החומרים החדשניים שמהם עשויה אופנת העתיד

בדים שדוחים יתושים, חיידקים ונגיפים • אופנה מסיבי משי ללא תולעי משי • ובגדים שנכבים ונדלקים בהתאם לתנאי מזג האוויר • שיתוף הפעולה בין מעצבים למדענים עולה מדרגות בניסיון לפתור בעיות סביבתיות ורפואיות

פיתוח בדים דוחי יתושים במכון למחקר חומרים TITK / צילום: Reuters
פיתוח בדים דוחי יתושים במכון למחקר חומרים TITK / צילום: Reuters

מה אתם מצפים שהבגדים שלכם יעשו עבורכם? יכסו את איבריכם המוצנעים? ישמרו עליכם מפגעי הטבע? או בעיקר שייראו יפה ויתרמו לתדמית שלכם? אלה מעט פונקציות יחסית. בעתיד הלא רחוק, בדים יוכלו לעשות הרבה הרבה יותר.

מאז ומתמיד עולם הטקסטיל נשען על מדע כדי ליצור בדים נעימים, עמידים וחדשניים, לדוגמה, אבל בשנים האחרונות, מעצבי אופנה מובילים חוברים למדענים כדי לייצר בדים שפורצים את ההגדרות הרגילות של בד. למשל, בגדים בעלי סגולות רפואיות, בגדים עם חיישנים, בגדים חישוביים, בדים עם רכיבים חיים, ואחד הנושאים הדחופים - בדים שאינם משפיעים לרעה על איכות הסביבה. לצד בגדים, אפשר לעשות מבדים אינסוף דברים, אפילו בניינים או מטוסים. כל המגמות הללו צפויות להפוך את תחום מדעי הטקסטיל למעניין מאוד בשנים הקרובות.

אופנה בת קיימא: משי טבעוני ועולם ללא כביסה

"בגדים הם אחד הפריטים הטכנולוגיים הראשונים שהאדם יצר לעצמו", אומרת ד"ר אושרית קטורזה נבון, כימאית בוגרת מכון ויצמן, מומחית להוראת המדעים והיום סטייליסטית אישית ומרצה על הקשר בין מדע לאופנה. "התחום הזה תמיד היה מדעי. גם קוקו שאנל נעזרה במדע כדי לייצר את הבדים החדשניים המפורסמים שלה. אבל בשנים האחרונות שיתוף הפעולה עולה מדרגה.

"אחת ממובילות המגמה בתחומים האלה היא סטלה מקרטני. למעשה, כמעט כל מוצר שהיא משיקה כולל חידוש מדעי. השיקולים העיקריים מבחינתה הם קיימות וטבעונות". כך, לדוגמה, חברה מקרטני לסטארט-אפ אמריקאי בשם Bolt Threads, כדי לייצר "מיקרו משי", סיבים שהמבנה המולקולרי שלהם מזכיר קורי עכביש, שהם אחד החומרים הכי חזקים ביחס לקוטרם, גמישים וגם נעימים למגע. "זה חוט נהדר להכין ממנו בדים. הם לא צריכים אפילו לגדל עכבישים, אלא הם מפיקים את המוצר בשמרים שהונדסו גנטית כדי לבטא אל חלבוני קור העכביש".

בתחילת הדרך, בולט דווקא חשבו לגדל עכבישים. "הם בנו מעבדה ענקית מלאה עכבישים, ואז גילו שהם אוכלים זה את זה", מספרת נבון. במקביל, מקרטני החלה לייצר בגדי 'משי חופש' שמגיע מתולעי משי שגדלות בטבע, במקום בחווה, אולם חוטי המשי שנאספו מהטבע היו פגומים וייצור בדים מהם היה מורכב ויקר. כאשר עברה בולט למשי המהונדס, הזיווג היה מושלם. מקרטני עיצבה מחוטי המשי של בולט שמלת זהב שהוצגה במוזיאון MOMA, וממשיכה להשתמש בטכנולוגיה הזאת בקולקציות שלה.

בשיתוף פעולה עם אדידס, השיקה מקרטני ב-2019 שני פרטי בגדים מתכלים כדי לצמצם את הפסולת האדירה שמייצרת תעשיית הטקסטיל. האחד הוא קפוצ'ון שעשוי ברובו מחומרים ממוחזרים ונועד בעצמו להתמחזר ב-100%, והשני הוא שמלת טניס שעשויה מהמשי של חברת בולט יחד עם חוטים עשויים צלולוז, והכול מחובר יחד באמצעות מים, סוכר ושמרים - ועדיין אמור לכאורה להיות לביש ונוח. בעת השקת המוצר אמרו באדידס שמטרת החברה היא להגיע למצב של "אפס פסולת".

