נאנו בכל מקום

מרבית הפעילות בתחום מתרחשת באוניברסיטאות במסגרת מחקרים בסיסיים - היישומים עדיין רחוקים מהעין. בחודשים האחרונים מספר גופים אקדמיים בישראל החלו לגלות עניין בתחום.

את החזון לפיתוח התחום פרס עוד ב-1959 הפיזיקאי האמריקני הנודע, ריצ'ארד פיינמן, בהרצאה שנשא בקליפורניה בה טען "שיש המון מקום בתחתית". פיינמן התייחס בעיקר לפוטנציאל הקיים למזער עצמים ומיתקנים לאיחסון מידע, והכל באופן תיאורטי. אבל העיסוק בחומר ברמה זו החל לתפוס תאוצה רק בסוף שנות ה-70.

די במקביל פעלה קבוצה של מדענים ועתידנים, שהאמינו שנאנוטכנולוגיה יכולה להוביל למהפכה טוטאלית שתאפשר ליצור כל חומר או מוצר שיעלה על הדעת מאבני יסוד - ובקיצור תפתור את כל בעיות האנושות החומריות. התפיסה שלהם התבססה על ההנחה שמשחק עם המבנה היסודי של חומר ישפיע גם על תכונותיו הבסיסיות. הדיבורים על תנורים פלאיים, שיאפשרו לזרוק חתיכות עץ לתנור ולהפוך אותן לרקמה חיה, משכו הרבה אש. בראש הקבוצה הזו עמדו אנשים כמו ראלף מרקל, ממעבדות פארק של זירוקס ואריק דרקסלר, בוגר MIT.

מאוחר יותר החלו פיזיקאים, כימאים, ביולוגים ומהנדסים להיתקל בשאלות שחייבו אותם להתייחס לחומר ברמותיו הנמוכות ביותר. היישומים האפשריים של המחקר בתחום עשויים להוביל בעשורים הקרובים (העוסקים בתחום נמנעים מלנקוב בלוחות זמנים מדוייקים) ליצירת מנגנוני הובלת תרופות יעילים יותר (למשל, מיתקנים זעירים שיוכלו לטפל באופן ספציפי בבעיות פיזיולוגיות), מעבדי מחשב מהירים יותר, חומרים קלים וחזקים יותר ואולי המעניין ביותר - רתימת מבנים ביולוגיים, למשל רשתות עצביות, לביצוע מטלות חישוביות או לבניית "תותבים" ניורולוגיים, שיושתלו אצל חולים הסובלים מבעיות עצביות.

כמו כל תחום מדעי - גם תחום זה דורש השקעות גדולות בתשתית מחקרית. ובדומה לתחומים אחרים אחד הזרזים העיקריים בתחום הוא האפיק הביטחוני, בין היתר למשימות הגנתיות כמו פירוק גזים רעילים.

העיסוק בתחום התרכז עד עתה בארה"ב, יפאן ומערב אירופה. כך למשל, הממשל הפדרלי האמריקני הקצה בתקציב 2001 מימון פדרלי למו"פ בתחום בסך 495 מיליון דולר (באמצעות משרדי ההגנה והאנרגיה ומספר סוכנויות ממשלתיות נוספות), זאת בנוסף לתוכניות מימון מקומיות.

מושל קליפורניה הקצה כ-100 מיליון דולר להקמת מרכז נאנוטכנולוגיה באוניברסיטת קליפורניה בקמפוסים בסנטה ברברה ולוס אנג'לס, בתנאי שיושגו שני דולרים מגורמים פרטיים על כל דולר שהמדינה תיתן. בנוסף, עוסקות כמה חברות ענק טכנולוגיות נוסח זירוקס, י.ב.מ ואחרות בתחום באמצעות מעבדות המחקר שלהן, למרות שתקציבי המעבדות הללו דוללו בתקופה האחרונה.

לאחרונה החלו להופיע ניצנים לעיסוק ממוקד בנושא בישראל לאחר שחוקרים במספר אוניברסיטאות ערכו מחקרים בתחום, אך לא במסגרת מסודרת. ככל הנראה, התוכנית הממוקדת הראשונה בתחום הוקמה באוניברסיטת בן גוריון לפני כשנה. כיום שייכים לסגל המרכז 11 חוקרים. המרכז גיבש תוכנית לימוד לתואר ראשון מתוך כוונה לפתח גם תוכניות להכשרת סטודנטים לתארים מתקדמים. ההשקעה - עשרות מיליוני דולרים. לדברי פרופ' יגאל מאיר, ממייסדי המרכז, עד עתה גויסו 20 מיליון דולר, בעיקר מגורמים פילנטרופיים. לאוניברסיטה שיתופי פעולה עם מספר גורמים מסחריים ביניהם אינטל.

לדברי עוזי לנדמן, פרופ' לפיסיקה בג'ורג'יה טק ובוגר הטכניון, שעבר לארה"ב בשנות ה-70, ישראל עד עתה לא בלטה בתחום באופן מיוחד, אך הוא מאמין שהמאמצים האחרונים עשויים לאפשר לישראל להשיג הישגים בתחומים נאנוטכנולוגיים מסוימים.

