מבט על חדשנות בחומרים ברי קיימא

בשנים האחרונות הצורך בחשיבה מחודשת על האופן שבו אנחנו מפיקים, מעבדים ומשתמשים בחומרים הפך לדחוף, ברור ומוחשי. ההשפעה הסביבתית של חומרים מסחריים מסורתיים, יחד עם הדרישה הגוברת לחלופות מקיימות, הניעו גל חדש של חדשנות במדעי והנדסת החומרים וגם בתחומי העיצוב ופיתוח המוצר. עבורי, כאשת מקצוע הפועלת בתחום זה, מרתק לראות כיצד פתרונות חומריים ברי קיימא לא רק עונים על אתגרים סביבתיים, אלא גם פותחים אפיקים חדשים ליצירתיות ולצמיחה אסטרטגית.

הדיון הזה רלוונטי במיוחד ליזמיות ויזמים, חברות, סטודנטיות וסטודנטים, מוסדות אקדמיים וארגונים המבקשים לשלב בין חשיבה עיצובית לחדשנות בחומרים. השאיפה היא ליצור גשרים בין עיצוב, מדע וטכנולוגיה ולייצר ערך שהוא גם חדשני וגם בר קיימא. לפניכם מבט כולל על מגמות עדכניות, דוגמאות מהשטח והמלצות יישומיות למי שרוצה לפעול בתוך המרחב המתהווה הזה.

עלייתם של פתרונות חומריים ברי קיימא: פרדיגמה חדשה

פתרונות חומריים מקיימים כבר אינם נישה, אלא מרכיב מרכזי באסטרטגיות פיתוח מוצרים וחדשנות בכל העולם. המיקוד עבר לצמצום ההשפעה הסביבתית לאורך כל מחזור החיים של החומר, משלב ההפקה והעיבוד ועד לשימוש ולסיום חיי המוצר.

הכוחות המרכזיים שמניעים את השינוי כוללים:

• מחסור במשאבים: תמריץ לחפש חלופות מתחדשות או ממוחזרות.

• רגולציה: חקיקה סביבתית מחמירה, בייחוד באירופה.

• מודעות צרכנית: דרישה גוברת לשקיפות ולקיימות.

• טכנולוגיות חדשות: פיתוחים שמאפשרים חומרים מתקדמים עם טביעת רגל נמוכה יותר.

דוגמאות בולטות כוללות ביו-פלסטיק (bioplastics) ממקורות צמחיים, רכיבים ממוחזרים וטקסטילים חדשניים מפסולת או מתוצרי לוואי חקלאיים. חומרים אלה מחייבים לעיתים חשיבה מחודשת על תהליכי הייצור, הלוגיסטיקה והעיצוב; ושם נכנסת החשיבה העיצובית לתמונה.

אריזות מתכלות מבוססות צמחים ותפטיר. מתוך אוסף החומרים של אפרת ברק

חידושים בחומרים ברי קיימא: דוגמאות עדכניות

החדשנות בחומרים ברי קיימא מתפתחת בענפים מגוונים, לכל אחד מהם אתגרים והזדמנויות ייחודיים. הנה כמה כיוונים בולטים:

1. פולימרים וביו-פלסטיק ממקורות ביולוגיים

חומרים אלה מופקים ממקורות דוגמת תירס, סלק סוכר, אצות או ממקורות חלופיים/מתחדשים אחרים. הם מציעים אלטרנטיבה לפלסטיק מבוסס נפט, ויכולים להיות גם מתכלים או ניתנים למיחזור.

• דוגמה: חומצה פולילקטית (PLA), נפוצה באריזות, כלים חד-פעמיים והדפסת תלת־ממד.

• אתגרים: עלות, קנה מידה, מאפיינים טכניים, ותנאים נדרשים לפירוק.

• שיקול: עלול לזהם את זרמי המיחזור אם לא מופרדים נכון.

2. חומרים ממוחזרים ומשודרגים (Upcycled)

מיחזור ומיחזור עילאי של חומרים כמו פלסטיק, זכוכית או מתכת, הופכים פסולת לתוצר בעל ערך גבוה יותר.

• דוגמה: מותגי אופנה המשתמשים בטקסטיל המיוצר מפלסטיק שמקורו באוקיינוסים, או ממוחזר מפחת שנוצר בתהליכי ייצור.

• אתגר: נדרשים מערכי איסוף מתקדמים והשתתפות הציבור.

• תובנה: אפקטיבי במיוחד כאשר מתקיים כחלק ממערך פנימי או סימביוזה תעשייתית.

  
  

3. חומרים מרוכבים מסיבים טבעיים

שילוב של סיבי פשתן, קנבוס או יוטה עם שרפים ברי קיימא, ליצירת חומרים חזקים וקלילים לבנייה או לתעשיית הרכב ומוצרי ספורט.

• יתרון: לרוב מתכלים ובעלי טביעת רגל פחמנית נמוכה.

• שיקול: נדרש פיקוח על איכות ועמידות לצורך יישומים מתקדמים.

