ננוטכנולוגיה

יום ראשון כ"ו בטבת תשס"א, 21 בינואר 2001

מהפכת הננו-טכנולוגיה מגיעה לישראל/ מאת נעמה קופלמן

בשבועות האחרונים הודיעו כל האוניברסיטאות הגדולות
בישראל על הקמת מרכזי מחקר המוקדשים לטכנולוגיה
החדשה, בהשקעה של מיליוני דולרים. בעולם ממתינים זה
כמה שנים לתוצאות בתחום, הנחשב לגבול האחרון של המדע
הבדיוני

ננו-טכנולוגיה, תחום מחקרי חדשני שעד לאחרונה נחשב לכמעט סוג
חדש של מדע בדיוני, מתקדם במהירות גם לכיוונה של ישראל.
בחודשים האחרונים הודיעו ארבע האוניברסיטאות הגדולות במדינה על
הקמת מרכזי מחקר בננו-טכנולוגיה בהשקעה של מיליוני דולרים.

מדובר בהשקעה בהיקפים נכבדים, לפחות בקנה מידה ישראלי.
אוניברסיטת בן גוריון בנגב הודיעה ביולי 2000 על פתיחת מרכז
לחקר ננו-טכנולוגיה בהשקעה של כ-21 מיליון דולר; אוניברסיטת תל
אביב הצטרפה בנובמבר והודיעה על פתיחת מרכז מחקר בהשקעה
הנאמדת, בשלב הראשון, ב-20 מיליון דולר. בשבוע שעבר הצטרפו
האוניברסיטה העברית והטכניון והודיעו על הקמת מרכזי מחקר משלהן
בתחום הננו-טכנולוגיה: האוניברסיטה העברית מתכננת להשקיע כ-40
מיליון דולר, והטכניון מעריך את השקעתו ב-30 מיליון דולר.

בסך הכל, כבר בשלב זה מתוכננת השקעה של כ-110 מיליון דולר
להקמת המרכזים, וזאת בלי להביא בחשבון את עלות המחקרים
המתבצעים כבר כעת באוניברסיטאות ואת התקציבים שישקיעו גורמים
שעדיין לא הכריזו על הקמת מרכזים ייעודיים לנושא - מכון ויצמן
למדע ואוניברסיטת בר אילן.

ננו-טכנולוגיה הוא תחום מחקרי חדש המצית את דמיונם של החוקרים.
חלקם חוזים שבאמעותו יוכלו בעתיד רובוטים זעירים לשמור על
גופנו נקי מחיידקים מזיקים ומנגיפים. רובוטים אלה, חוזים
החוקרים, אף יוכלו לפרק כל סוג של פסולת מודרנית ולייצר כל
חומר כימי, בעלות כמעט אפסית. אפילו המדענים הספקנים ביותר
מודים כי מדובר בתחום שלכל הפחות עשוי לשנות את חיינו לחלוטין.

השם ננו-טכנולוגיה מתייחס למחקר ולייצור של מבנים, משטחים
ויחידות מולקולריות ברמת דיוק של האטום הבודד. התחום קיבל את
שמו מיחידת המידה ננומטר, שהיא מיליארדית המטר )אלפית
המיקרון(. מקור הקידומת במלה היוונית "ננו", שמשמעותה "גמד".
בפועל כוללת הננו-טכנולוגיה את מגוון הטכנולוגיות העוסקות
בתופעות ובעצמים שגודלם בין 001 ננומטר ) 0.1מיקרון( לבין 0.1
ננומטר.

כיום מושקעים בתחום סכומי עתק ברחבי העולם מתוך הנחה שבעתיד
כמעט כל טכנולוגיה תסתמך, במידה זו או אחרת, על ננו-טכנולוגיה.
כך, למשל, מקימות כיום האוניברסיטאות האמריקאיות ו UCLA-UCSB
מרכז מחקר בתחום, בהשקעה של 300 מיליון דולר. 100 מיליון דולר
מהם הם מענק שנתן מושל קליפורניה. על פי כל ההערכות, הם לא
זורקים את הכסף לריק.

"אפילו UCLA לא יכולה להשתלט על תחום כה רחב, לכן לדעתי יתגבשו
קבוצות של אוניברסיטאות, כדי לתקוף את הבעיה מכמה כיוונים",
אומר פרופ' אלי קפון, ראש המרכז לננו-טכנולוגיה באוניברסיטת תל
אביב. לדבריו, שיתוף פעולה הדוק בין האוניברסיטאות הישראליות
הוא הכרחי ואף יגביר את נכונות הממשלה להשקיע בתחום.

