ננו ורוד-כחול-לבן

היור”ים של כנס הננו-טק 2014, המייצגים את השילוב שבין אקדמיה/ממשל/תעשייה מסתכלים בסיפוק אחורה ומלאים אופטימיות על מה שהולך לקרות קדימה באחד התחומים היותר חמים של המחקר והתעשייה הישראלית

מאת: נחום דוניצה ולימור הירשפלד

ננו-טכנולוגיה. כמה קסם והבטחה יש בתחום הזה, אחד מתחומי המחקר והתעשייה המבוקשים ביותר בעולם כיום ומנוע צמיחה כלכלי רב השפעה. האקדמיה מפתחת את המחקרים פורצי הדרך והתעשייה מתרגמת את המחקרים ליישומים בשטח – הנוגעים כמעט בכל תחום בחיינו – רפואה, ביטחון, הלבשה, איכות הסביבה, אלקטרוניקה ועוד. גם בתחום זה ישראל זוכה להצלחה עולמית ונחשבת למעצמה המנפיקה מחקרים פורצי דרך בשלל תחומי הננו. הצלחה, הממחישה יותר מכל את כוח ההון האנושי הקיים בישראל שגם עם מימון יחסית נמוך מצליח לפרוח.

וקצת מספרים: 300 מיליון דולר הושקעו באופן כולל ממקורות הממשלה והאוניברסיטאות בתשע השנים האחרונות בענף הננו-טכנולוגיה הישראלי, הביאו לתוצאות מרשימות: על פי נתוני הוועדה הלאומית לננוטכנולוגיה – ‪INNI‬, בשש השנים שחלפו מאז הוכרזה הננו-טכנולוגיה כפרוייקט בעדיפות לאומית, נרשמו 206″סיפורי הצלחה בדמות חברות סטארט-אפ חדשות. 860 פטנטים הוגשו לרישום עד סוף 2012 מתוכם אושרו 270 ו 830 שיתופי פעולה בוצעו בין האקדמיה הישראלית לתעשייה ) מקומית וזרה(..

בשנים הללו רשם התחום גם הישגים אקדמיים לא מבוטלים: 101 מדענים בעלי שם עולמי עלו לישראל והתקבלו כחברי פקולטה באוניברסיטאות, מספר המדענים הזוטרים בתחום (כולל פוסט דוקטורט) עומד על 220, מספר הסטודנטים לדוקטורט עומד על כ-750 ומספר הסטודנטים לתואר השני הוא כ-850 איש. בשש השנים פורסמו למעלה מ-7500 מאמרים מדעיים וכ- 1500 מאמרים מתוכם נבעו משיתוף פעולה בין אוניברסיטאי. גם בתחום היישומי-טכנולוגי, נרשמה הצלחה רבה: ישנן 120 חברות ננו רשומות כיום ב- INNI כשהן פועלות בתחומים מגוונים ומנצלות את התכונות הייחודיות של הננו-טכנולוגיה לשיפור מוצריהן הקיימים ולכניסה לתחומים חדשים. ישנן כ- 15-20 חברות יחסית גדולות שפועלות בתחום, דוגמת אלביט, רפאל, פלסן, תע”א, אפלייד מטריאלס, אינטל, וולקן, כתר וכימיקלים לישראל, הממקדות חלק מפעילותן לתחום הננו.

שאר החברות, בינוניות וקטנות (חברות הזנק) מפגינות יכולות ייחודיות בתחום הננו-טכנולוגיה ומקדמות יישומים פורצי דרך בתחומי הטכנולוגיה שפיתחו או רכשו. חלק זה אמור לגדול בשנים הקרובות עקב טכנולוגיות ננו שהגיעו לבשלות והמחפשות יישומים תעשייתיים.