לדברי פרופ' דליה דומיטרסקו, מבית הספר לטקסטיל Högskolani Borås בשבדיה, "קיימות זה נושא חשוב, והמוצרים המתכלים משמעותם שאנחנו לא חייבים לחזור לעולם שבו לכל אדם יש אותם בגדים לאורך כל החיים, אלא מותר ללכת קדימה.

"אחד האתגרים של הביגוד המתכלה, הוא שאנחנו צריכים שהוא לא יתכלה לנו יום אחד כשאנחנו עדיין לא מוכנים לכך, אבל אנחנו כן רוצים שיתכלה כאשר נרצה להיפרד ממנו ואם לא יהיה לו שימוש כפריט יד שנייה. לכן האתגר הגדול הוא לייצר בדים שמתכלים בחום גבוה, או אפילו רק במגע עם חיידק מסוים או עם חומר מאוד ספציפי, שהם לא יפגשו בו ביום רגיל, אבל כן אפשר להשתמש בו במפעל המחזור. כמובן, חשוב מאוד שתוצרי הפירוק יהיו מתאימים למיחזור או מתכלים בעצמם".

בינתיים, המוצרים המתכלים של מקרטני ואדידס אינם מתאימים לייצור מסחרי, אבל החברות חותרות לשם. "מקרטני היא דוגמה למעצבת שמבינה שמדע יכול להיות כלי מאוד שימושי בקריירה שלה, ובמותג שלה", אמרת נבון. "כל מעצב רוצה להיות שונה מקודמו, ועצם הרצון בבידול יכול להיות סיבה טובה לפנות למדע, עוד לפני שבכלל חושבים על התועלות הפרקטיות".

"הצעד הבא הוא ליצור בגדים שמנקים את עצמם", אומר ד"ר רושן פול, מנהל תוכניות אירופיות ובינלאומיות במחלקה לטכנולוגיות כימיות לטקסטיל וחדשנות בסיבים במכון של אוניברסיטת RWTH Aachen, גרמניה. הטכנולוגיה היא בהשראת עלי הלוטוס העשויים חומר שעוותי חלקלק ודוחים מים ולכלוך, וגם בקטריות מזיקות. זאת הודות לפני שטח מלאים בגבשושיות ושערות זעירות. אולי זה המפתח לעולם ללא כביסה כלל, לטובת הזמן הפנוי שלנו וגם איכות הסביבה, שכן תכשירי הכביסה שלנו גם הם מזהמים.

חוטים המיוצרים במעבדה להחלפת כלי דם / צילום: Reuters
 חוטים המיוצרים במעבדה להחלפת כלי דם / צילום: Reuters

בדים לרפואה: ג'ינסים נגד וירוסים ובדים דוחי יתושים

תחום אחר תוסס בענף הטקסטיל הוא הבדים הרפואיים. קטגוריה אחת של בדים כאלה היא בדים עם פונקציות רפואיות, לדוגמה ביגוד למאושפזים ומצעים למיטות בבתי החולים המשלבים חלקיקים זעירים של כסף ונחושת, בעלי יכולת לדחות וירוסים וחיידקים. זאת אחת הדרכים להפחית את הסיכון לזיהום נרכש בבית החולים.

וברוח ימי המגפה, חברת Warp+Weft, לדוגמה, הודיעה כבר ביולי 2020 שהיא פיתחה ג'ינסים אנטי-ויראליים, שקוטלים את הנגיף COVID-19.

פיתוח נוסף בעל השלכות רפואיות הוא בגדים דוחי חרקים או דוחי יתושים. אלה נחשבות פונקציות רפואיות, משום שהחרקים יכולים לשאת מחלות. אפשר היום לקנות בקלות חולצות שצופו בחומר נגד יתושים, אבל הבגד עשוי להיות נוח יותר אם נוגד החרקים ישולב בתוכו ממש. כמה מכוני מחקר בעולם מפתחים בדים מחוטים, שמקורם בצמחים, שיש בהם מלכתחילה חומרים דוחי יתושים. השאלה העיקרית בתחום הזה היא איך לדאוג שהחומרים הללו לא יתכלו במהירות.

פול: "שימוש רפואי בבדים יכול לקרות אפילו בתוף הגוף. למשל, בד יכול להיות פיגום ללב שנפגע. אפשר להכין רקמות מותאמות אישית, למשל מסתמים ללב. אותו בד עוזר לרקמת הלב להיות חזקה ולדחוק החוצה דם אנחנו נרצה במקרה הזה משהו שנראה כמו בד, כי הוא גמיש יותר מפלסטיק, אבל גם חזק.