"אחד הצעדים הפיקחים ביותר שנעשו בישראל מזה הרבה זמן", מכנה לנדמן את ההחלטה של אוניברסיטת ת"א להקים מכון נאנוטכנולוגיה בהשקעה של כמה עשרות מיליוני דולרים. המכון יתפקד הן כמכון מחקר והן כמכון לימוד לסטודנטים לתואר שני ולדוקטורט. פרופ' אלי קפון, ראש המכון המיועד, מקווה שחלק מהסטודנטים שיוכשרו במכון ייקלטו בתוך 10 שנים בתעשייה, "שתהיה צמאה לאנשים מסוג זה".

לאור האפליקציות המגוונות של התחום, גם אופי הלימוד והמחקר במכון יהיה רב תחומי.

המרכז התל אביבי ישתף פעולה גם עם המכון הפוליטכני הפדרלי של לוזאן (ממנו מגיע קפון) ועם שני מוסדות בבלגיה. קפון מציין שהוא הופתע מהנכונות של גורמים בתעשייה לשקול מעורבות בפרויקטים המשיקים לנאנוטכנולוגיה. במסגרת זו כבר נודע על כך שטאוור ואינטל שוקלות מעורבות מסימת בפרויקט. קפון: "אנחנו בודקים אפשרויות לעניין קונסורציומים תעשייתיים לתרום - לא ברור באיזו מסגרת. זה לא מסוג הפרויקטים, שבהם הפירות יבואו בעוד שנתיים, ולכן צריכים להיות מוכנים לזה שההשקעה תהיה אסטרטגית".

קפון מציין שיש גם הבעת עניין מצד גורמים פיננסיים. "זה ברור שגורמים פיננסיים, בלי שום עניין מדעי - קרנות פנסיה, למשל - יסתכלו על התהליך הזה בתור מכשיר כלכלי, שאמור להניב פירות עם רמה מסוימת של סיכון. התחום לא בדיוק מתאים לקרן הון סיכון עם טווח חיים מוגבל. אני מנחש שאיזשהו מכשיר כלכלי ייווצר כדי לאפשר לגורמים כאלה להיכנס ולהשקיע בתחום הזה". קפון מדבר גם על ניצן של סטרט-אפ מקומי, אך מסרב להרחיב.

כעת גם האוניברסיטה העברית רוצה להיות במשחק. לדברי מנחם מגידור, נשיא האוניברסיטה העברית, מתכוונת האוניברסיטת להקצות 30-40 מיליון דולר לתחום הנאנוטכנולוגיה במסגרת ביה"ס להנדסה שהוקם לפני שנתיים. עד עתה גייסה האוניברסיטה כרבע מהסכום. אולם לעומת קפון, שהופתע מסבר הפנים היפות בו קיבלה התעשייה את פני תוכניותיו, טוען מגידור שהתעשייה המקומית לוקה בחשיבה קצרת טווח. "בעוד שבארה"ב מקובל להשקיע בפעילות טכנולוגית אקדמית ללא דיבידנדים מידיים", התעשייה המקומית מרחיקה ראות פחות, אומר מגידור. לפיכך, מרבית המימון שגויס עד כה מגיע ממקורות פילנטרופיים.

ומה בדבר שיתופי פעולה בין המרכזים? פרופ' מאיר מבאר שבע אומר שאין תוכניות קונקרטיות לשיתופי פעולה, למרות שהוא שוחח בנושא עם גורמים באוניברסיטת ת"א לרבות קפון. מאיר מציין שקיימת לעיתים נטייה לראות באוניברסיטה בה הוא מלמד שותפה זוטרה, אך במידה שיירקמו שיתופי פעולה על בסיס שוויוני, אומר מאיר, אפשר יהיה לזוז קדימה.

בניגוד לדגם האמריקני, בישראל הממשלה טרם נעשתה מעורבת.

ארז מלצר, נשיא קריאו-סייטקס, חזר בימים האחרונים מביקור במרכזי נאנוטכנולוגיה בעיקר בחוף המערבי של ארה"ב. לדבריו, לחברה עצמה יש תוכניות קונקרטיות לשיתוף פעולה באוניברסיטת הנגב ותוכניות עתידיות לשיתוף פעולה עם כל שאר האוניברסיטאות.

"יש עדיין מי שטוען שאנחנו רק בשלב הנאנוסיינס ולא בנאנוטכנולוגיה", אומר מלצר. "אין עדיין ממש טכנולוגיות שימושיות שמופיעות בטווח המיידי. אבל זה קורם עור וגידים. אנחנו כבר עומדים לפני פיתוח מחשבים מולקולריים וקוואנטים".

לדברי מלצר תחום הנאנוטכנולוגיה משיק לפיתוחי החברה בתחום הקדם-דפוס, שעוסקים לעיתים בחומרים ברמת ה-20-30 נאנומטר.

"צריך לזכור שמרבית הכיוונים המחקריים, הינם ביולוגיים, השימושים הקרובים יותר הם שימושים לגוף האדם. יקח עוד קצת זמן עד שיופיעו יישומים פיזיקליים".

מלצר לא בטוח שכדאי לממשלה להשקיע כבר עתה בפרויקטים בנושא. "השנה הבאה תהיה עיתוי מתאים יותר להשקעה מאשר השנה הנוכחית. יש דברים קודמים שהממשלה צריכה לשים בהם כסף", אומר מלצר.

roeid@globes.co.il