בדרך למאה שערים

כל תעשיין מתחיל יודע שהזמן שקול לכסף. ולעומתו, כל מנהיג פועלים מתחיל יודע ש"כוחנו באחדותנו". מדענים במכון ויצמן למדע גילו באחרונה ששתי האמיתות האלה "ידועות" ומיושמות גם בעולמן של מולקולות המעורבות בתהליכים תעשייתיים שונים. בתגלית זו, המתפרסמת בימים אלה בכתב העת המדעי הבין-לאומי היוקרתי "סיינס" (מדע"), מראים מדעני המכון כיצד אפשר להאיץ עד כדי פי 140 את קצב התחוללותה של תגובה כימית מהסוג המשמש לייצור תרופות, סיבים סינתטיים וחומרים פלסטיים. תגלית זו עשויה להוביל לייעול דרמטי בתעשייה הכימית המבוססת על קטליזה, המפיקה כ- % 20 מהתוצר הלאומי הגולמי של ארה"ב.

 

החוקרים בחנו את תכונותיהם של קטליזטורים, שהם חומרים המזרזים תגובות כימיות שונות. בתהליכים כימיים הנהוגים כיום בתעשייה, ממיסים את הקטליזטורים בתמיסות של החומרים המגיבים. בדרך זו, מולקולות הקטליזטורים מתפזרות בתמיסה באופן אקראי ובלתי מאורגן. חוקרי מכון ויצמן למדע, ד"ר קרל טולנר וד"ר רונית פופוביץ-בירו שעבדו בהדרכתם של ראש המחלקה לכימיה אורגנית, פרופ' דוד מילשטיין, וראש המחלקה לחקר חומרים ופני שטח, פרופ' מאיר להב, החליטו לבחון את יעילותו של התהליך המקובל הזה. הם בנו שתי מערכות זהות, שבאחת מהן בוצעה תגובה כימית באמצעות קטליזטור מסוים שפוזר בתמיסה באופן אקראי, ובאחרת בוצעה אותה תגובה כאשר מולקולות הקטליזטור סודרו כשהן מכוונות בכיוון אחד, על גבי משטחי זכוכית מיוחדים. התוצאה: במערכת שבה השתמשו במולקולות קטליזטור "מסודרות", התחוללה התגובה הכימית במהירות גדולה בהרבה, בהשוואה למהירות התגובה במערכת הרגילה. בהמשך התברר שהקטליזטור המסודר מאפשר גם ביצוע בררני ומדויק יותר של תגובות כימיות מסוג מסוים.

 

עכשיו מתכוונים מדענים - במכון ויצמן למדע ובמקומות נוספים בעולם - לבדוק אם אפשר להשיג ייעול דומה גם בפעולותיהם של קטליזטורים נוספים. כך נפתח, למעשה, תחום מחקר חדש העשוי להוביל לשיפור ולייעול דרמטי בתעשייה הכימית.