כחול-לבן

מאת: יעל הלפמן כהן

אי-אפשר לדמיין את עולמנו ללא צבע. עולמנו עשיר בצבעים וגוונים הנקבעים על ידי הפיגמנטים המצויים בהם, אבל הטבע מפיק צבע גם בדרך אחרת, ללא פיגמנטים. הטבע מפיק צבע מבני שהוא צבע דינאמי שאינו דוהה עם הזמן. השבוע נצלול לכנפי פרפר המורפו הכחול ולכנפי החיפושית הלבנה ונגלה איך נוצר הכחול היפהפה והלבן הבוהק.

כחול

כמה פרחים כחולים ובעלי חיים כחולים אתם מכירים ? כנראה שלא רבים. הכחול בטבע נדיר !

הכחול הזוהר הססגוני של פרפרי מורפו (Morpho) ונוצות הטווס, למשל, נוצר ממבנה המורכב מגבשושיות בשכבות שונות השוברות את אלומות האור הפוגעות בהן ומחזירות רק אורכי גל מסוימים. כאשר זווית הכנפיים משתנה, גם הצבע המוחזר משתנה. בניגוד לפיגמנטים רגילים של צבע שדוהים במשך הזמן בהשפעת קרינת השמש או האבק המרחף באוויר, הגבשושיות הזעירות שומרות על זוהרן לאורך שנים ארוכות ומאפשרות לפרפר לשנות את צבעו כאמצעי תקשורת.

באמצעות שימוש בננו־מבנים המחקים את כנפי הפרפר, הצליחו חברות שונות לייצר צבעים, בדים ואפילו צבעי איפור ללא מתכות רעילות. לדוגמה, חברת הטקסטיל היפנית Teijin ייצרה לראשונה אריג בשם מֹורפֹוטֶקס, המורכב משכבות ננומטריות שונות ויוצר אותה אשליית צבע שניחנו בה פרפרי המורפו. האריג תוכנן להפיק צבע פיזיקלי, והוא נראה כחול, אף שלא נצבע בשום צבע. האפקט המבני מייתר את הצורך באפקט הכימי. חברת לוראל פיתחה צבעי איפור המבוססים גם הם על צבעים פיזיקליים והצליחה להשיג אפקטים שונים כמו אפקט נצנוץ או אפקט מראה.

בסרטון המדהים המצלמה צוללת לתוך כנפי פרפר המורפו, ממרחק -10 סנטימטרים ל-200 ננומטרים ומגלה את המבנים שיוצרים את הכחול הססגוני היפהפה.

לבן

בע"ח עם צבע לבן זוהר נדירים גם הם בטבע. אחת מהם היא חיפושית Cyphochilus שנמצאת בתאילנד ובמקומות אחרים בדרום מזרח אסיה, והיא לבנה במידה יוצאת דופן ! גם פה הסוד הוא מבני. ננו-מבנים על הקשקשים שלה משקפים את האור בצורה המייצרת לבן בוהק במיוחד.

"חוטים" המסודרים באקראי על כנפי החיפושית מפזרים את כל אורכי הגל של האור, והמרווח האופטימלי בינהם ממקסם את האפקט. מעניין שדווקא מבנה אקראי יוצר תוצאה מובהקת ומסודרת של פיזור אחיד של אורכי הגל. מהכאוס בא הסדר. כדי שנראה משטח לבן, כל אורכי הגל של האור הפוגעים ואז חוזרים מהאובייקט צריכים להשתקף בחזרה באופן שווה.

כיום מושג הצבע לבן באמצעות תחמוצת טיטניום או תחמוצת אבץ כדי להסדיר את אחידות ההחזר. (נפוצים בתעשיית הנייר, קרם הגנה, משחות שיניים, מזון וקוסמטיקה). הם אמנם יעילים בהפקת ברק, אך פיגמנטים אלו עלולים להזיק ואינם מתפרקים בקלות. יצירת לבן בוהק בדרך אחרת מבטיחה עתיד נקי ובריא יותר.

בהשראת החיפושית, חברת Seprify מצאה דרך ליצירת לבן בוהק ללא חומרים רעילים. הפתרון נמצא בתאית, חומר זמין בצמחים ובפסולת ביולוגית וחקלאית, התאית משמשת ליצירת פיגמנטים מבניים ליצירת לבן בטוח (ואפילו אכיל!) ובעל ביצועים טובים.

"צבעים הם החיוכים של הטבע".  (ג’יימס הנרי לי האנט)

הלוואי ויהיו לנו בעתיד סיבות רבות לחיוך.
שמתוך הכאוס יצמח סדר (כמו בצבע הלבן), ושנלמד לתקשר (כמו בצבע הכחול).
שנדע לשמור על הזוהר לאורך זמן, כי כמו הצבעים בדגל שלנו, יש לנו מדינה נדירה.

יום העצמאות תשפ"ד, 2024.