Page 12 - מגזין הטכניון

±≤
כיצד משפיע מבנה החומר ברמה הננו-מטרית על
תכונותיו בסדרי הגודל הנראים לעין? זה - בניסוח
כללי מאוד - תחום המחקר של פרופסור ישעיהו
)אישי( טלמון. באמצעות מיקרוסקופיית אלקטרונים
חוקר פרופסור טלמון כיצד מסתדרות מולקולות
ברמה הננו-מטרית )בין 1 ננו-מטר למאות
ננו-מטרים(, ובאמצעים אחרים הוא בודק כיצד
משפיע סידור זה על תכונות החומר.
"אנחנו מתמקדים בחומרים רכים, בעיקר נוזלים.
תכונות של שמפו מסוים, למשל, מושפעות מסידור
המולקולות ברמה הננו-מטרית. כדי לשלוט במדויק
בתכונות של שמפו כזה - בהיבטים של ניקוי, זרימה,
מניעת תופעות לוואי וכו' - דרושה הבנה של
התנהגות החומר כבר ברמה הסופר-מולקולרית,
הרמה של צברי המולקולות."
ואכן, אוניברסיטאות וגופים אחרים מכל רחבי
העולם פונים למעבדתו של פרופסור טלמון כדי
לאפיין את החומרים הרלוונטיים להן ולהבין איך
משפיע המבנה הננו-מטרי של החומר על צמיגות
החומר, מאפייני הזרימה שלו והיבטים נוספים.
כעת, לדוגמה, מבוצעות במעבדה בדיקות עבור
- חברת-הזנק ברוד-איילנד, הבוחנת Vitrimark
שיטות חדשות לאיבחון מהיר של סרטן השד וסרטן
הערמונית על סמך מאפיינים בדמו של הנבדק.
ÏÊÂ‰†˙‡†ÁÈ˘˜‰Ï
"אנחנו משתמשים במחקר במיקרוסקופ
(. אחת הבעיות במיקרוסקופTEMאלקטרונים חודר )
אלקטרונים כזה הוא שהוא דורש עבודה בריק
)ואקום(. מאחר שהאובייקטים שלנו הם נוזליים,
הדוגמאות הנבדקות פשוט מתאדות. כדי להתגבר
על הבעיה הזאת פיתחנו כאן שיטה ייחודית -
אנחנו מקררים את החומר במהירות, וכך הוא הופך
למין זכוכית - הוא אינו מתנדף ואינו זורם, אבל
שומר על תכונותיו המבניות. כך ניתן לחקור את
החומר בתנאים יציבים. טכניקה זו נקראת
.Cryo-TEM
לאחרונה הגיע למעבדה מיקרוסקופ אלקטרונים
( ברזולוציה גבוהה, שגם הוא מתאיםHR-SEMסורק )
לעבודה בטמפרטורות נמוכות, עבור מערכות
נוזליות ונוזליות-למחצה.
פרופסור טלמון סיים תואר ראשון ושני בטכניון,
ואת הדוקטורט עשה באוניברסיטת מינסוטה. עם
סיום הדוקטורט ב-9791 הצטרף לסגל הפקולטה,
ובין השנים 0002 ל-5002 היה דיקן הפקולטה.
אחד מכיווני המחקר המרכזיים שלו כיום הוא
הממשק בין מערכות סינתטיות למערכות ביולוגיות.
לדוגמה - יצירה ובדיקה של צברי מולקולות
ופולימרים סינתטיים. שילוב כזה DNA המכילים
עשוי להוות חלק חשוב במגמה הנוכחית של פיתוח
( - החדרה של גנים Gene Therapyריפוי גנטי )
לתאים או רקמות חולות.
הרעיון הוא שבמקום להיאבק בסימפטומים של
המחלה תטפל הרפואה בסילוקו או החלפתו של
הגן הפגום הגורם למחלה )במקרה של מחלות
תורשתיות, למשל(.
המעבדה הוקמה לפני כעשור, במימון ראשוני של
אגודת דורשי הטכניון בארה"ב, ובשנים האחרונות
זכתה גם למימון נוסף ממכון ראסל ברי למחקר
בננו-טכנולוגיה, הקרן הלאומית למדע, ותוכנית
מגנ"ט של משרד התמ"ת.
