מקובל לחלק את חומרי הנפץ לשני סוגים- חומרי נפץ הודפים וחומרי נפץ מרסקים.
חומרי נפץ הודפים, משמשים להדיפת חומר הנפץ מתוך כדור הרובה או התותח. כאשר החומר ניצת, משתחררת כמות גדולה מאד של גזים היוצרים לחץ רב וגורמים להדיפת חומר הנפץ.
חומרי נפץ מרסקים יוצרים גל הדף הנע במהירות של קילומטרים לשנייה והם נגרמים על ידי פירוק מהיר ביותר של מולקולה אורגנית בלתי יציבה המכילה גם אטומי חמצן וחנקן, תוך שחרור כמות גדולה של גזים ושל אנרגיה.

חומר הנפץ הראשון שהתגלה היה הניטרוגליצרין (בתמונה) .
זהו חומר רגיש מאד, והשימוש בו התאפשר לאחר שהכימאי אלפרד נובל ערבב אותו עם חומרים נוספים והמציא את חומר הנפץ דינמיט.

במקרים רבים מערבבים יחדיו כמה חומרי נפץ שונים, כדי ליצור תערובת שתכונותיה עולות על אלה של כל מרכיב בנפרד. אחד החומרים הנפוצים אותם ניתן להפוך לחומר נפץ מרסק כאשר מוסיפים אותו לחומר אורגני, הוא החומר אמוניום ניטראט NH₄NO₃,
המשמש גם כדשן חנקני.
חומר זה שהיה מאוכסן במחסנים בנמל בֵּירוּת התפוצץ בשנת 2020 וגרם לנזק עצום.

לקריאה נוספת

כתיבה: ד"ר תרצה גרוס

מאז ימי קדם, לצמחים תפקיד חשוב עבור האנושות כמזון, ביגוד, בשמים ותרופות. כבר בשנת 1978 העלה ארגון הבריאות העולמי את הצורך לחקור את מנגנון הפעולה ואת הבסיס הכימי של חומרים פעילים ממקור צמחי, ואת הפעילות האנטי וירלית של חומרים אלו. הבנת המנגנון הכימי והביוכימי של החומרים הפעילים בצמחים, יכול להיות בסיס לפיתוח של תרופות חדשות.

ידוע שצמחים מייצרים חומרים מקבוצת הפוליפנולים (ראו תמונה). פוליפנולים הם קבוצת תרכובות בעלות מבנה של מספר טבעות משושות של אטומי פחמן שאליהן קשורות קבוצות כהליות – OH.
צמחים (ירקות, פירות ועשבי תיבול), מייצרים פוליפנולים בין היתר כדי להגן על עצמם מפני עקות ביוטיות ואביוטיות. עקה ביוטית יכולה להיות עקב תקיפה על ידי חרקים, פטריות ומיקרואורגניזמים אחרים. עקה אביוטית יכולה להתרחש עקב תנאים סביבתיים קשים כמו מליחות, בצורת, קרינת UV, טמפרטורות קיצוניות ומתכות רעילות.
פוליפנולים נמצאים בתפריט היומיומי שלנו ואחראים על פיגמנטים של פירות, על העפיצות של היין ועוד. כמו כן, מייחסים להם תכונות בריאותיות רבות. הם נחשבים נוגדי חמצון (אנטי אוקסידנטים), אנטי דלקתיים, אנטי אלרגניים ואנטי וירליים. אופיים האנטי וירלי של תרכובות אלו נבדק על וירוס הקורונה ועל וירוס ההרפס. החשיבות של מציאת תרופות אנטי ווירליות יעילות בלטה במלוא עצמתה בשנות הקורונה, והמחקר בתחום זה עשוי לספק פתרונות שהתרופות המסורתיות אינן מספקות.

המאמר המלא: 
Montenegro-Landívar, M. F., Tapia-Quirós, P., Vecino, X., Reig, M., Valderrama, C., Granados, M., … & Saurina, J. (2021). Polyphenols and their potential role to fight viral diseases: An overview. Science of the Total Environment, 801, 1-14.

כתיבה: ד"ר תרצה גרוס

הגידול העקבי של אוכלוסיית העולם מלווה בעלייה בצריכת המזון, לרבות בשר ומוצרי חלב שמקורם מן החי. בעלי החיים מהם אוכלוסיית העולם ניזונה תלויים במידה רבה במוצרי קציר, בעיקר חציר ותחמיץ, כחלק מהתזונה היומית שלהם. החציר נארז ונעטף בניילון ונשאר בחוץ למשך חודשים ולכן נוטה להתפתחות עובש וכתוצאה מכך להרס. בנוסף, חציר מעופש עלול לפגוע בבהמות הניזונות ממנו.