לדברי דן וילנסקי, חבר INNI ואיש הייטק ותיק ומוערך, על אף שבישראל היקפי התעשייה מזעריים עדיין ומוערכים בכמה מיליונים בודדים, היקף התעשייה העולמית צפוי להגיע ללמעלה מטריליון דולר של מוצרים ושירותים מבוססי ננו בתוך חמש שנים. “מהסקר השנתי שלנו עולה כי ישראל תהיה שחקנית חשובה בפיתוח של מוצרים בעלי ערך מוסף גבוה שישולבו בתעשייות עולמיות מובילות וחלק מכך ייוצר בארץ על בסיס המידע והטכנולוגיה שפותחה כאן ובעיקרה ע”י מוסדות המחקר שהם מהמובילים בעולם בתחום המחקר והפיתוח. אנחנו נמצאים על הדרך הנכונה להפוך את ישראל למעצמת ננוטכנולוגיה מובילה”.

בשנת 2005 הוחלט על קביעת תחום הננו בישראל כפרוייקט בעדיפות לאומית שמשימתו הקמת התשתית המחקרית והפיסית ב-6 אוניברסיטאות בהן יתבצע המחקר עליו תשען התעשייה המבוססת על ננו-טכנולוגיה בישראל. התוכנית הלאומית הראשונה הסתיימה בסוף שנת 2011. לאור הצלחתה הרבה החליטו מנהלי התוכנית לקיים תוכנית לאומית 5 שנתית שנייה בשנים 2012 – 2016.

באים מכל העולם לכנס הננו הבינ”ל הרביעי במספר, צפויים להגיע השנה מעל אלף משתתפים, ביניהם חברות, אנשי הון סיכון, קרנות פרטיות, משקיעים מוסדיים וארגוניים, מקבלי החלטות בממשל, אשר יתמקדו בחידושים ובחדשות שיש לתחום הננו להציע. לכבוד כנס הננו הבינ”ל כינסנו את שלושת יושבי הראש של הכנס המייצגים את השילוב בין אקדמיה – ממשל – תעשייה: פרופסור אורי סיון, ממקימי מכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה בטכניון ופרופסור בפקולטה לפיסיקה; רפי קוריאט, מבכירי אנשי התעשייה בארץ והאחראי לשיתופי פעולה מסחריים ואקדמיים בוועדה הלאומית לננוטכנולוגיה (INNI) ונאוה סברסקי-סופר, יועצת בין-לאומית בתחום מסחור טכנולוגיה ושותפה מייסדת בפורום הבין-לאומי למסחור טכנולוגיות.

כמה השתנה עולם הננו בשנתיים האחרונות, מאז הכנס האחרון?

פרופ’ סיון: “כנס רביעי במספר, מדגים את המשקל הרב לנושא הן באקדמיה והן בתעשייה. בנוסף, הכנס ממחיש את מעמדה של ישראל בעולם מבחינת רשימת המרצים הבינ”ל שתגיע. הכנס מדגים את הבגרות אליה הגיע התחום. 10 שנים מאז הקמת המרכז הראשון בטכניון ומאז הוקמו מרכזים בכל הארץ. תחום שמקיף כמה מאות חוקרים באקדמיה ותעשייה עם מספר גדול של סטודנטים”.

סברסקי-סופר: “אנחנו מתחילים לראות יותר מוצרים בשוק, דברים שפעם נראו מדע בדיוני היום הם מציאות. בעקבו ההצלחה של הקונספט בכנס הקודם, גם השנה נציג מודלים טכנולוגיים – שמנגישים את הרעיונות המדעיים והופכים אותם למוחשיים, לפריצות מדעיות שניתן להשתמש בהן בכדי להפוך את החיים שלנו לטובים יותר ונוחים יותר. בשש השנים הראשונות התוכנית עזרה למרכזי המחקר למצב את עצמם כמובילים בתחומם בעולם, ועכשיו הם צריכים לעבור להעצמת הפרמטרים של המסחור: יצירת פטנטים ומסחור פטנטים”.