"ותחום שלם נוסף הוא תחום הבדים עם היכולות הקוסמטיות, למשל מכנסיים שמפרישים כמויות קטנות של חומרים שמרככים את העור או מונעים צלוליטיס. זה נחמד כי הטקסטיל הוא נעים יותר ממריחת שכבה של חומר כזה על העור, והמגע בין העור לבד נמשך כל היום, ללא מאמץ. ישנה אפשרות גם להוסיף לבדים מיקרו קפסולות של ריח, וגם מיקרו קפסולות משנות פאזה, שיכולות לקרר אותנו כשבחוץ חם מידי ולחמם כשבחוץ קר".

תחום אחר בסקטור הבדים הרפואיים הוא בדים לניטור רפואי. "בעולם הספורט יש הרבה עניין במדידה של הגוף, אבל חיישנים על הגוף מוסיפים אי נוחות שהיא מאוד לא רצויה דווקא במהלך פעילות גופנית. אנחנו יכולים לתאר לעצמנו עולם שבו השעון החכם שלנו יהיה בעצם סיבים מוליכים בתוך הבדים. אפשר אולי שהם ייטענו מאור השמש".

פול מוסיף שאם כבר טענו את הבדים מאור השמש, אפשר שהם יטענו גם את הטלפונים שלנו.

משי טבעוני של סטלה מקרטני / צילום: יוטיוב
 משי טבעוני של סטלה מקרטני / צילום: יוטיוב

יש דרך ליצור סיב שהוא מוליך ועדיין נוח וזול?

פול: "אנחנו מייצרים בדים מוליכים על ידי שילוב של ננו-צינוריות פחמן. אלה חומרים שמיוצרים בשיטות של ננוטכנולוגיה. כאשר מייצרים אותם כך, יש להם תכונות אחרות מאשר פחמן שמעובד בשיטות הקלאסיות. ובמקרה של ננו-צינוריות פחמן, אפשר לסדר את המולקולות כך שייראו ממש כמו חוטים, אבל עם תכונות של מוליכות ושל חוזק יוצא דופן. ננו צינוריות פחמן יכולות להיות לא בטיחותיות אם שואפים אותן לריאות, ולכן המשכנו לעבוד גם על ציפוי גרפו, שהוא בטיחותי יותר.

"קשה מאוד לייצר את החומרים האלה. בינתיים אנחנו רק בשלב הוכחת ההיתכנות, אבל הרעיון הוא בסופו של דבר לטוות חוטים כאלה לבדים שמרגישים בדיוק כמו בד רגיל, אבל יש בהם מוליכות".

מלבד ניטור, בשביל מה עוד צריך בגדים מוליכים?

פול: "את יכולה להקרין כל מיני מסרים על החולצה שלך. אפשר לפתח מוצרים להגנה עצמית. אם מופעל עליהם לחץ או שהם נקרעים, הם מפעילים אולי אזעקה".

פול פיתח עבור האיחוד האירופי בדים חסיני אש לכבאים. "אנחנו צריכים לדאוג שהבד ימנע כוויות, אבל גם שלא יתחמם על הגוף יותר מדי כדי לא ליצור היפר-תרמיה. אז פיתחנו חיישן המבוסס על פיגמנט שמשנה את צבעו בחום שיכול להראות שינוי בצבע כשהטמפרטורה עולה גבוה מדי".

בדים מוליכים: החולצה שתתריע על זיהום אוויר

החוקרים היצירתיים ביותר בתחום הבדים מנסים להכניס לבד את ממד הזמן, כלומר להביא לכך שמאפייניו ישתנו בהתאם לתנאים. מחקר שנערך על ידי קבוצה בראשות ד"ר פיליפה נטליו ממכון ויצמן והתפרסם בכתב העת Science תיאר כותנה שהכניסו לתוכה מולקולות שמגיבות לאור אולטרה-סגול. החוקרים השקו את הכותנה במי סוכר שבתוכם הומסו צבעים פלואורסצנטיים. הכותנה שתתה את המים - כמו בניסויים שעורכים בבתי ספר שבהם פרחים שותים מים צבעוניים ומשנים את צבעם. צבע הסיב הפך צהבהב וכשמקרינים אותו באור אולטרה-סגול, הוא זוהר.

"זה פתח לעתיד שבו תוכלי ללכת עם חולצה שהבד עצמו בה נדלק ומגיב כשאת מתקרבת לכל מיני סוגים של סכנה", אומרת נבון. "זה תלוי באילו חומרים נשקה את הכותנה ואם היא אכן תהיה מוכנה לשתות אותם".

