חלק ב – הבנת הנקרא (40 נקודות)

קראו את הטקסט וענו על השאלות שאחריו.

בקיץ הבא תלבשו חיידק רחלי ווקס, זווית (6.2.2018)

פסקה א בתערוכת הטכנולוגיה הגדולה בעולם, CES 2018, בלטה בנוכחותה התעשייה הצומחת בקצב מסחרר – הטכנולוגיה הלבישה¹. בין היתר, הוצגו בתערוכה חליפת שחייה חכמה שאוגרת את נתוני השחייה ומסנכרנת אותם עם אפליקציה בטלפון. לצידה היו נעליים חכמות ופיתוחים של בדים חכמים שמאפשרים שליטה על מכשירי חשמל דרך המעיל, הג'ינס או המזרן.

פסקה ב בגדים ואביזרים שמשולבת בהם טכנולוגיה הם עולם שהולך ומתפתח. עם זאת התחום עדיין רחוק מלממש את מלוא הפוטנציאל שלו, בין השאר עקב הקושי לספק חשמל לפריטי הלבוש.

פסקה ג כעת, חוקרים מאוניברסיטת בינגהמטון בניו־יורק פיתחו טכנולוגיה חדשה ומפתיעה שעשויה לסייע לפתור את בעיית ייצור חשמל בבגדים חכמים באמצעות שימוש בחיידקים.

פסקה ד פיתוחם של החוקרים מתבסס על תאי דלק חיידקיים – מערכת שמשתמשת בחשמל שחיידקים מייצרים באופן טבעי בתהליך הנשימה התאית. השיטה הזו נחקרת באינטנסיביות בשנים האחרונות כדרך אפשרית לייצור אנרגייה ולטיהור שפכים בו־זמנית, החיידקים שמייצרים את החשמל ישתמשו בביוב כמקור למזון. תאי הדלק החיידקיים נחשבים לידידותיים לסביבה ולבלתי רעילים, ויכולים לשמש לייצור אנרגייה במקומות מרוחקים.

פסקה ה בתאי הדלק החיידקיים שיצרו החוקרים נעשה שימוש בחיידק הנפוץ Pseudomonas aeruginosa (פסאודומונס אאורוגינוזה). את תאי הדלק שייצרו הדפיסו החוקרים ישירות אל תוך שכבה בודדת של בד רגיל בעובי 1.7 מילימטרים, בעל הרכב סטנדרטי של 92 אחוזים פוליאסטר ו-8 אחוזים לייקרה. הספֵּקוֹ החשמלי המקסימלי של הפיתוח החדש גבוה באופן ניכר מזה של תאי דלק חיידקיים מבוססי־נייר שקיימים היום.

פסקה ו פיתוח טכנולוגי מבוסס טקסטיל, פוֹתֵחַ אפשרויות חדשות ומעניינות לחידושים בפריטים נלבשים, אם כבגדים ואם כאביזרים נלווים, ומכילים סוג כזה או אחר של רכיבים טכנולוגיים. התחום מתפתח במהירות בשנים האחרונות, אך קיימים כמה חסמים שמעכבים אותו. באופן אידיאלי, הבגדים החכמים אמורים לתת תחושה של בגדים רגילים: נוחים, גמישים וקלי משקל. בפועל, קשה מאוד ליצור מוצרים כאלה. הבגדים והאביזרים זקוקים למקור חשמל חיצוני כדי לפעול, ואת הסוללות שקיימות היום יש צורך להחליף מפעם לפעם או לטעון, גם אם הן חזקות. מעבר לכך, הסוללות שקיימות בשוק הן תוספת גדולה, כבדה ונוקשה, דבר שמפריע לשימוש בבגד.

פסקה ז נוסף על כך, הבגדים החכמים הסטנדרטיים יכולים להיות גם מקור חדש לזיהום סביבתי: בסיום חייו של הבגד החכם הוא נזרק, וכך מתווסף לבעיה ההולכת וגדלה של פסולת אלקטרונית. פסולת כזו מכילה לרוב מזהמים כגון מתכות כבדות, חומרים מעכבי בעירה וחלקי פלסטיק. הטיפול בה נחשב מסוכן, ונדרשת השקעת אנרגייה ניכרת כדי למחזר את היסודות היקרים שמרכיבים אותה.

