הפלסטיקה והפולימרים בשרות האנושות (מאמר מאת פרופ' שמואל קניג)

עד לאחרונה לא עבר יום ללא סיפור שלילי על חומרים פלסטיים. תמונות של מוצרים מפלסטיק הפוגעים בחיי הטבע או שקיות המזהמות את חופי הארץ הביאו לקולות שקראו להפסיק את השימוש בחומרים פלסטיים. הדימוי הרווח הוא של חומרים מזהמים ומזיקים לסביבה. לא כך הדבר, הפולימרים הם מאז ומעולם חומרים ידידותיים לסביבה, מעצם טבעם עקב היכולת למחזר אותם!

התפשטות מגפת הקורונה והמשבר הציבורי ברפואה העולמית, הביאה למסקנה הבלתי נמנעת שציוד מגן אישי, ערכות בדיקה וציוד רפואי מציל חיים המבוססים על פלסטיקה ופולימרים, הם הבסיס לעצירת המגיפה הקטלנית.

כיצד ניתן היה לתאר את המלחמה של האנושות בנגיף הקורונה ונגזרותיו, ללא מסיכות מגן (מאריגים פלסטיים), ללא ציוד מגן לצוותי הרפואה (מחומרים פלסטיים אטומים), ערכות בדיקה (מחומרים פלסטיים) , קפסולות שקופות, ומזרקים (מחומרים פלסטיים).

בימים האחרונים היינו עדים לזיהום חופי ישראל בזפת ונפט גולמי, שהביאו לשואה אקולוגית לצמחייה וליצורים ימיים. ניקוי החופים מהפסולת הרעילה נעשה על ידי שימוש בשקיות פלסטיות. הסיבה היא פשוטה. לא ניתן להשתמש בשקיות מנייר עקב הרטיבות של הזיהום הימי. גם השימוש בכלי זכוכית או מתכת אינו בא בחשבון, עקב משקלם הגבוה ומחירם. אם ניתן היה לגלות את הזיהום בלב ים, מבעוד מועד, עוד כשהיה רחוק מהחוף, ניתן היה להצמיד ולקבע את הפסולת, לבודדה ולמנוע את התפשטותה לחופים, וזאת באמצעות חומרים פלסטיים/פולימריים בעלי כושר ציפה, לכיתור ונטרול הפסולת.

תרומתם של החומרים הפלסטיים לאנושות היא אדירה. חומרים פלסטיים הם בעלי צפיפות הקטנה פי 6 ממתכות ופי 2.5 מאלומיניום וזכוכית. לא ניתן לתאר את משקל המכוניות ללא חומרים פלסטיים וצריכת הדלק לתפעולם, או מה היה גורלם של המטוסים ללא שימוש בחומרים מרוכבים על בסיס חומרים פלסטיים. חומרים פלסטיים מביאים לחיסכון בצריכת אנרגיה, הן עבור יצורם והן לחיסכון בצריכת דלק, במכוניות ומטוסים, עקב משקלם הנמוך.

החיסכון במשקל אריזות המזון, בהחלפת מתכות וזכוכית, מביאה להקטנת המשקל לאספקה והגדלת העמידות לכשלים בשימוש בחומרי אריזה על בסיס זכוכית. הם מבטיחים את אספקת המזון וטריותו לאזורים מרוחקים במשקל ומחיר כלכלי.

מעצם היותם של החומרים הפלסטיים מבודדים מעולים לחום, הם משמשים במבנים למגורים וצנרת להולכת מים ללא קורוזיה, תוך חיסכון משמעותי באנרגיה, הן לחימום בחורף והן לקירור בקיץ.

יש להזכיר במיוחד את שימושם של פולימרים וחומרים פלסטיים ברפואה – שסתומים מלאכותיים ללב, החלפת עורקים וורידים, מפרקים, כליות מלאכותיות, דבקים וחומרי מילוי לתעשייה הדנטלית.

אומנם בעיית הפסולת הפלסטית היא אמיתית, ופסולת פלסטית של מוצרים חד-פעמיים הנזרקת בחוף הים או לנהרות המובילים לים, גורמים להצטברות של יריעות ומכלים באוקיינוסים ובחופי הים. הנראות של החומרים ושקיות הפלסטיק היא המקור לדימוי השלילי, לכן פותחו בשנים האחרונות פולימרים המתכלים על ידי פעולה ביולוגית של מיקרואורגניזם ו-'קומפוסטינג'.