סטלה מקרטני / צילום: Reuters, Cover Media
 סטלה מקרטני / צילום: Reuters, Cover Media

ואכן נטליו וצוותו ניסו ליצור כך גם בד עם מאפיינים מגנטיים, על ידי כך שהמסו במי ההשקיה מולקולות גם עם מאפיינים מגנטיים. הכותנה שתתה אותם בשמחה. זה לא אומר שאם נלבש אותו, נהפוך למקרר שאפשר לתלות עליו תמונות ואותיות, אולם אפשר להשתמש בחוטים המגנטיים כדי לאגור מידע, בעיקר אם משלבים בבגד חוטים מגנטיים בתוך חוטים רגילים. אפשר ליצור כך לחולצה ברקוד שאינו נראה לעין.

נבון רואה אינסוף יישומים לטכנולוגיה הזאת: "בגד ים לילדים שזוהר כשהם סופגים יותר מדי קרינה, חולצה שמתריעה על זיהום אוויר או בגד שמתריע כשספורטאים מפרישים יותר מדי סוכר או יותר מדי מלח בזיעה, כדי לדעת מה לתת להם להשלמה.

דומיטרסקו: "סטודנטית שלנו בשם ריקה טלמן יצרה בדים שככל שהם מתלכלכים, כך הם נראים יפה יותר. למשל, היא יצרה דוגמה משני סוגי סיבים, שרק אחד מהם מתכווץ בכביסות חוזרות. לבד יש דוגמה אחת כששני הבדים רפואיים ודוגמה אחרת, יפה גם כן, כאשר אחד הסיבים מתכווץ".

חקלאות טקסטיל: בדים שמגדלים תבלינים

אפשרות אחרת שנשמעת די מטורפת עד שמתרגלים אליה היא בדים שבתוכם גדלים צמחים. "הצמח יכול לגדול מתוך החומר בבד. דוקטורנטית שלנו, בשם Svenia Keunen, עובדת על המוצר הזה והיא מגדלת בתוך בד את כל סוגי התבלינים", מספרת דומיטרסקו.

אז אם את מזמינה אוכל לעבודה, תוכלי לתבל אותו ממה שגדל לך על החולצה?

"זה אפשרי בעיקרון. אפשר ליצור בדים שמריחים טוב, או שנותנים תחושה של טריות, כך שגם כשאת בפנים תרגישי כאילו את בחוץ. השימוש העיקרי יהיה כנראה ליצירת כל מיני רהיטים ביתיים שהם גם עציצים למעשה, נניח שטיח דשא אמיתי".

זו ממש הנדסת חומרים מתקדמת לאופנה.

פול: "בהחלט. אנשים חושבים שתעשיית האופנה היא לואו-טק כי בגדים היו כאן מאז ומעולם וכי אנחנו משתמשים בתוצרת חקלאית כמו כותנה או צמר, אבל זו תעשייה סופר מתקדמת, שיש בה מדע בכול. לאנשים מחוץ לתעשייה הזו אין מושג עד כמה זה מורכב, וכמה יצירתיות דרושה לכל שלב בתהליך הזה, לא רק לעיצוב".

בונים בניינים מבדים: "יותר נעים מבטון"

בדים זה לא רק בגדים, ואחד החלומות היום של חוקרים הוא לבנות בניין מבד. "אחד הסטודנטים במכון שלנו בנה פרוטוטייפ, בינתיים קטן, לבניין מבד", מספרת דומיטרסקו. "מעמידים את הבדים, ואז משפריצים עליהם תמהיל חיידקים כדי שיתקשו והבניין יעמוד יציב. החומר הוא אורגני, והיתרון שלו הוא שהוא אינו כבד או קשיח כמו בטון. הוא גמיש, ומאפשר לתכנן את הגיאומטריה של הבניין בדרך אחרת לגמרי, ולהיות מאוד יצירתיים מבחינה עיצובית. יש לנו מערכת יחסים רגשית עם טקסטיל שהיא אחרת מאשר עם בטון. אולי זה ירגיש נעים יותר.

"אולי אפשר יהיה גם לשנות אותו ביתר קלות. אפשר לחשוב שניתן יהיה להזיז בד כדי לסגור או לפתוח חדר. אולי אפשר יהיה לארוז כזה בניין ולקחת אותו למקום אחר".

נשמע שהוא עלול לעוף ברוח.

"לא. סיב פחמן שמייצרים בשיטות של ננוטכנולוגיה יכול להיות חזק כמו בטון אבל עדיין גמיש. אפשר לתכנן אותו עם כל החוזק, ובכל זאת שקוף, כך שאור יום יעבור דרכו. אפשר לייצר שתי שכבות של בד, אחת מאוד קשיחה וחזקה, כשכבה חיצונית של הבית, והשנייה מאוד נעימה כשכבה פנימית. אנחנו עושים את זה היום בקטן מאוד, אבל אין בעצם מניעה לעשות את זה בגדול".

צרו איתנו קשר *5988