ÂȷφÂ‰†ÔÈ·
באחד המחקרים שנערכו במעבדה נחקרה היווצרות
אבני מרה בכיס המרה. "בדקנו את המבנה
הסופר-מולקולרי של החומרים בכיס המרה אצל
חולים ואצל אנשים בריאים, וגילינו שצברי
המולקולות גדלים במהלך המחלה. בשלב מתקדם
של המחלה הם הופכים לאבני מרה, שמהם סובלים
אנשים רבים. הבנת מנגנון יצירת האבנים חיונית
לפיתוח שיטות טיפול חדשניות במחלה."
מאחר שהממשק בין ה"ננו" ל"ביו" דורש שיתוף
פעולה בין-תחומי עובד פרופסור טלמון עם רופאים,
פיסיקאים ואנשים מתחומים אחרים.
המחקר בנושא כיס המרה, למשל, נערך בשיתוף
רופאים מן המרכז הרפואי "איכילוב", ופורסם
בכתבי עת רפואיים ופיזיקליים.
„È˙Ú‰†¯Â„
פרופסור טלמון גאה בפועלו החינוכי לא פחות
משהוא גאה במחקריו. "מבין הדוקטורנטים
והמגיסטרים במעבדה שלי יצאו כבר שישה חברי
סגל - שתי חברות סגל בטכניון, שני חברי סגל
באוניברסיטת בן גוריון, אחד באוניברסיטת
קליפורניה ואחד שסיים לאחרונה לעבוד
באוניברסיטת סינגפור. אחרים הולכים לתעשייה.
"ההצלחות המחקריות שלנו מותנות כמובן בציוד
חדיש ואיכותי, אבל ציוד הוא לא תנאי מספיק.
כדי לבצע מחקר עדכני ואיכותי אנחנו צריכים
אנשים מצטיינים, ובשביל זה צריך להתאמץ. אנחנו
מנסים לאתר סטודנטים מבריקים כבר במהלך
התואר הראשון, ולאפשר להם לטעום קצת מחקר."
למטרה זו נוסדה המסגרת הקרויה "פרויקט מחקר",
המעניקה לסטודנטים מצטיינים לבצע מחקר
בהנחיית איש סגל מהפקולטה כבר במהלך התואר
הראשון. "הרעיון הוא כמובן שהסטודנטים האלה
יטעמו מהמחקר, וימשיכו איתנו לתארים גבוהים."
לירון איסמן, סטודנט לתואר ראשון, קיבל הודעה
על קבלתו ללימודים בפקולטה כשהיה בטיול
באוסטרליה. כיום, בשנה השלישית ללימודיו, הוא
מגיע כמעט מדי יום למעבדה של פרופסור טלמון
במסגרת אותו מסלול של "פרויקט מחקר". "זאת
הזדמנות מעולה להשתפשף קצת במחקר, מעבר
להרצאות ולמעבדות הסטודנטים," הוא אומר.
"עדיין אין לי נושא מחקר ספציפי, אבל זה דווקא
טוב - אני מתנסה בתחומים שונים, ונתקל בהמון
אתגרים שצריך לפצח."
ליאורה עומר, סטודנטית לתואר שני בהנחייתו של
פרופסור טלמון, חוקרת את התנהגותם של חומרים
מזו-פורוזיביים - חומרים דמויי ספוג, עם חורים
שגודלם קטן מ-05 ננו-מטר. על סמך ההבנה של
המבנה הננוסקופי היא מחפשת דרכים לשפר את
הסינתזה )ייצור החומר( על פי התכונות הנדרשות.
ליאורה - סטודנטית מצטיינת במיוחד, לדברי
פרופסור טלמון - למדה לתואר ראשון בפקולטה,
במסלול להנדסה ביוכימית, והמשיכה לתואר שני.
כיום היא עושה את עבודת המגיסטר בהנחיית
פרופסור טלמון ופרופסור דניאלה גולדפרב )מכון
ויצמן(. היא גרה בשרון, ונוסעת כמעט מדי יום
לאחד משני המוסדות.
¯ÓÂÁ‰†˙ÂÂÎ˙φ‰Ï˜ÏÂÓ‰†˙Ó¯Ó
הממשק בין הסינתטי לביולוגי.
פרופסור ישעיהו טלמון