למים אין צבע

חדשות מדע בשפה ידידותית
01.09.2006

שתף

 
ד"ר מילקו ואן-דר בום. מים
 
המים חיוניים לקיום החיים, אבל כשהם נמצאים במקומות הלא נכונים הם עלולים לגרום צרות צרורות. כשמים מתערבבים בדלק, בחומרי סיכה או בממיסים אורגניים, הם עלולים לשבש פעילות של מנועים, לגרום לחלקי מתכת להחליד, למנוע תגובות כימיות רצויות, ולחולל תגובות לא רצויות. לכן מבצעים בתעשייה בדיקות מעבדה מיוחדות לגילוי כמויות זעירות של מים שאולי חדרו למקומות לא רצויים. הבדיקה הידועה והקיימת מבוססת על תהליך מסובך, הנמשך זמן רב יחסית. תהליך מהיר ופשוט יותר פותח באחרונה במעבדתו של ד"ר מילקו ואן-דר בום מהמחלקה לכימיה אורגנית במכון ויצמן למדע. יחד עם החוקר הבתר-דוקטוריאלי, ד"ר טארקשוואר גופטה, יצר ד"ר ואן-דר בום שכבה מולקולרית דקה ורב-שימושית בעובי של 1.7 ננומטרים (ננומטר הוא מיליארדית המטר). שכבה זו, הצמודה לזכוכית, מסוגלת לזהות מולקולות בודדות של מים גם כשהן מצויות בתוך חומר אחר, ביחס של אחד למיליון.
 
"למים אין צבע ואין ריח", אומר ד"ר ואן-דר בום, "ולכן קשה להבחין בהם ולכמת אותם". רוב מערכות הגילוי הקיימות כיום מבוססות על יחסי גומלין חלשים יחסית - אך בררניים - בין חומר "אורח" לחומר "מארח". לעומת זאת, מערכת הגילוי החדשה שפיתחו מדעני מכון ויצמן מבוססת על קבוצות מתכת שמשובצות בתוך השכבה המולקולרית של הגלאי. קבוצות אלה "גוזלות" אלקטרונים ממולקולות המים. כאשר מספר האלקטרונים בקבוצות המתכת משתנה, הצבע שלהן משתנה בהתאם, תופעה שאפשר להבחין בה באמצעות מערכות שמתרגמות את עוצמת שינויי הצבע של הגלאי לכמות המים שהתגלתה.
 
בדיקה כזאת עשויה להימשך חמש דקות בלבד. השכבה המולקולרית הדקה של הגלאי שומרת על יציבותה גם בחום גבוה. ד"ר ואן-דר בום אומר, שגילוי חומרים באמצעות העברת אלקטרונים עשוי אולי, בעתיד, לשמש לזיהוי ולניטור כמויות זעירות של חומרים נוספים, כגון מתכות ומזהמים שונים.  

שתף