חתן פרס ישראל בכימיה – פרופ` אברהם ניצן מאוניברסיטתל תל אביב

שר החינוך: “אחד המנהיגים העולמיים בתחום הכימיה הפיזיקלית – התיאורטית”. כיום מכהן פרופ` ניצן כמנהל המכון ללימודים מתקדמים ע”ש מורטימר וריימונד סאקלר

חתן פרס ישראל בכימיה הוא פרופ` אברהם ניצן מאוניברסיטתל תל אביב. בנימוקיה למתן הפרס, ציינה הוועדה, כי “פרופ` אברהם ניצן הוא אחד המנהיגים העולמיים בתחום הכימיה הפיזיקלית – התיאורטית. תרומותיו המדעיות המובהקות הביאו להבנת תהליכי העברת אנרגיה, בתוך ובין מולקולות, בתמיסות ובמוצקים.

פרופ` ניצן הניח את היסודות להבנת תהליכי הולכה חשמלית במולקולה ומגעים מולקולאריים, ולהבהרת הקשר בין תהליכי העברת אלקטרון ובין מוליכות מולקולארית.

עבודותיו אלה מהוות את הבסיס לתחום המחקר החדשני של אלקטרוניקה מולקולארית. מחקריו של פרופ` ניצן מהווים אבני יסוד בתחומים המודרניים של ננו מדע וננו טכנולוגיה. פרופ` אברהם ניצן הרים תרומות חשובות לפיתוח תשתית המחקר המדעי האיכותי ולפעילות מערכת ההשכלה הגבוהה במדינת ישראל.

יו”ר הוועדה של הפרס בתחום מדעי המינהל היה היו”ר פרופ` רפאל משולם, כאשר פרופ` יהושע יורטנר ופרופ` שלמה רוזן שימשו לצידו כחברי הוועדה.

ממשרד החינוך נמסרו פרטי קורות חייו של פרופ` אברהם ניצן:

פרופ` אברהם ניצן נולד בתל-אביב בשנת 1944. הוא השלים למודי תואר ראשון בכימיה במסגרת העתודה האקדמאית באוניברסיטה העברית בשנת 1964, ואת למודי התואר השני סיים באותו מוסד בשנת 1966. עבודת הגמר שלו לתואר השני, “על המימן השאריתי בתמיסות מימיות מוקרנות בקרינת גמא” בהדרכת פרופ` גדעון שפסקי, היא מחקר ניסיוני של השפעת הקרינה על תהליכים כימיים המתרחשים במים ובתמיסות מימיות.

אחרי שרות צבאי בשנים 1966-9 הוא החל את לימודי הדוקטורט במחלקה לכימיה (כעת בית הספר לכימיה) באוניברסיטת ת”א וקבל את התואר דוקטור לפילוסופיה (Ph.D) ממוסד זה בשנת 1972. עבודת המחקר לתואר הדוקטור, “מעברים לא קרינתיים בפאזות מעובות” הנה מחקר תיאורטי של תהליכי הרלקסציה המתרחשים בעקבות ערור אלקטרוני של מולקולות גדולות. כל תאריו האקדמיים של פרופ` ניצן, Ph.D., M.Sc., B.Sc., ניתנו “בהצטיינות יתרה” (Summa cum laude).

אחרי שהשלים את עבודת הדוקטורט עבר פרופ` ניצן למכון הטכנולוגי של מסשוסטס (M.I.T) ועבד שם שנתיים (1972-1974) כעמית בתר דוקטורי. הוא בילה שנה נוספת כ-assistant professor באוניברסיטת Northwestern ובמהלך שנה זו הוזמן להצטרף למחלקה לכימיה באוניברסיטת ת”א. הוא הצטרף למחלקה זו כפרופסור חבר ב-1975 ובשנת 1981 הועלה לדרגת פרופסור מן המניין. בנוסף לעיסוקיו בהוראה ובמחקר היה פרופ` ניצן פעיל בתקופה זו בטיפוח קשרים בין המחלקה לכימיה ובין תלמידי ומורי תיכון בכל הארץ, ארגן הרצאות וסדנאות עבור סטודנטים ומורים ושימש במשך שנים אחדות כקורא האקדמי של בחינות הבגרות בכימיה ולאחר מכן כחבר בוועדת מקצוע הכימיה של משרד החינוך.

