מאת פֶּסַח בֶּנְסוֹן • 16 בספטמבר 2026
ירושלים, 16 בספטמבר 2026 (TPS-IL) — מדענים ישראלים פיתחו סוג חדש של קרח מחוזק, שהוא בערך פי 10 חזק יותר מקרח רגיל תחת לחץ ויכול לספוג בערך פי 70 יותר אנרגיה לפני כשל – פריצת דרך שעשויה בסופו של דבר להוביל לחומרי בנייה חדשים לסביבות קרות במיוחד.
החומר, הנקרא BioPykrete, משלב קרח עם ננו-קריסטלים של תאית, חלקיקים זעירים וקשיחים העשויים מתאית, החומר הטבעי המעניק לצמחים את מבנם. חלבון מהונדס במיוחד פועל כגשר מולקולרי, המחזק את הקשר בין הקרח לתאית ומסייע במניעת התפשטות סדקים.
קמפוס האוניברסיטה העברית בירושלים ב-3 באוגוסט 2023. צילום: יואב דודקביץ'/TPS-IL
ההתקדמות עשויה בסופו של דבר לפתור אתגר מעשי באזורים הנידחים והקפואים ביותר בעולם: שינוע חומרי בנייה קונבנציונליים. בטון, פלדה וחומרים אחרים יכולים להיות כבדים, יקרים וקשים להעברה לאזורים בארקטיקה ובאנטארקטיקה.
קרח, לעומת זאת, זמין בשפע ובמקום, אך הוא בדרך כלל שביר מדי לשימוש מבני. BioPykrete עשוי לאפשר מבנים זמניים או מיוחדים במקומות שבהם שינוע חומרים קונבנציונליים קשה במיוחד.
המחקר, שפורסם בכתב העת המדעי Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, נערך בהובלת פרופ' עידו בראשלבסקי מהאוניברסיטה העברית בירושלים. חברים נוספים בצוות המחקר היו מ-Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne בשוויץ, מהטכניון ומאוניברסיטת בן-גוריון בנגב.
הפיכת קרח לקשיח יותר
כאשר BioPykrete קופא, ננו-קריסטלים של התאית יוצרים רשת תלת-ממדית בתוך הקרח. החלבון המהונדס מחבר את שני החומרים ברמה המולקולרית, כאשר חלק אחד מתחבר לקרח וחלק אחר לתאית.
"רצינו לעבור מעבר לערבוב פשוט של סיבים בקרח, ובמקום זאת לשלוט באופן שבו החומרים השונים מתחברים ברמה המולקולרית", אמר בראשלבסקי.
נראה שהקשר הזה חיוני לביצועי החומר. בדיקות מעבדה הראו ש-BioPykrete הגיע לחוזק לחיצה בטווח של בטון קונבנציונלי, מה שהופך אותו לחזק פי 10 תחת לחץ מקרח טהור.
קשיחותו הייתה מרשימה אף יותר: BioPykrete ספג פי 70 יותר אנרגיה לפני כשל מאשר קרח רגיל.
החוקרים השוו גם קומפוזיטים של קרח-תאית שנעשו עם ובלי החלבון המהונדס. הוספת החלבון הכפילה בערך הן את חוזק החומר והן את כמות האנרגיה שהוא יכול לספוג לפני כשל.
ההבדל טמון במה שקורה כאשר נוצר סדק. בקרח רגיל, סדק יכול להתפשט במהירות דרך החומר ולגרום לו להתנפץ בפתאומיות. ב-BioPykrete, רשת התאית יוצרת מכשולים המשבשים את מסלול הסדק, בעוד שהחלבון מחזק את הקשר בין הקרח לתאית, מה שמקשה על הסדק לקרוע את רשת החיזוק.
המחקר מתאר את החלבון כ"דבק ביולוגי מולקולרי" ומדווח כי המבנה המחוזק יכול "לעצור התפשטות סדקים ברמת הנקבוביות".
"אנחנו משנים לא רק את חוזק הקרח, אלא גם את האופן שבו הוא נשבר", אמר בראשלבסקי. "במקום להתנפץ בפתאומיות, הוא יכול לספוג הרבה יותר אנרגיה ולהתעוות בהדרגה".
החוקרים מדמיינים יישומים אפשריים בסביבות ארקטיות ואנטארקטיות, שבהן שינוע חומרי בנייה קונבנציונליים יכול להיות קשה ויקר.
עם זאת, BioPykrete נותר הוכחת היתכנות מעבדתית, ולא תחליף מוכן לשימוש לבטון. נדרש מחקר נוסף כדי לקבוע כיצד הוא מתפקד לאורך זמן, כולל תחת הקפאה והפשרה חוזרות ונשנות ולחץ מתמשך.