בעקבות הזכיות הרבות של ישראלים בפרסי נובל בתחומי המדע, מול טענות כי צעירים ישראלים כבר לא הולכים ללימודי מדעים, מה המצב בתחום הננוטכנולוגיה?

פרופ’ סיון: “בדרך כלל מגיעים לננו טכנולוגיה במסגרת תארים מתקדמים, והסטודנטים מצביעים ברגלים. תחומי המחקר הנוגעים לננומדעים וננוטכנולוגיה מציתים את דמיונם של הסטודנטים ומושכים סטודנטים מצוינים ממגוון רחב מאד של דיסיפלינות הנדסיות ומדעיות.

בתוך לימודי המדעים וההנדסה נחשב התחום לפעיל, וחדשני וברוב המוסדות יש תוכניות לימודים המספקות חינוך מובנה ורב תחומי.

קוריאט: “מנסים לשלב לימודים הקשורים לננוטכנולוגיה כבר בתיכונים. למשל תכנית טמפוס האירופאית במסגרתה ישראל משתתפת כשותפה להכנת תוכנית לימודים לאוניברסיטאות ואשר תהיה לעזר רב למורים כיצד ללמד ננוטכנולוגיה לתלמידי תיכון, תאפשר חשיפה מוקדמת לתלמידים. צריך לזכור כי הבסיס העיקרי היא תמיד תמיד הסקרנות. סקרנות מתחילה בגיל מאד צעיר. אי אפשר להגיע לנער או נערה בגיל 17-18 ולהציע להם להכנס לתחום שהוא לחלוטין לא מוכר להם. מעבר לזה ישנה גם ההתמקדות בפרטים, שהיא כמובן חלק אינטגרלי במחקר המדעי. אנחנו נמצאים בעולם שבו הכל ‘עכשיו ומהר’, וגם יש נטייה לחקור דברים לרוחב במקום לעומק. אם לא נטמיע את אופן החשיבה המדעי מגיל צעיר, דברים לא יקרו מאליהם… כדי לסייע לתהליך, בכנס הקרוב יוזמנו 200 תלמידים מצטיינים שיכנסו לכנס בחינם. תלמידי מגמות מדעים שונים ממדגם רחב ומיצג של אוכלוסיית בתי הספר התיכוניים כולל הפריפריה ובתי הספר הערביים, והם יחשפו לכל ההרצאות והתכנים בכנס.

מטרתנו היא לאפשר חשיפה מוקדמת לדור הצעיר לתחום חדשני ומרתק ולמשוך אליו את הטובים שיהפכו לדור העתיד של המדענים בתחום הננוטכנולוגיה”. סברסקי-סופר: ” אחד היעדים של התוכנית הלאומית היה השבת מדענים מובילים למרכזים בארץ וכמו שראינו בנתוני INNI, מעל 100 מדענים נקלטו בחזרה במכוני הננו בישראל, במקום ה- 12 שהיו בתכנון להחזרה.

מעניין לציין שדווקא בתחום הננו יש הרבה חוקרים צעירים… בגדול, אני חושבת שהבסיס צריך להמצא כבר בתוכניות הלימוד של חינוך היסודי. חשוב להלהיב ילדים ולהסביר להם שמדעים זה כל מה שקורה מסביבנו: בישול, ורכבות הרים וכל מיני המצאות מגניבות שאנחנו קוראים עליהן בעיתונים. ישנן תוכניות למצויינות ולקידום המדעים, ברשת אורט יש תוכניות מאד יפות בתחום הננו, וישנן תוכניות לאומיות. אני מקווה שהתלמידים שיגיעו לכנס הננו הקרוב בפעם הראשונה, יהנו, יתלהבו ויצאו עם משהו שיגרום להם להשאר בתחומי המדעים והחדשנות”. פרופ’ סיון: “התכנית הלאומית הישראלית היא הצלחה אדירה ולא בסכומים מאוד גדולים. נוצרה קהילה עם קשרים הדוקים בתוך המוסדות עצמם ובין המוסדות ונפרצו גדרות שהפרידו בין דיסיפלינות שונות כמו מדעי החיים, המדעים הפיסיקליים וההנדסה. העיסוק בננוטכנולוגיה חיזק את הקשר בין התעשייה לאקדמיה כפי שהוא משתקף בשילוב הייחודי בין השניים בכנס ננו-ישראל.”