בשנים 1983-1986 כיהן פרופ` ניצן כראש בית הספר לכימיה, ובין השנים 1995 ו-1998 נשא בתפקיד דיקן הפקולטה למדעים מדויקים של אוניברסיטת תל-אביב. בשני תפקידים אלה שם פרופ` ניצן דגש מיוחד על הפן הבין תחומי של לימודי המדע. בזמן כהונתו כראש בית הספר לכימיה הוא פיתח את המסלולים המשולבים בכימיה/פיזיקה, כימיה/מתמטיקה וכימיה/מדעי המחשב. כדיקן הוא הנהיג את פיתוח המגמה המשולבת ללימודי מדע החומרים בין הפקולטות למדעים מדויקים ולהנדסה והביא להכנסת קורס במדעים למערך הלימודים של הפקולטה למדעי הרוח. במסגרת תפקידיו האחרים באוניברסיטה הוא כיהן כראש ועדת ההוראה של הפקולטה למדעים מדויקים, היה חבר בועדת המינויים האוניברסיטאית, נציג הסנט בחבר הנאמנים ונציג הסנט בוועדה המרכזת. כיום מכהן פרופ` ניצן כמנהל המכון ללימודים מתקדמים ע”ש מורטימר וריימונד סקלר באוניברסיטת ת”א.

עבודת המחקר של פרופ` ניצן היא בתחום התיאוריה של הדינמיקה הכימית – תחום של הכימיה החוקר את טבעם של התהליכים הכימיים והפיסיקליים הנמצאים ביסודם של תגובות כימיות במטרה להבין את הבסיס לקיומן ולפתח את היכולת לחזות את מהלכן. להלן כמה מעיקרי המחקרים:

(א) בראשית דרכו (1970-1980) התרכז מחקרו של פרופ` ניצן בתהליכי מעבר אנרגיה במערכות מולקולריות. הבנת המנגנון, הכיוון והיעילות בה עוברת אנרגיה בין אזורים שונים ודרגות חופש שונות במערכת הכימית היא תנאי הכרחי להבנת תגובות כימיות במערכת זו. פרופ` ניצן תרם תרומות משמעותיות להבנת התהליכים הבסיסיים הנמצאים ביסודו של הקשר הזה בין העברת אנרגיה ופעילות כימית. תרומותיו חשובות במיוחד להבנת תהליכים המתרחשים בפאזות מעובות ובהשפעת קרינה אלקטרומגנטית, בהם יחסי הגומלין בין הדינמיקה הפנים מולקולארית ובין תהליכי אקטיבציה ורלקסציה בהשפעת הסביבה החיצונית קובעים את המסלול, המהירות, היעילות והניצולת של התהליך הכימי.

(ב) מחקרו של פרופ` ניצן בתקופת הפוסט-דוקטורט ב-MIT (1972-1974) יחד פרופ` John Ross התרכז בתרמודינמיקה וקינטיקה של מערכות כימיות לא לינאריות, פתוחות ורחוקות משווי משקל. במהלך מחקר זה הוא ניבא את קיומן של תנודות כימיות מחזוריות במערכות פוטוכימיות רחוקות משווי משקל (תופעה שקיומה אושר מאוחר יותר) וחקר את הקשר בין מעברים במערכות ריאקציה-דיפוזיה רחוקות משווי משקל ובין מעברי פאזה.

