טכנולוגיה נגד אבק: מחקר חלל ועד אנרגיה בת קיימא

• מְחַבֵּר:
• שם היוצר

  Quantumrun Foresight
• ספטמבר 15, 2023

סיכום תובנה

חוקרים מאוניברסיטת טקסס באוסטין פיתחו טכנולוגיה נגד אבק המשתמשת בננו-טבעות וננו-טבעות. לפיתוח זה יש השלכות על חקר החלל, אנרגיה סולארית, אלקטרוניקה, מוצרי צריכה ובנייה, מה שעלול להפחית את הצורך בניקוי שוטף ולהוביל לחיסכון בעלויות. ההשלכות הרחבות יותר של טכנולוגיה נגד אבק כוללות הפחתה בהתקדמות במדעי החומרים, תעשיות ושווקים חדשים, ושילוב בבתים ובבניינים חכמים.

הקשר טכנולוגי נגד אבק

בתמיכת מימון מנאס"א, חוקרים מאוניברסיטת טקסס באוסטין, בשיתוף עם הסטארט-אפ המייצר Smart Material Solutions, המציאו שיטה שתפריע לאבק להיצמד למשטחים. הטכניקה ממזגת שני תהליכי ייצור - טבעת ננו והטבעה ננו - כדי ליצור תבנית של פירמידות קטנות על חומר שטוח בעבר. בליטות זעירות אלו מונעות מחלקיקי אבק להיצמד לחומר, וגורמות להם לגלוש.

כדי להציג את הטכנולוגיה הדוחה אבק שלהם, המדענים ציפו משטח שטוח ואחד מהמשטחים המעוצבים במיוחד שלהם עם אבק ירח מדומה. לאחר מכן הם מיקמו את המשטחים בצורה אנכית, ואפשרו לאבק רופף לרדת לרצפה. לאחר בדיקת המשטחים, הם גילו שלמשטח השטוח היו 35 אחוז מהשטח שלו מכוסה באבק, בעוד שלמשטח המהונדס היה כיסוי אבק של 2 אחוז בלבד.

ישנן שתי סיבות עיקריות לכך שאבק נדבק למשטחים: כוחות ואן דר ואלס וחשמל סטטי. חיוני ליצור משטחים נגד אבק עם כוחות ואן דר ואלס נמוכים, כלומר היצמדות חלשה בין משטח לחלקיקי אבק. כך ניתן להסיר חלקיקי אבק על ידי כוחות חיצוניים ולא להסתמך רק על טיפות מים. ישנן שתי שיטות להורדת כוחות ואן דר ואלס. האחד הוא ליצור מבנים זעירים כדי להקטין את שטח המגע בין אבק למשטחי זכוכית, והשני הוא להוריד את האנרגיה של משטח הזכוכית. משטחים אנטי סטטיים עוזרים להפחית הצטברות אבק על ידי החלשת החשמל הסטטי בין חלקיקי האבק למשטח.

השפעה משבשת

מלבד סיוע לשוטרים עתידיים של נאס"א בהתמודדות עם אבק חלל, ניתן להשתמש בטכנולוגיה זו גם לפיתוח פאנלים סולאריים נגד אבק לשימוש בכדור הארץ, ולשפר את היעילות שלהם ללא ניקוי ידני - הוצאה גדלה והולכת באנרגיה סולארית. ציפויים נגד אבק על משטחים וחומרים עשויים להפחית את הצורך בניקוי שוטף, ולהוביל לירידה בביקוש למוצרי ושירותי ניקיון. מוצרי צריכה ארוזים יכולים גם ליהנות מטכנולוגיות נגד אבק, במיוחד מוצרי מזון ותרופות. פיתוח זה יכול לשפר את בריאות הלקוחות, במיוחד אלו הסובלים מאלרגיות לאבק ומחלות נשימה קשורות אחרות.

תעשייה נוספת שעלולה להשתבש על ידי טכנולוגיה נגד אבק היא האלקטרוניקה. הצטברות אבק על רכיבים אלקטרוניים עלולה לגרום לנזק, להוביל לירידה בביצועים ולקיצור תוחלת החיים. ציפויים נגד אבק עשויים להפחית את הביקוש להחלפות, ולהשפיע על שרשרת האספקה ​​של רכיבים אלקטרוניים. 

לבסוף, טכנולוגיה נגד אבק יכולה גם להשפיע באופן משמעותי על תעשיית הבנייה וחומרי הבנייה. הצטברות אבק על חומרי בניין עלולה לגרום להתדרדרות ולהשפיע על ביצועיהם לאורך זמן. ציפויים נגד אבק על חומרי בניין יכולים לסייע בהפחתת התחזוקה הנדרשת, ולהוביל לחיסכון בעלויות לבעלי הבניין. עם זאת, זה יכול להשפיע גם על תעשיית חומרי הבניין, שכן ביקוש מופחת עלול להוביל לירידה בייצור ואולי לאובדן מקומות עבודה.

השלכות של טכנולוגיה נגד אבק

השלכות רחבות יותר של טכנולוגיה נגד אבק עשויות לכלול: 

• הפחתת זיהום האבק, שיפור איכות האוויר והפחתת בעיות בריאות הקשורות לבעיות נשימה. פיתוח זה עשוי גם להפחית את כמות האבק המצטברת במערכות אקולוגיות טבעיות, לשמר אותן ועלול להפחית את הסיכונים לשריפות.
• התקדמות במדעי החומרים, כאשר חוקרים חוקרים דרכים חדשות להפוך משטחים לפחות רגישים לצבירת אבק. זה יכול להוביל למוצרים חדשים, כמו חלונות לניקוי עצמי.
• תעשיות ושווקים חדשים למוצרים ושירותים הקשורים למניעת והסרת אבק. 
• צמצום הצורך בעבודת כפיים בעבודות ניקיון ותחזוקה, מה שמוביל לאובדן מקומות עבודה במגזרים אלו. 
• הצטברות אבק מופחתת על פאנלים סולאריים עשויה לשפר את יעילותם, להוביל לספיגה רבה יותר של אנרגיה סולארית ולהפחתת פליטת גזי חממה.
• טכנולוגיות נגד אבק המשולבות בבתים ובבניינים חכמים, המאפשרות הסרה ותחזוקה אוטומטית של אבק. תכונה זו עשויה להוביל ליעילות אנרגטית רבה יותר ולהפחתת עלויות הקשורות לניקוי ידני.

שאלות שכדאי לקחת בחשבון

• כיצד טכנולוגיות נגד אבק עשויות להועיל לך באופן אישי?
• מהם החידושים הפוטנציאליים האחרים שיכולים לצוץ עקב משטחים עמידים בפני אבק?