אנו רואים פאנל סולארי על גג או טורבינת רוח בשדה פתוח, קל לשכוח את כמות הידע המדעי וההנדסי הנדרשת כדי לגרום להם לפעול.

מאחורי כל תא סולארי עומדים חומרים מתקדמים שתוכננו בקפידה. מאחורי כל סוללה עומדים תהליכים כימיים מורכבים. מאחורי ייצור מימן ירוק, לכידת פחמן, פיתוח דלקים סינתטיים ואגירת אנרגיה ניצבים מהנדסים ומהנדסות כימיה.

התחום עוסק בהבנת תהליכים ברמה המולקולרית ובתרגומם לטכנולוגיות בקנה מידה תעשייתי. זוהי הנדסה שמחברת בין המעבדה למפעל, בין תגלית מדעית לפתרון יישומי. למעשה, רבים מהפתרונות שיאפשרו את המעבר לכלכלה דלת פחמן עדיין נמצאים בשלבי פיתוח ומחקר, וההנדסה הכימית ממלאת תפקיד מרכזי בהפיכתם למציאות.

לכן, כאשר מדברים על עתיד האנרגיה, מדברים גם על מהנדסים שיודעים לקחת אתגר עולמי ולהפוך אותו לפתרון מעשי.💡⚡️👨‍🔬🧑‍🔬