(ג) תגליתם הפתיעה (1994-7) של Feischmann, Van Duyne ושותפיהם של הגברת פיזור Raman ממולקולות ספוחות על משטחים מסויימים הובילה את פרופ` ניצן אל תחום התופעות האלקטרומגנטיות בהן מעורבות מולקולות ספוחות על משטחים דיאלקטריים. יחד עם פרופ` גרסטן (City College, NY) הוא פיתח בראשית שנות השמונים את התיאוריה האלקטרומגנטית של הגברת פיזור Raman ממולקולות כאלה ולתחזית התיאורטית (שאוששה לאחר מכן בניסיונות רבים) לפיה תהליכים פוטוכימיים ופוטופיסיים רבים אחרים הקשורים במולקולות ספוחות על משטחים דיאלקטריים מחוספסים יושפעו בצורה דומה. הרעיון התיאורטי שנובע מכך, לפיו משטחים כאלה יגרמו לקטליזה אפקטיבית של תגובות כימיות מושרות-אור, הוביל מאוחר יותר להוצאת פטנט לפרופ` ניצן ושותפו ברוס. תחום המחקר שהחל בעבודות אלה מוכר כיום בשם molecular plasmonics, ועבודותיהם של ניצן ושותפיו (1981-1986) מוכרות עד היום כפורצות דרך וכעבודות מפתח בתחום.

(ד) פרופ` ניצן וקבוצתו בצעו בתקופה 1975-1995 שורה של מחקרים בסיסיים שתרמו להתקדמות משמעותית בתחום הדינמיקה הכימית בפאזות מעובות. לזכותו נזקפים פיתוח (עם תלמידו כרמלי) התיאוריה הלא-מרקובית של תהליכי אקטיבציה בפאזות מעובות, פיתוח (עם שותפיו רטנר ודרוג`ר) שיטות ומודלים חדשניים לתיאור הולכה חשמלית במוליכים יוניים מוצקים ופולימריים (בפרט פיתוח תיאורית הפרקולציה הדינמית לתיאור הולכה במערכות המאופינות על ידי אי-סדר דינאמי), ומחקריו הבסיסיים (עם תלמידיו נריה, מקוב ואולנדר) על הדינמיקה של תהליכי המסה בממסים פולאריים והשפעתה על תהליכי העברת מטען בממסים כאלה. יותר מאוחר (1990-2000) עבר הדגש בעבודה על תהליכי המסה למחקר (עם נריה, ברנט ולנדמן) על המסת אלקטרון במים ובצברים קטנים של מולקולות מים, והובהר תפקידם של אפקטים קוונטיים ושל השפעת גודל הממס בתהליכי המסת אלקטרון.

(ה) המחקר על תהליכי מעבר אלקטרון הוביל את פרופ` ניצן למחקר (מאז אמצע שנות ה-90) בסוג מסוים של תהליכים בין-פאזיים – אלו הלוקחים חלק בתחום המתפתח של אלקטרוניקה מולקולארית. הרצון להבין את המבנה האלקטרוני, תכונות העברת מטען ואנרגיה, תהליכי רלקסציה ותופעות קבול, במולקולות המחברות בין אלקטרודות של מוליכים ומוליכים למחצה, מסמנים אתגרים ניסיוניים ותיאורטיים חדשים. במחקריהם של פרופ` ניצן ותלמידיו בתחום זה פותחו שיטות תיאורטיות ונומריות לתיאור תהליכים אלה, הובהר הקשר בין תכונות ההולכה האלקטרונית של מערכת מולקולרית ובין תהליכי מעבר אלקטרון במערכת זו, נחקר התפקיד שממלאים תהליכים לא אלסטיים כגון מנהור לא אלסטי, תהליכי אבוד פאזה ותהליכי יצירת פולרון על תכונות ההולכה של מגעים מולקולאריים והובהרה חשיבותם הגדולה של תהליכי רלקסציה תרמיים, תופעות חמום ותהליכי מעבר חום להבנת יציבותם של מערכות אלה.