האם השוק האסיאתי עדיין המתפתח ביותר? איך באירופה ואמריקה לא סוגרים את הפער? ואיפה ישראל עומדת בעולם?

קוריאט: “ישראל שמה יחסית הרבה כסף, אך לעומת העולם זה מעט מאוד. פחות מעשירית ממה שמושקע במדינות מתקדמות. ולמרות זאת ישראל מתברגת ברמה הגבוהה בזכות היכולת האנושית. לגבי השוק האסייתי, הוא עדיין הכי מתפתח ביישום כי לא חוששים מהרגולציה ויש פתיחות בנושא הננו. גם השוק הסיני וההודי מתפתחים. הננו הוא תחום אסטרטגי – מנוע צמיחה חשוב ורב עוצמה”.
סברסקי סופר: “סין והודו לבדן הן למעלה משליש מאוכלוסיית העולם. אלו שווקים עצומים, שהם פי כמה בגודל של השווקים בארה”ב. גם אם היום החלק העילי טכנולוגית וחינוכית הוא אחוז יותר קטן, עדיין המספרים הם גדולים וגם האחוז הולך וגדל. מדינות שההתפתחות שלהן מואצת, והחליטו ברמה הממשלתית להתקדם ולהתמקצע בתחומי המדע הטכנולוגיה. ננו טכנולוגיה, שנתפסת כמדע צעיר, רק מרוויחה מהמצב הזה. היא זוכה להשקעה ודחיפה קדימה ומראה תוצאות תוך 15 שנה ולא של עשרות רבות של שנים. יש הסתכלות מזרחה גם ברמה המדעית וגם ברמת שיתופי הפעולה העיסקיים עם גורמים ברמה מאד גבוהה”.

קוריאט: “יש יופי של מחקר אבל נרצה להאיץ את היישום – איך להפוך מחקר לתעשייה. ישראל חזקה ברב תחומיות הזו. חשוב לציין שלסינים ולהודים יש הערכה עצומה לישראלים, הם באים לכאן וקל יחסית ליצור איתם קשרים למינוף הדדי”. האם ההחלטות האחרונות של גופים אירופים על חרם על ישראל, ואיתו פגיעה במענקי המחקר לישראל, משפיעים על עולם הננו הישראלי? קוריאט: “השוק האירופאי הוא החשוב מבחינת ישראל; בעיקר גרמניה, צרפת וספרד (החלק הבסקי) – כל הזמן יש משלחות. אם תהיה פגיעה במימון האירופאי ייפגע גם הננו הישראלי”. סברסקי-סופר: “הפסקת המימון האירופאי יפגע אנושות, לא רק בתחום הננוטכנולוגיה. האיחוד האירופאי הוא המקור מספר אחד למימון מחקר אקדמי בישראל. אם לא נהיה באיחוד האירופאי זה ייפגע מבחינת שיתופי פעולה והפריה הדדית, לא רק מבחינה כלכלית”.

מה המגמה שאפשר לשים עליה את האצבע כמגמה שתוביל את הננוטכנולוגיה בעתיד הקרוב?