מחקר שנערך לאחרונה באוניברסיטת בר אילן מציע ציפוי חדשני לאריזות החציר הקוטל פטריות ועובש. הציפוי הינו ידידותי לסביבה ומכיל מי חמצן ותימול (טבעת פנולית אליה מחוברות קבוצות מתיל) הכלואים בתוך בתוך ג'ל של פוליויניל אלכוהול PVA (חומר הנמצא גם בדבק פלסטי). התימול הינו חומר נדיף המצוי בצמח הקורנית וידוע בפעילותו האנטי בקטריאלית. משתמשים בו כחומר מחטא לשטיפות פה, לקטילת פטריה הפוגעת בכוורות דבורים, להשמדת פטריות עובש בספרים ועוד. מי החמצן ידועים אף הם כבעלי פעילות אנטי פטרייתית. הג'ל בתוכו כלואים החומרים הינו מסיס במים, מתכלה ואיננו רעיל. במחקר זה, ציפו בג'ל החדשני את יריעות הפוליאתילן ("ניילון") העוטפות את חבילות החציר. הג'ל שומר על היציבות של מי החמצן והתימול הכלואים בתוכו, והם עוברים שחרור איטי כגזים לתוך החציר וכך מונעים את התפתחות הפטריות.

למאמר המלא

כתבה: ד"ר תרצה גרוס

אנזימים מוציאים לפועל תהליכים כימיים המתחוללים בגוף החי. הברירה הטבעית שִכללה ושיפרה את פעילותם של אנזימים, המבצעים מספר רב של תגובות כימיות ביעילות ובקצב גבוה פי מיליארדים מאשר בלעדיהם. אנזימים יכולים להוות חלופה ירוקה ויעילה לתהליכים כימיים מסובכים ומזהמים. כיום, ביוכימאים מהנדסים אנזימים בשיטה המדמה את תהליך האבולוציה בטבע: תחילה הם מחוללים שינויים אקראיים בקוד הגנטי של האנזימים, ואז בוחנים איך השתנתה פעילותם. התהליך המעבדתי מורכב, איטי ועתיר מאמץ.

במקום הנדסת חלבונים במעבדה, ניתן כיום לתכנן חלבונים באמצעות תוכנות סימולציה במחשב, שדורשות שהרצף והמבנה של החלבונים יהיו ידועים. עד כה, מעט מאד מן האנזימים שתוכננו בשיטות מסוג זה היו פעילים.
במחקר שנעשה במעבדתו של פרופ' פליישמן ממכון ויצמן למדע ופורסם השבוע ב- Science, נקטו החוקרים בגישה פורצת דרך בתחום למידת מכונה לשיפור פעילות אנזימים. הם פרקו מבני אנזימים הנמצאים במאגר נתונים (PDB- Protein Data Bank) למקטעים מודולריים שניתן לדמות אותם לאבני לגו, חיברו אותם מחדש באמצעות למידת מכונה ויצרו מהם מגוון של מבני אנזימים פעילים. את המחקר ערכו החוקרים באמצעות ידע מבני אודות אנזימים טבעיים המפרקים את רב-הסוכר קסילאן (xylan) הנמצא בדפנות תאי צמחים.
בשלב הראשון, הם ביצעו למידת מכונה על בסיס חישובים פיזיקליים וניבאו את הסיכויים שחלקי החלבון השונים (חלקי הלגו) ירכיבו אנזימים יציבים. בשלב הבא, החוקרים שילבו בלמידת המכונה עשר תכונות המנבאות בצורה הטובה ביותר האם האנזים יהיה פעיל בפירוק רב-סוכרים. הם עיצבו כ-12,000 אנזימים שיכולים להיות פעילים – 9,000 אנזימים המפרקים קסילאן ו-3,000 נוספים המפרקים תאית. הטכנולוגיה שאותה פיתחו החוקרים – Combinatorial Assembly and Design of Enzymes) CADENZ) – היא ייחודית בתחום של הנדסת חלבונים. טכנולוגיה זו משלבת למידת מכונה אוטומטית ואמינה לייצור אנזימים בעלי רמת פעילות גבוהה יחד עם ידע קיים אודות מבני חלבונים, והיא עתידה לחולל מהפכה בתחום האנזימים והחלבונים.
מטרת החוקרים היא לחקור אנזימים המפרקים קסילאן כדי לעצב אנזימים המפרקים ביעילות פסולת חקלאית אשר ניתן לייצר ממנה דלק ביולוגי.

המאמר המלא

שאלות לדיון:
1. מדוע לדעתכם הנדסת חלבונים הופכת למרכיב מרכזי בכלכלה ובתעשיית התרופות העולמית?

2. האם ניתן לשלב ניסויי מעבדה עם מחקר זה?