עבודותיו של פרופ` ניצן התפרסמו בלמעלה ממאתיים ושמונים מאמרים. בנוסף הוא כתב פרקים בספרים רבים, ערך אחדים מהם והרצה על עבודותיו בלמעלה מ-140 כנסים בין-לאומיים. כמה ממאמרים אלה מוכרים כאבני יסוד בתחומם. בנוסף, בשנת 2006 יצא לאור ספרו Chemical Dynamics in Condensed Phases (Oxford University Press, 719 עמודים, 2006). ספר זה מבוסס בחלקים רבים שלו על מחקריו של פרופ` ניצן עצמו ונחשב כיום לספר הלימוד והייחוס העיקרי של התחום.

מאז שהצטרף לאוניברסיטת ת”א הוזמן פרופ` ניצן פעמים רבות לכהן כפרופסור או מדען אורח באוניברסיטאות שונות ובמרכזי מחקר רבים. בין המוסדות האלה נמנים Northwestern University, University of California at Santa Barbara, Georgia Institute of Technology, University of Colorado, Allied Chemical Laboratories, Bell Laboratories (USA), University of Konstanz, Technical University Munich, Forschungcenter Juelich (Germany), University of Paris Sud (France), Pohang Institute of Technology (S. Korea), מכון ויצמן למדע והטכניון. כמה מביקוריו בגרמניה (1995 ושוב ב-2008) היו במסגרת פרס Humboldt. סידרת הרצאותיו באוניברסיטת Duke (2007) היו במסגרת John Morrow Visiting Professorship וסידרת הרצאותיו בטכניון (2009) הייתה במסגרת Schulich Lecturer. בביקורו השנה באוניברסיטת סידני הוא נתן את הראשונה בהרצאות על שם Noel Hush, אחד מחלוצי התיאוריה המודרנית של תהליכי מעבר אלקטרון. ב-Northwestern University לימד פרופ` ניצן פעמים רבות והוא מכהן שם היום כ-Adjunct Professor.

פרופ` ניצן, מטובי המורים של בית הספר לכימיה באוניברסיטת ת”א, הוא מורה מבוקש גם בזירה הבין לאומית והוזמן ללמד באוניברסיטאות ובסדנאות בין-לאומיות רבות. ראויות לציון מיוחד הסדנאות מטעם ה-International Centre for Theoretical Physics (ICTP): “Beijing College on Science at the Nanoscale”, (Beijing, 2006), וכמו כן “African Regional College on Nanoscale Science”, (Cape Town, 2007), שהיו מיועדות לסטודנטים מן העולם השלישי.

בנוסף לפעילותו בתחום הכימיה והאקדמיה בישראל מילא פרופ` ניצן תפקידים שונים בקהיליה המדעית הביו לאומית. הוא כיהן בעבר בחבר העורכים של כתבי העת Journal of Physical Chemistry ו-Journal of Chemical Physics, מאז 2004 הוא נמנה על חבר העורכים של Computational and Theoretical Nanoscience ומאז 2006 – של כתב העת היוקרתי Physical Reviews Letters. בנוסף, מאז 2006, הוא חבר בוועדה המלווה את תכנית המחקר Transport on the Molecular Scale של קרן המחקר הלאומית הגרמנית (DFG) ומשמש כקורא חיצוני עבור קרן המחקר האירופאית ERC.

פרופ` ניצן זכה פעמים רבות להכרה על הישגיו המדעיים. בנוסף למענקי מחקר רבים הוא זכה במלגת פולברייט (1972), בפרס קולטהוף (1995), בפרס Humboldt (1995), בפרס החברה הישראלית לכימיה (2003) ובפרס Manchot (2004).

ב-1990 הוא נבחר לעמית (Fellow) של החברה האמריקאית לפיסיקה וב-2004 – לעמית של ה American Association for the Advancement of Science. בשנת 2006 הוא נבחר כ-Foreign Honorary Member of the American Academy of Arts and Sciences. בשנת 2008 זכה פרופ` ניצן במענק המחקר האישי החשוב ביותר של הקהילה האירופית, ERC Advanced Grant, וב-2009 נבחר לאקדמיה הישראלית למדעים.