כחומר ביד היוצר

המטרה הסופית של ננו-טכנולוגיה מולקולרית היא להגיע לשליטה
מוחלטת בחומר, וכאן טמונה ההבטחה הגדולה של התחום. אם נוכל
לייצר רובוטים זעירים שיזיזו אטומים ממקום למקום על פי הוראות
מדויקות, אפשר יהיה לייצר כל חומר העולה על הדעת. רובוטים כאלה
מכונים "אסמבלר", ופיתוחם הוא אחד היעדים המדעיים של רוב מרכזי
המחקר בתחום.

"הננו-טכנולוגיה תחולל שינויים כה עמוקים, כמו השפעתם המשותפת
של המהפכה התעשייתית, האנטיביוטיקה והנשק הגרעיני", אומר אריק
דרקסלר, מדען אמריקאי שפירסם ספרים רבים בנושא ומי שנחשב לנביא
הננו-טכנולוגיה. בקהילה המדעית יש המבקרים את דרקסלר, אך איש
אינו חולק על הערכתו כי הננו-טכנולוגיה תשפיע על העתיד באופן
חסר תקדים. "דרקסלר הוא מדען גדול עם רעיונות מאוד מקוריים,
אבל אולי זה יישאר בגדר חלום", אומר פרופ' יוסי שחם
מאוניברסיטת תל אביב, העוסק בחיבור שבין מיקרו-אלקטרוניקה
לננו-טכנולוגיה. "אי אפשר לשפוט".

משרד ההגנה האמריקאי מודע לפוטנציאל העצום בתחום. בין השאר
מדברים על כלי נשק חדשים, קטלניים מנשק כימי, ביולוגי וגרעיני.
למשל, ננו-מכונות שיתעופפו באוויר, מעין "אבק חכם" שיידע
להתביית על מטרות לפי סימני זיהוי כימיים.

אחד הנושאים שבהם התקדם המחקר רבות בתחום הננו הוא הבנת מבנים
מולקולריים-ביולוגיים, כמו למשל מולקולות דנ"א. דוגמה לכך היא
המנוע המולקולרי שנבנה באוניברסיטת קורנל בארה"ב ונחשף לפני
כחודשיים.

ב-1959 אמר פרופ' ריצ'רד פיינמן, חתן פרס נובל לפיסיקה
והפיסיקאי השני החשוב ביותר במאה ה-20 אחרי אלברט איינשטיין,
כי בעתיד יהיו מכונות קטנות שיבנו מכונות קטנות יותר וכן הלאה.
"עקרונות הפיסיקה, עד כמה שהבנתי משגת", אמר, "אינם סותרים את
האפשרות לתמרן אטום אחר אטום. מעשית זה עדיין לא בוצע, אבל
התפתחות זו, לדעתי, היא בלתי נמנעת". ב-1959 נשמעו דבריו
כשאובים מספר מדע בדיוני, אבל כיום כבר קיימים אמצעי מדידה
המאפשרים "לראות" אטומים, וברמה מסוימת גם לבצע עליהם
מניפולציות, כלומר להזיזם.

דובר מכון ויצמן, יבשם עזגד, אמר שבמחלקה לחקר חומרים במכון
בונים כיום מבנים מולקולריים מאטומים בודדים: "למיקרוסקופ
מינהור סורק )MTS( יש מחט שעמה מגששים על החומר. זרם חשמלי
עובר בין המחט לחומר ומאפשר למחט לתפוס אטום ולהעביר אותו
ממקום למקום".

מה אפשר לעשות עם אסמבלר? כמעט הכל. בעתיד אולי נוכל להחדיר
אסמבלרים למחזור הדם של חולה סרטן או איידס ולתכנת אותם כך
שיהרגו את התאים הנגועים. נוכל לפרק חומרים רעילים ופסולת
למולקולות ולאטומים. מיליוני רובוטים זעירים יוכלו לנקות את
הימים ואת האטמוספירה ולייצר יהלומים בעלות אפסית. הרי יהלומים
מורכבים מאטומי פחמן - וכל שנדרש הוא לסדרם באופן המתאים. ואם
נתקשה לייצר כל כך הרבה רובוטים - נ