גאווה מקומית: חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון בבאר שבע פיצחו את סוד הצבעים של הטבע
18.07.26 / 16:00
כיצד מצליח הטבע לייצר צבעים מרהיבים, עזים וכאלה שאינם דוהים לעולם, מבלי להשתמש בחומרים כימיים מזהמים? קבוצת מחקר בינלאומית, בהובלת מדענים מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב, מצאה את התשובה. הגילוי פורסם בכתב העת היוקרתי PNAS ועשוי לחולל מהפכה ירוקה בתעשיית הצבע העולמית.
בעוד שמרבית הצבעים שאנו מכירים בחיי היום-יום מבוססים על כימיקלים אשר בולעים ומחזירים אור (ולרוב גם מזהמים את הסביבה), בעלי חיים רבים בטבע משתמשים בטכניקה אחרת הנקראת "צבע מבני". מדובר בצבעים שנוצרים כתוצאה מהאינטראקציה של קרני האור עם מבנים זעירים בקנה מידה ננו-מטרי. עד היום ניצבו מדענים שניסו לחקות את התופעה בפני מכשול פיזיקלי משמעותי: המבנים הננו-מטריים בטבע אינם אחידים בגודלם. חוסר האחידות הזה אמור היה לגרום לצבע להיראות דהוי, חלש או כזה שמשתנה בהתאם לזווית הראייה. אך בטבע, הפלא ופלא, הצבע נותר עז ואחיד. כיצד זה קורה?
את התעלומה הזו פתרו לאחרונה במעבדות אוניברסיטת בן-גוריון שבבאר שבע. קבוצת מחקר בראשות פרופ' בן פלמר מהמחלקה לכימיה, יחד עם תלמידת הדוקטורט טלי למקוף, חשפה שני מנגנונים אבולוציוניים מתוחכמים של השפריריות.
החוקרים גילו כי בשפריריות מתקיים איזון גאוני: ככל שהכדוריות הננו-מטריות בגוף החרק גדולות יותר, כך צפיפותן (מדד השבירה שלהן) נמוכה יותר. המשמעות היא שעל אף השונות בגודל החלקיקים, כולם מחזירים בסופו של דבר בדיוק את אותו גוון של צבע כחול או ירוק. המנגנון הזה מפצה על חוסר האחידות ומעניק לצבע רוויה ועומק. יתרה מכך, במהלך התבגרותה של השפרירית מתרחש כיווץ מבוקר של אותן כדוריות במקביל לעלייה בצפיפותן, מה שמאפשר את שינוי צבעה של השפרירית מירוק לכחול.
בנוסף, חשפו החוקרים מנגנון שני הפועל כמסנן צבע פנימי. השפריריות "מטעינות" את הכדוריות הננו-מטריות בפיגמנט צהוב המשמש כפילטר; הוא בולע אור "מלוכלך" ומיותר, ומותיר רק את הצבע המרכזי כשהוא עמוק, רווי ובולט לעין.
גילוי המנגנונים המורכבים התאפשר הודות לשילוב של טכנולוגיות מחקר מתקדמות, בהן מיקרוסקופ אלקטרונים, דיפרקציית אלקטרונים וספקטרוסקופיית מסה, לצד סימולציות ממוחשבות. במחקר השתתפו גם חוקרים ממכון ויצמן למדע, וכן מדענים מאוניברסיטאות מובילות בשוודיה ובפינלנד, ששילבו זרועות עם הצוות הבאר-שבעי.
"הטבע מצא דרך אלגנטית להפליא לייצר צבעים מושלמים תוך שימוש ברכיבים שאינם מושלמים," מסביר פרופ' פלמר. "האסטרטגיות שחשפנו בשפרירית מראות לנו כיצד בעתיד נוכל לייצר חומרים אופטיים מתקדמים ויעילים באמצעות טכנולוגיות שלמדנו מהטבע עצמו ורכיבים אורגניים בני-קיימא, במקום הכימיקלים הרעילים בהם אנו תלויים כיום בתעשייה."
הדוקטורנטית טלי למקוף סיכמה את משמעות התגלית לעתיד הקרוב: "זוהי פריצת דרך מדעית המעניקה פתח לייצור של צבעים 'ירוקים' לחלוטין שלא ידהו לעולם בשמש. עבור תעשיות הקוסמטיקה, הטקסטיל, המזון ואפילו צביעת מכוניות ומטוסים – ללא שימוש במתכות כבדות או חומרים מזהמים, זוהי בשורה של ממש".
אנו מכבדים זכויות יוצרים ועושים מאמץ לאתר את בעלי הזכויות בצילומים המגיעים לידינו. אם זיהיתים בפרסומינו צילום שיש לכם זכויות בו, אתם רשאים לפנות אלינו ולבקש לחדול מהשימוש באמצעות כתובת המייל:[email protected]
