Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn

חוֹמֶ ·ר ז. ma·te·ri·al

חוֹמֶ ·ר ז. ma·​te·​ri·​al

מסה, נפח במרחב, מרכיב

חומר הוא כל דבר שיש לו מסה ותופס נפח במרחב.

מסה היא כמות החומר המצויה בעצם מסוים.

ניתן למיין את החומרים הידועים לנו על פי ההרכב שלהם לחומרים טהורים ותערובות:

חומרים טהורים – חומרים בעלי הרכב כימי אחיד וקבוע.

תערובות – תערובות הן חומרים המורכבים ממספר חומרים טהורים ביחד. הרכב התערובת משתנה מאזור לאזור בחומר כלומר היחס הכמותי בין מרכיבי התערובת (החומרים הטהורים המרכיבים אותה) שונה.

ישנם שני סוגי חומרים טהורים: יסודות ותרכובות.

יסודות : חומרים טהורים שאינם מתפרקים לחומרי משנה. לדוגמה: ברזל, חמצן, גופרית, אשלג.

תרכובות: חומרים טהורים היכולים להתפרק לחומרים פשוטים יותר (לדוגמא: מים, על ידי חימום).

 

התערובות מתחלקות לשני סוגים: תערובות הומוגניות (אחידות) ותערובות הטרוגניות (לא אחידות).

תערובות הומוגניות (תמיסות): תערובות שלא ניתן להבדיל בין מרכיביהן אפילו בעזרת מיקרוסקופ. לדוגמה: אויר, מלח במים, מיץ פטל, סגסוגות כגון פלדה (תערובת של יסודות מתכתיים).

תערובות הטרוגניות: תערובות שניתן להבדיל בין מרכיביהן בין ללא מיקרוסקופ בין בעזרת מיקרוסקופ לדוגמה: עשן (תערובת של פיח מוצק בתוך אויר גז), סלט ירקות, חלב.

ישנם למעשה מ-50 מיליון חומרים מכל הסוגים ומכל המינים.

“מסד הנתונים CAS REGISTRY הינו המאגר המשולב היחיד של מידע כימי שמקורו במגוון נרחב של ספרות כתבי-עת ופטנטים, וכן מקורות מסחריים ורשת האינטרנט שעובר בקרת-איכות ע”י צוות חובק-עולם של מדענים. המסד מספק לא רק את השמות הכימיים של החומרים, החשובים עבור כל כימאי (CAS Registry Number®), ומראי-מקומות ספרותיים חיוניים, אלא גם מידע חשוב נוסף כגון: תכונותיו הניסיוניות והחזויות של החומר (למשל, נקודות הרתיחה וההתכה), זמינות מסחרית, פרטי ההכנה, נתונים ספקטראליים ונתוני תקינה ממקורות בינלאומיים.” (המקור – אתר הידען).

סוגי חומרים הנמצאים בשימוש יומי: פלסטיק, מתכת, עץ, נייר, בד (טבעי וסינטטי), עור, זכוכית, אבן, בטון, טיח, קרמיקה וכדומה.

כמה חומרים מעניינים שנוצרו על ידי בני האדם:

מהו החומר הכי חזק בעולם? Graphene (גרפן)

ב-2004 מדענים מאוניברסיטת מנצ’סטר הצליחו ליצור במעבדה חומר מבוסס פחמן שנקרא “גרפין”.

עוביו הוא אטום אחד בלבד של פחמן טהור, ועדיין ניתן לראות אותו בעין האנושית, ויש לו כמה תכונות מדהימות. הוא חזק פי 200 מפלדה באותו העובי וככל הנראה החומר הכי חזק בכדור הארץ. למרות החוזק העצום שלו, הוא קל להפליא, ניתן לכפוף אותו והוא שקוף לחלוטין. בנוסף לכך, המדענים גילו כי הוא החומר בעל המוליכות הכי טובה לחשמל וחום. ולכן השימושים שלו בתעשייה ובמדע נראים בלתי מוגבלים. כרגע משתמשים בחומר בטכנולוגיות כמו מסכי מגע וסוללות, אבל גם ספורטאים החלו להשתמש בו: הטניסאי אנדי מארי משתמש במחבט על בסיס גרפין כדי ליצור חבטה חזקה יותר.

self-healing polymer – החומר שמאחה את עצמו

ב-2013 מדענים בספרד הצליחו לייצר פולימר שמצליח לתקן את עצמו באופן מושלם ומיידי.

פולימרים של ריפוי עצמי הם מעמד חדש של חומרים חכמים עם יכולת לרפא את עצמם כאשר הם פגומים ללא כל עזרה או תיקון בהתערבות ידנית מכל סוג שהוא. החוקרים כינו את החומר כמו Terminator Polymer , המתייחס לסרטים הפופולריים של שליחות קטלנית עם חיילי רובוט שיכולים לרפא את עצמם והיו כמעט בלתי ניתנים להשמדה.

הדגמת וידאו מראה שמדען חתך נתח בצורת קליע של הפולימר לחצי, ולאחר מכן הדק אותו בחזרה.  שעתיים לאחר מכן, החומר התמזג יחד כל כך לחלוטין, שהמדען יכול למתוח ולמשוך אותו מבלי למתוח את התפר. החומר למעשה ריפא את עצמו ושני החלקים הנפרדים לא יכולים היו להתפרק.    חוקרים רבים ברחבי העולם עובדים על רעיונות שונים של חומרים לריפוי עצמי. גם בנאס”א ישנו מחקר על חומרים לריפוי עצמי שמטרתם מציאת חומרים שנועדו להפחית את צורכי התיקון המסוכן בחלל החיצון.

 

מהו החומר הקל ביותר בעולם? Aerogel (אירוג’ל)

משפחת החומרים שמחזיקה בתואר “החומרים הקלים בעולם” היא משפחת האירוג’ל.

אירוג’ל הוא חומר מוצק מלאכותי. המבנה המיקרוסקופי הייחודי שלו מקנה לו כמה תכונות מיוחדות, ביניהן צפיפות חומר נמוכה בצורה קיצונית. ובמילים אחרות, זה חומר מאוד קל.

אירוג’ל הוא ג’ל נוזלי שיובש. בתהליך ייבוש מיוחד הצליחו להוציא את כל הנוזל שהיה כלוא ברשת הקשרים הצולבים ולהחליפו באוויר. לאחר הייבוש מתקבל חומר שמורכב ממערכת קשרים צולבים שביניהם יש רק אוויר. הוא מורכב כמעט כולו מאוויר, יותר מ-99.99 אחוז מנפחו!

החומר המופלא הזה זכה לכינויים רבים ההולמים את אופיו, ביניהם “עשן קפוא” ו”אוויר מוצק”. ההרכב המוזר של החומר מעניק לו כמה תכונות מיוחדות.

קוביית האוויר הכלוא עמידה בתנאים קשים של לחץ וטמפרטורה. היא חזקה מספיק כדי לשאת משקל של יותר מפי אלף ממשקלה העצמי ולעמוד בלחצים הכרוכים בשיגור לחלל.

אנו עשויים להיות מסוגלים לשרוד ולחיות על מאדים באזורים המוגנים על ידי תקרות דקות של  aerogel  חומר קל משקל חזק המבודד חום וחוסם קרינה אולטרה סגולה מזיקה שמשקלו כמעט אפסי.

 

גלילה לראש העמוד
דילוג לתוכן