חיישן ננו-טכנולוגי ישראלי לזיהוי חומרי נפץ

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב פיתחו חיישן המורכב משבב הנושא מיליארדי חיישנים ננומטריים, כל אחד מהם הוא מעין שערה דקיקה מסיליקון, המצופה בחומר המגיב עם סוג מסויים של חומר נפץ.

כמעט כל חומר מפזר סביבו מולקולות בודדות המרחפות באוויר סביבנו. גם חומרי נפץ משאירים טביעת אצבע כזו, אלא שהגילוי שלהם אינו פשוט, משום שמדובר במולקולות בודדות בתוך אוויר המכיל גם המון מולקולות של חומרים רבים אחרים. כעת פיתחו חוקרים מאוניברסיטת ת”א גלאי ייחודי שעשוי לפתור את הבעיה. הוא מורכב משבב הנושא מיליארדי חיישנים ננומטריים, כל אחד מהם הוא מעין שערה דקיקה מסיליקון, המצופה בחומר המגיב עם סוג מסויים של חומר נפץ. בגלל קנה המידה הזעיר של החיישנים האלה, קישור של מולקולות אחדות של חומר נפץ כבר משנה את ההולכה החשמלית של החיישן. זה מאפשר למערכת לדעת בדיוק לא רע כמה מולקולות נקשרו להתקן כולו, ולהסיק את הריכוז שלהן. מכיוון שכל גלאי כזה כולל מאות חיישנים לכל סוג של חומר נפץ, ההתקן גם מועד פחות לתקלות מגלאים אחרים (המבוססים על חיישן יחיד), רגיש אפילו לריכוזים זעירים ביותר של חומר נפץ באוויר – בכמה סדרי גודל יותר מכל כלב גישוש, אומרים החוקרים – ומסוגל לשקלל את המידע מכל החיישנים ולהעביר למפעיליו מידע על סוג חומר הנפץ ועל ריכוזו. החוקרים מכרו את הזכויות על הפיתוח לחברה מסחרית, tracense , והיא בוחנת אותו כעת כדי להפוך את הגלאי למוצר מסחרי. “אנו צופים שבעוד שנה הגלאים האלה כבר יוכלו להיות בשימוש”, אומר פרופ’ פרננדו פטולסקי (Patolsky), ראש צוות הפיתוח. “קשה לאמוד את שווי השוק של הגלאי, משום שעד כה לא היה שום גלאי בעל יכולות כאלה, אבל אני מעריך שניצור שוק חדש של אפליקציות ויישומים שונים, שוק ששוויו יכול להגיע למיליארדי דולרים”. פטולסקי ועמיתיו מעריכים כי אפשר שבתוך שנה כבר יוצע הגלאי לשיווק מסחרי.

גילוי חומרי נפץ הוא אמנם פיתוח חשוב מאוד, ומשתלם כלכלית, אבל את טכנולוגיית החישה שפותחה במעבדתו של פרופ’ פטולסקי אפשר להתאים למגוון רחב של יישומים אחרים. “עם חומרים אחרים על הגלאים אפשר להשתמש בגלאים האלה לגילוי סמים, חומרים ביולוגיים לאבחון מחלות, חומרים שפולטים חיידקים או חרקים, יישומים חקלאיים, רפואיים, בטחוניים וסביבתיים. השמיים הם הגבול”, אומר פטולסקי. כיום מפתחים במעבדתו שיטה לאבחון מוקדם מאוד של סרטן, באמצעות היכולת לקלוט ולזהות ריכוזים נמוכים ביותר של חומרים מסויימים. כמו כן הם מנסים לפתח בדיקה אישית של יעילות הטיפול, כלומר לבחון אצל חולה מסויים, איזו תרופה משיגה את התוצאות היעילות ביותר במאבק בגידול.

מאמר המחקר בכתב העת Nature Communications