פסקה ח הפיתוח החדשני שמציגים החוקרים עשוי לפתור לפחות חלק מהבעיות האלה. ראשית, החוקרים בדקו ומצאו שתאי הדלק החיידקיים החדשים מצליחים לייצר חשמל היטב גם אם מותחים את הבד או מאתגרים את גמישותו. שנית, על פי החוקרים, תאי הדלק החיידקיים החדשים יכולים להיות בני־קיימא ולהשתמש בזיעה שמפיק גופו של המשתמש כמקור מזון פוטנציאלי עבור החיידקים מייצרי החשמל, וכך לאפשר לתאי הדלק לפעול לאורך זמן ללא צורך ב"הזנה" חיצונית של חומרים מזהמים. "מקורות אנרגייה כאלה לא יכילו מתכות כבדות שעלולות לזהם את הקרקע, את המים ואת האוויר" אומר ד"ר דניאל מדר חוקר ויועץ מדעי.

פסקה ט עם זאת, ד"ר עדי לוי, המנהל המדעי של האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה, מוסיף כי למרות החדשנות הרבה של המחקר וההזדמנויות שהוא יוצר, יש עוד דרך ארוכה עד שהטכנולוגיה שהוצגה במחקר תהפוך למוצר יומיומי שכולנו נוכל להשתמש בו. "כיוון שמקור האנרגייה הוא חיידקים חיים, יש אלמנטים משמעותיים של בטיחות ויציבות שצריכים להיבדק. צריך לוודא שהחיידקים מקובעים בתוך תאי הדלק ללא כל אפשרות לזלוג החוצה. החיידק שהחוקרים השתמשו בו הוא חיידק נפוץ יחסית בסביבה – בקרקע, בביצות ובאזורים חופיים, אך גם פתוגן (מחולל מחלות) ידוע לשמצה ואחד משלושת מיני החיידקים האופורטוניסטים² שגורמים להכי הרבה זיהומים אצל בני אדם. את הצלחתו הרבה בגרימת זיהומים אפשר לייחס לעמידותו הגבוהה לאנטיביוטיקה ולחומרי חיטוי. לא בטוח שנרצה ללבוש מיליוני חיידקים כאלה על עורנו". פתרון אפשרי שמציע לוי יכול לכלול שימוש במיני חיידקים שאינם מחוללי מחלות, או שימוש בשיטות שונות של הנדסה גנטית שייפגעו ביכולתם של החיידקים לחולל מחלות.

פסקה י הפיתוח של טכנולוגיה לבישה יעילה מאפשר פיתוחים רבים נוספים מתחומים שונים. "אפשר למשל לייצר מעיל שמתחמם מעצמו, או בגדים שמייצרים אור בלילה לטובת בטיחות בדרכים" אומר מדר ומוסיף "מקור אנרגייה כזה יכול להפעיל מכשירים רפואיים, כמו קוצב לב או חיישנים שונים".

פסקה יא בטכנולוגיה כזאת נוכל להשתמש גם להנאתנו. "אפשר למשל להשמיע מוזיקה מהבגדים, ואולי בעתיד יצליחו להפעיל כך מכשירים אלקטרוניים שצורכים אנרגייה רבה, כמו טלפונים" אומר מדר. מובן שהשימוש בטקסטיל אינו מוגבל רק לביגוד "אפשר לשלב בווילונות מכשירים חשמליים קטנים, כמו מכשירי תאורה, אפשר לשלב את הטכנולוגיה במפות שולחן ובכל דבר שאפשר ליצור מבד" מסכם מדר.

¹ טכנולוגיה שאפשר ללבוש אותה. ² חיידקים אופורטוניסטים הם חיידקים שבדרך כלל אינם גורמים למחלה אצל אדם בריא, אך מנצלים הזדמנות כדי לתקוף כאשר מערכת החיסון נחלשת.

ענו על חמש מתוך השאלות 1–6 (ערך כל שאלה – 8 נקודות). כל השאלות מתייחסות למאמר, אלא אם נכתב אחרת.