שמן, מים ומה שביניהם

מים, בפרט מים נקיים, הם כידוע משאב המצוי בחסר, ולכן חשוב לפתח אפשרויות לשימוש במים מטוהרים – לחקלאות ולמטרות נוספות. המחקר של פרופ’ רמון, שזכה במענק מהקרן הלאומית למדע, נועד לבחון את בעיית זיהום המים, בתחום ההפרדה של שמן ממים. “לצערנו  מים המכילים שמנים הם מטרד סביבתי נפוץ שנגרם ממזהמים תעשייתיים, החל מתעשיית הגז והנפט, ציפוי מתכות, ותעשיות אחרות”, הוא אומר. “אומנם נעשה תהליך סינון של כתמי השמן הגדולים, אך תהליך זה אינו פותר את בעיית הטיפות הקטנות שקוטרן פחות מעשרה או עשרים מיקרומטרים”.

פרופ’ רמון אומר, שהטכנולוגיה שבה משתמשים בעשורים האחרונים כדי לנקות את טיפות השמן המיקרוסקופיות מבוססת על שימוש בממברנות – קרומים בררניים, שהמים עוברים דרכם וטיפות השמן נבלמות בהם. אלא שהקרומים האלה, נסתמים מהר מאוד כתוצאה מהצטברות השמן ואז צריך לעצור את התהליך ולנקות אותם, דבר שמחייב השקעת זמן ואנרגיה.

פרופ’ רמון ושותפיו למחקר מחפשים, לפיכך, דרכים למזער את הסתימות הללו בקרומים. מתברר שקיים פער מחקרי בין הבנת התנהגות הטיפה בקנה מידה קטן (מיקרו), לבין התנהגות הקרום הבררני, בקנה מידה גדול (מאקרו), שבו מתמקד המחקר. “אנחנו חוקרים כיצד טיפות השמן מופרדות על קרום ברזולוציה גבוהה”, הוא אומר. “אנו משתמשים במיקרוסקופ קונפוקלי, על גבי תאים מיוחדים המאפשרים מצד אחד הדמייה של תנאי תהליך אמיתיים, ומצד שני גישה לצילום אופטי ברמה גבוהה. בדרך זו אפשר לצלם בזמן אמת את המתרחש על פני קרום תעשייתי בעת תהליך הפרדת השמן ממים. המדידות המדויקות הללו עוזרות לנו בבואנו לקשור בין התנהגות טיפות השמן על הקרום המסנן, לבין קנה המידה הגדול – למשל האם צריכת האנרגיה עולה ככל שהקרום המסנן נסתם, באיזה שלב הוא נסתם עד כדי אי תפקוד שמחייב ניקוי יקר וצריכת אנרגיה רבה, ואיך כל זה קשור למה שראינו בקנה המידה המיקרוסקופי, כלומר למה שמתרחש על פני השטח.