4. חומרים מבוססי תפטיר (Mycelium)

תפטיר הוא ה"שורשים", החלק התת-קרקעי של הפטרייה שניתן לגידול בצורות מגוונות, בעיקר בתבניות. החומר משמש כיום לאריזות, בידוד, חיפוי וריהוט.

• יתרון: מתכלה לחלוטין וניתן לייצור בצריכת אנרגיה נמוכה.

• פוטנציאל: חומרים מסוג זה מעוררים עניין בזכות הרב־שימושיות וערכי הקיימות.

דוגמאות אלה מציגות יישומים מסחריים של חומרים ברי קיימא, שחלקם הוטמעו בהצלחה וחלקם מהווים הצהרת כוונות. חשוב לציין כי פתרונות מקיימים באמת דורשים לא רק החלפה של חומר אחד באחר, אלא גם חשיבה מחודשת על מחזור חיי החומר והאינטראקציה שלו עם צריכים עיצובים, טכנולוגיים ועסקיים.

חומרים בני קיימא שפותחו על ידי הסטארטאפים הישראליים Anina (משמאל) ו-Daika Wood (מימין)

שילוב חשיבה עיצובית עם חדשנות בחומרים

חשיבה עיצובית (design thinking) היא גישה אנושית־מערכתית שמדגישה אמפתיה, ניסוי חוזר ושיתוף פעולה בין תחומים. כשהיא פוגשת את תחום החומרים – נוצר פוטנציאל יוצא דופן.

• אמפתיה כלפי המשתמשים והסביבה: מובילה לפיתוחים שיש להם ערך מוסף אנושי ומערכתי.

• אבי-טיפוס עם החומרים החדשים: מאפשרים בדיקות מהירות ומענה לבעיות שמתגלות בזמן אמת.

• שיתופי פעולה בין תחומיים: מעצבים עוזרים לחוקרים, מהנדסים ואנשי עסקים ליצור יחד פתרונות הוליסטיים מתקדמים.

• גישת מחזור חיים (Lifecycle): מאפשר להטמיע קיימות כבר משלב הרעיון ועד סוף חיי המוצר.

לדוגמה, חברה המפתחת אריזות עשויה להשתמש בחשיבה עיצובית כדי לחקור כיצד חומר מתכלה חדש מתפקד בתרחישים שונים בעולם האמיתי, כיצד צרכנים תופסים אותו וכיצד הוא משתלב במערכות מיחזור קיימות. תהליך איטרטיבי זה מוביל לפתרונות בני קיימא יעילים וידידותיים יותר למשתמש.

מניסיוני, שילוב של חשיבה עיצובית עם מדעי והנדסת חומרים יוצר מסגרת חזקה לחדשנות שהיא גם פרקטית וגם משתלבת בחזון העסקי.

צעדים ישומיים לארגונים שמעוניינים להטמיע חומרים ברי קיימא

מי שמבקשים להכניס חומרים ברי קיימא למערך העבודה שלהם צריכים לשלב תכנון אסטרטגי עם ניסוי מתמיד. הנה שורת צעדים שיכולה לסייע:

1. בחינה של ההשפעה הסביבתית: ניתוח של שרשרת הערך וההשפעות של חומרי הגלם לאורכה.
   

2. פתיחות וחיפוש חלופות: סקירה של חומרים חדשים שמתאימים לערכים ולצרכים שלכם.
   

3. שיתוף בעלי עניין: עבודה משותפת עם ספקים, מהנדסים, מעצבים ולקוחות, כבר משלבי הפיתוח הראשונים.
   

4. בניית אב-טיפוס: בדיקות איטרטיביות של הביצועים והתגובות לחומרים חדשים.
   

5. תכנון לצמיחה: הבנה של עלויות, לוגיסטיקה ורגולציה.
   

6. תקשורת: הסברה פנימית וחיצונית על היתרונות והאתגרים.
   

7. למידה מתמשכת: איסוף נתונים, התבוננות וביצוע התאמות.

על ידי ביצוע השלבים הללו, ארגונים יכולים להפחית סיכונים, למקסם את היתרונות של פתרונות חומרים ברי קיימא וליישם חדשנות בעלת ערך משמעותי.

החל ממיתוג ועד לאדריכלות נוף, חומרים ברי קיימא קיימים עבור כל סוג של עסק

לא רק צורך, גם הזדמנות אסטרטגית

בשורה התחתונה, חומרים ברי־קיימא הם הרבה יותר מהכרח סביבתי; הם מרחב אסטרטגי לחדשנות. אימוץ נכון שלהם יכול לחזק מוניטין ואמון ציבורי, לצמצם עלויות ולשפר ניהול משאבים לאורך זמן, לעמוד בתקנות ודרישות מתקדמות ולפתוח שווקים חדשים וליצור מוצרים פורצי דרך.

המעבר לשימוש בחומרים ברי-קיימא דורש אומץ, סקרנות, ושיתוף פעולה בין תחומי, והוא הכרחי לבניית עתיד טוב יותר לכולנו. בעיניי, זוהי קרקע פורייה לא רק לפיתוח חומרים אלא גם לצמיחה עסקית ותרבותית של ממש.

יש לכם שאלות בנושא? דברו איתי