יישומים שונים של תאית ונגזרותיה

תאית היא פוליסכריד מקרו-מולקולרי המורכב מגלוקוז, הקיים בכמויות גדולות בצמחים ירוקים ובאורגניזמים ימיים. זהו החומר הפולימרי הטבעי המופץ ביותר והגדול ביותר בטבע. יש לו תאימות ביולוגית טובה, מתחדשת ומתכלה ועוד יתרונות אחרים. באמצעות פוטוסינתזה, צמחים יכולים לסנתז מאות מיליוני טונות של תאית מדי שנה.

סיכויי יישום תאית

תאית מסורתית הייתה בשימוש נרחב בשל התכונות הפיזיקליות והכימיות שלה, בעוד לתאית של חומר פולימרי טבעי יש תכונות פונקציונליות שונות לאחר עיבוד ושינוי, שיכולות לענות על הצרכים השונים של תעשיות שונות. ניצול פונקציונלי של חומרים פונקציונליים תאית הפך לטבע מגמות פיתוח ונקודות חמות של מחקר של חומרים פולימריים.

נגזרות תאית מיוצרות על ידי אסטריפיקציה או האתריפיקציה של קבוצות הידרוקסיל בפולימרים תאית עם ריאגנטים כימיים. על פי המאפיינים המבניים של תוצרי התגובה, ניתן לחלק את נגזרות התאית לשלוש קטגוריות: אתרים של תאית, אסטרים של תאית ואסטרים אתר תאית.

1. אתר תאית

אתר תאית הוא כינוי כללי לסדרה של נגזרות תאית הנוצרות על ידי תגובה של תאית אלקלית וחומר מאתר בתנאים מסוימים. אתר תאית הוא מעין נגזרת תאית בעלת סוגים שונים, תחומי יישום רחבים, נפח ייצור גדול וערך מחקר גבוה. היישום שלו כרוך בתחומים רבים כגון תעשייה, חקלאות, תעשייה כימית יומיומית, הגנת הסביבה, תעופה וחלל והגנה לאומית.

האתרים התאית בהם נעשה שימוש מסחרי בפועל הם: תאית מתיל, תאית קרבוקסימטיל, תאית אתיל, תאית הידרוקסיאתיל, תאית ציאנואתיל, תאית הידרוקסיפרופיל ותאית הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז וכו'.

2. אסטרים של תאית

אסטרים של תאית נמצאים בשימוש נרחב בתחומי ההגנה הלאומית, התעשייה הכימית, ביולוגיה, רפואה, בנייה ואפילו תעופה וחלל.

האסטרים התאית בהם נעשה שימוש מסחרי בפועל הם: חנקתי תאית, אצטט תאית, אצטט תאית בוטיראט ואקסנטאט תאית.
3. אסטר תאית

אסטרים אתר תאית הם נגזרות מעורבות של אסטר-אתר.

שדה יישום

1. תחום פרמצבטי

נגזרות של אתר תאית ואסטר נמצאות בשימוש נרחב ברפואה למטרות עיבוי, חומר עזר, שחרור ממושך, שחרור מבוקר, יצירת סרט ועוד.

2. שדה ציפוי

לאסטרים של תאית תפקיד חשוב מאוד ביישומי ציפוי. אסטרים של תאית משמשים בקשרים, שרפים מותאמים או חומרים קדם-סרטים כדי לספק ציפויים בעלי תכונות מצוינות רבות.

3. תחום טכנולוגיית ממברנה

לתאית וחומרים נגזרים יש את היתרונות של תפוקה גדולה, ביצועים יציבים ויכולת מיחזור. באמצעות הרכבה עצמית שכבה אחר שכבה, שיטת היפוך פאזה, טכנולוגיית ספינינג אלקטרו ואמצעים נוספים, ניתן להכין חומרי ממברנה בעלי ביצועי הפרדה מצוינים. בתחום טכנולוגיית הממברנה בשימוש נרחב.

4. תחום בנייה

לאתרי תאית יש חוזק ג'ל הפיך גבוה מבחינה תרמית ולכן הם שימושיים כתוספים ברכיבי בנייה, כגון תוספי דבק אריחים על בסיס צמנט.

5. תעופה וחלל, רכבי אנרגיה חדשים ומכשירים אלקטרוניים מתקדמים

ניתן להשתמש בחומרים אופטו-אלקטרוניים פונקציונליים המבוססים על תאית בחלל, רכבי אנרגיה חדשים ומכשירים אלקטרוניים מתקדמים.

6. שדות אחרים

בעיות ופתרונות ביישום תאית

נכון לעכשיו, לתאית עדיין יש כמה חסרונות מובנים. בשל מאפייני המבנה המצטבר שלה, לא ניתן להמיס תאית וקשה להמיס אותה בממיסים קונבנציונליים, מה שמגביל מאוד את הפיתוח והניצול של חומרי תאית. כגון מסיסות ירודה בממיסים נפוצים, חוסר תרמופלסטיות, הידרופיליות גבוהה וחוסר תכונות אנטיבקטריאליות.

לפיכך, תכנון ובנייה של חומרים חדשים שמקורם בתאית הם הבסיס לניצול יעיל של תאית, ופיתוח טכנולוגיית פירוק תאית נקייה ויעילה מהווה דרך וערובה חשובה לניצול יעיל של תאית.