סברסקי-סופר: “ננו רפואה – כי כולם רוצים הולכת תרופות בצורה ממוקדת ל’מקום הנכון’ בגוף עם אפקטיביות טובה יותר, שימוש בחומרים חדשים ויעילים יותר. הייחודיות שיש בננוטכנולוגיה היא השימוש ב- Bottom up – במקום לבדוק מבחוץ לחלקיק פנימה, בננו אפשר לבנות מהחלקיק הקטן למעלה”. קוריאט: “בהחלט מסכים. ישראל ממוצבת ברמה הבינ”ל. מגיעות משלחות מכל העולם. האקדמיה פורצת דרך ואחריה התעשייה שמנסה ליישם את המחקר. כרגע היישומים יחסית פשוטים, משדרגים מוצרים קיימים; לדוגמה: שדרוג מדים לקלים יותר, אנטי בקטריאליים וכו’. ברפואה, למשל, ננו-מדיסין קיבלה תאוצה משמעותית. אני חושב שאנחנו עומדים לראות חלקי חילוף רבים לגוף האדם שיבנו בעזרת טכנולוגיות ננו. תחליפים, איברים, פתרונות רפואיים”.

פרופ’ סיון: “שימושים נוכחיים בבניית אלקטרוניקה ואופטיקה ממוזערות ימשיכו להתפתח. אחת השאלות המעניינות היא התחרות בין טכנולוגיית הסיליקון המשתמשת כבר היום בהתקנים ננומטריים וטכנולוגיות פחות מפותחות הנשענות על חומרים אחרים שתכונותיהם המובנות עדיפות אך יכולת האינטגרציה שלהם לכלל מעגלים מורכבים חסרות. יתכן שפתרונות ימצאו בשילוב בין השתיים ויתכן שפריצת דרך ביכולת הבניה העצמית (הקשרותן הספונטית של אבני בניין ננומטריות ליצירת מבנים מורכבים) תוביל בעתיד לדרכי ייצור חדשות.

אין ספק שרתימת הננוטכנולוגיה לרפואה ומחקר במדעי החיים תמשיך לספק חידושים מעוררי השראה בניתוב תרופות לאתרים מוגדרים ושחרורן הנשלט, בהנדסת רקמות, באבחון, ובפיתוח רפואה מותאמת אישית. בראייה היסטורית העידנים השונים היו קשורים תמיד לחומרים חדשים שפתחו אפשרויות חדשות. העידן הנוכחי, למשל, נשען על סיליקון וקשה לדמיין את המהפכה אותה אנו חווים בלעדיו.עד כה, התכונות השונות סופקו על ידי חומרים שונים אלא שיכולת העיבוד והשליטה על גאומטריית החומר בממדים ננומטריים מאפשרת את תכנון תכונותיו בהישען על צורתו וגודלו ולא רק הרכבו הכימי. זהב, למשל, הידוע כחומר אינרטי הופך לחומר פעיל בממדים ננומטריים ומשולב היום בעידוד ריאקציות כימיות. ההיבטים הננומטריים של מדע החומרים ימשיכו לכן לספק חומרים בעלי תכונות עדיפות וידידותיים יותר לסביבה. היבטים רבים של חיינו מושפעים כבר היום מננוטכנולוגיה ואלו ימשיכו ויתרחבו. אחת השאלות המעניינות היא באיזו מידה נלמד להשתמש באותה בנייה עצמית שהזכרתי קודם. יכולת זו, שהטבע משתמש בה, תפתח אפשרויות מרחיקות לכת”.

קוריאט: “בתחום הננוטכנולוגיה אנו מנסים ללמוד מנסיון העבר, שבו היה לישראל יתרון בתחום המיקרואלקטרוניקה ולא השכלנו לנצל יתרון זה באופן מלא. בננוטכנולוגיה, בד בבד עם האצת המחקר האקדמי, אנו פועלים בנחישות ליישומים פורצי דרך שמקורם באקדמיה ובמקביל חושפים את הדור הצעיר כבר עתה לתחום, כך שיהווה אבן שואבת וכח מניע להאצת ההובלה בתחום הננוטכנולוגיה שהוא תחום חשוב, אסטרטגי וכלכלי”.