המאה ה-20 והמאה ה-21 משופעות בהמצאות המשפיעות על העולם. מביניהן יש להדגיש את ההמצאות שהשפיעו על האנושות והקשורות במדע, הטכנולוגיה והנדסה של פולימרים. ההצלחה של המחקר והפיתוח בתעשיית הפולימרים והתפוצה נרחבת של החומרים הפלסטיים, היא בעוכריה. כל אילו הביאו לאותם קולות הקוראים לצמצומם של השימושים בחומרים פלסטיים. האם נוכל לדמיין את עולמנו ללא פולימרים וחומרים פלסטיים...?

הפולימרים הביאו רמת החיים גבוהה, מוצרים מתקדמים לתעשיית הרפואה והבריאות, מכוניות ומטוסים קלי משקל ובטוחים יותר, הצורכים כמויות קטנות יותר של דלק (פליטה מופחתת של פחמן דו-חמצני), אריזות השומרות על טריות המזון והתרופות ומגבירות את זמינות המזון לאוכלוסיות חלשות ומקטינות את ממדי הרעב בעולם וכו'.

תכונותיהם המגוונות הניתנות להנדסה ושליטה, הן הסיבות למהפכה שחוללו בכל האספקטים של חיינו; החל ממוצרים רפואיים, ממברנות לדיאליזה והמתקת מי ים דרך מוצרים טכניים כמו חלקי מכוניות ומטוסים ועד למוצרי צריכה כמו אריזות להארכת חיי מזון ותרופות מוצרי ספורט וחממות.

החומר הפולימרי הוא "דמוקרטי" במהותו בהיותו המפתח ליצור מוצרים לשימוש המוני. "כיום הפלסטיק הוא חומר איכותי בעל יכולות ואינטליגנציה. לכן אני עובד הרבה עם פלסטיק, כי הוא מייצג סימפטום נפלא של האינטליגנציה האנושית. אי אפשר לייצר מוצר טוב ולהוריד את מחירו אם הוא לא עשוי פלסטיק. אנשים לעגו בעבר לרעיון של ייצור מוצרים מפלסטיק, אבל אנחנו המצאנו פלסטיק שהוא חומר אצילי וחדש", כך מציין פיליפ סטארק בראיון שנתן לפני מספר שנים. בשנים האחרונות אנו מוצפים במוצרי פלסטיק צבעוניים, יפים, בעלי מירקם נעים למגע, הנמצאים בחנויות עיצוב יוקרתיות או בתערוכות עיצוב בארץ ובעולם. לצד ההתמקדות בחומר עצמו – אזי הטיפול בו, בצבע ובצורה, מאפשר למעצבי מוצר לשדרג מוצרים בעלי ערכים אסתטיים, טכנולוגים ופונקציונאליים.

הפולימרים הם המפתח לעתיד טוב יותר לרווחת האנושות במאה ה-21. ננו-חלקיקים וסיבים בשילוב פולימרים הם הבסיס לדבקים, ציפויים חכמים וחלקי מבנה יעילים למכוניות ומטוסים, ומחליפים מתכות בעלות משקל סגולי גבוה. פולימרים מתכלים ביולוגית מוצאים את יישומם בהתקנים רפואיים להשתלה בגוף האדם ובאריזות שמשך חייהם כמשך חיי המוצרים, והם מתכלים כמו פסולת אורגנית בקומפוסטינג. חומרים פעילים ביולוגית להגנה מפני בקטריות וחיידקים משולבים באריזות פלסטיות חכמות להארכת אורך חייהם ובמשטחים סטריליים בבתי חולים. פולימרים מוליכים ופולימרים אלקטרואופטיים, מוצאים את שימושם במחשבים ומסכי טלוויזיה ובאלקטרודות יעילות, ומחליפים מתכות וחומרים קרמיים יקרים ובעלי משקל סגולי גבוה. ממברנות מתוחכמות על בסיס פולימרים משמשות להתפלת מי ים והתקנים רפואיים לדיאליזה.

עוד רבות הדוגמאות המתארות את נפלאות הפולימרים והחומרים הפלסטיים ותרומתם לאנושות.

לאנושות אין בעיה עם הפלסטיקה והפולימרים. לפלסטיקה יש בעיה עם האנושות. האנשים מזהמים את הסביבה. תחיקה מתאימה וחינוך למניעת השלכה של פריטים מחומרי פלסטיים בשטחים ציבוריים, יביאו להקטנת כמות המוצרים החד פעמית המזהמים את הסביבה ומחזורם היעיל (כמו שנעשה בבקבוקי שתיה), ובכך תיפתר בעיית הנראות של הפסולת הפולימרית. הבה נעזור לאנושות ולעצמנו למזער את הנזקים ולמקסם את היתרונות של החומרים הפלסטיים לטובת האנושות.

מתעניינים בלימודים? השאירו פרטים