ארומאית

מולקולת בנזן עם “אטומי החיישן” שבהם משתמשים לחישוב השדה המגנטי

רננה גרשוני פורן, דוקטורנטית בפקולטה לכימיה ע”ש שוליך, מסבירה למה ויתרה על קריירה מוזיקלית, מדוע אינה מגדירה את עצמה “מדענית יישומית”, ואיך יתכן שאין קשר בין חומרים ארומטיים למטהרי אוויר.

רננה גרשוני פורן סוגרת השנה עשר שנים בטכניון – תקופה שהחלה ב-2004 במסלול לתואר ראשון בביוכימיה מולקולרית והמשיכה בתואר שני בכימיה אורגנית. את שני התארים סיימה בהצטיינות יתרה, וכעת היא חותרת לסיום הדוקטורט, בהנחיית פרופסור אמנון שטנגר.

 את בת שלושים, וכבר עשור בטכניון.

מבחינתי אלה עשר שנים מצוינות, כי הטכניון הוא ממש בית עבורי. אני אוהבת לספר שאנחנו “משפחה טכניונית”: אבא שלי בוגר טכניון ופרופסור בפקולטה לפיזיקה, לאמא יש תואר שני בהוראת המדעים מהטכניון, אחותי הגדולה עשתה תואר ראשון וגם שני כאן, וגם בעלי קיבל תואר דוקטור השנה בטכניון. ויש לי גם אחות צעירה, שלומדת עיצוב גרפי בחולון. הדינמיקה שלי עם אמנון מצוינת – אנחנו אפילו מופיעים יחד – ומהפקולטה שלי אני מקבלת יחס מצוין, פרגון גדול ותמיכה כלכלית נדיבה.

רננה גרשוני פורן, בת 30, גרה כיום עם בעלה ושני ילדיהם בקרית טבעון. היא נולדה בקיבוץ רמות מנשה אבל בגיל שלושה חודשים עברה עם משפחתה למעונות הסגל בטכניון. בהמשך יצאה המשפחה לחו”ל (פוסט-דוקטורט של אבא), וכשחזרה לישראל התיישבה בטבעון. רננה למדה בתיכון גרינברג בטבעון – פיזיקה, כימיה, מתמטיקה ואנגלית מוגבר, כמובן, אבל גם בגרות אקסטרנית בשירה. “אני לומדת שירה קלאסית מגיל 13. התחלתי בקונסרבטוריון בטבעון, ואחר כך שרתי בתזמורת צה”ל. אני לא מוותרת על השירה עד היום.”

התואר הראשון שלה, בפקולטה לכימיה בטכניון, כלל פרויקט מחקר אצל פרופסור אהוד קינן, שאצלו עשתה לאחר מכן תואר שני. “בסוף התואר השני החלטתי להרחיב את המחקר שלי לתחום החישובי, כי זה יותר מתאים לי מאשר להיות סינתטיקאית טהורה.” כך היא חבְרה לפרופסור אמנון שטנגר, גם הוא מהפקולטה לכימיה, שמנחה אותה בדוקטורט. “המצב שלי יוצא דופן, מכיוון שאני הסטודנטית היחידה בקבוצה, וזה נדיר בכימיה אורגנית. הדינמיקה הקבוצתית אמנם חסרה לפעמים, אבל אני נהנית מיחסים מצוינים עם המנחה שלי, ולמדתי הרבה מהעבודה הצמודה איתו ומהעצמאות שהוא נותן לי. לפני כשנה הצטרפה לקבוצה שלנו פוסט-דוקטורנטית בשם אנוג’ה, שיש לה רקע חיוני בתכנות. היא עוזרת לי מאוד בבעיות טכניות. על סמך הממצאים של פרויקטים קודמים של אמנון, ופרויקטים משותפים שלי איתו, אנוג’ה ואמנון כתבו תוכנה אוטומטית (וחינמית) שמאפשרת לכל משתמש ליישם את המתודולוגיות שלנו באופן פשוט.”

הוויתור על קריירה מוזיקלית כואב לך?

אני שלמה עם ההחלטה הזאת. אין לי ספק שזו הייתה הבחירה הנכונה בשבילי, וזו גם היתה העצה של המורָה שלי למוזיקה. בחרתי באקדמיה כי הרגשתי שזה מקום שמתקדמים בו עם השכל, ולא עם פרוטקציות. כאן יש תגמול ישיר להשקעה – בעיקר בתואר הראשון. מעבר לכך, הרגשתי שאפשר לשלב מוזיקה עם קריירה במחקר, אבל לא להיפך, והוויתור על האתגר האינטלקטואלי הוא גדול מדי. ובכל מקרה, אצלי במשרד תמיד תשמע מוזיקה מנגנת מהרמקולים.

מה שמרת לעצמך בעולם המוזיקה?

פעמיים בחודש אני נוסעת לשיעור שירה בת”א, ובטכניון אני מופיעה בטקסים, לרוב כסולנית. הטקסים האלה, בהפקתה של דלית ירון מאגף קשרי ציבור, מוציאים אותי מהמוזיקה הקלאסית, מהקומפורט-זוֹן, ומאלצים אותי להתנסות בדברים חדשים. השנה התחלתי גם להופיע עם פסנתרן באיזור חיפה והקריות, עם תוכניות מגוונות שכוללות גם מוזיקה קלאסית וגם מוזיקה עברית ואמריקאית קלה.

נחזור למדע. מה תחום המחקר שלך?

מערכות ארומטיות וייצור (סינתזה) של חומרים ארומטיים חדשים.

אז את מייצרת בשמים ומטהרי אוויר?

לא. ב”ארומטי” אין כוונה ל”ריחני”. ארומטיוּת היא תכונה של חומרים בעלי קשרים מצומדים במבנה טבעתי, שמתאפיינים במגוון תכונות פיזיקליות מעניינות, כגון קליטת אור והולכת חשמל. כאשר שמים אותם בשדה מגנטי נוצרים בהם זרמי טבעת מוּשְׁרים, שבהם אני מתמקדת כיום. כיום אין עדיין הגדרה איכותית מדויקת לארומטיות, ונהוג להשוות את החומרים האלה לבֶּנְזֶן, שהוא “מלך” הארומטיים. אבל גם בהשוואה אליו אין לנו סקלה כמותית מדויקת.

תוכלי לתת דוגמאות לחומרים ארומטיים?

חומרים ארומטיים, או חומרים שמכילים קבוצות ארומטיות, נמצאים בכל מקום. בטבע אנחנו מוצאים אותם ב-DNA, בחלבונים ובאנזימים. בהמוגלובין שבדם שלנו, למשל, יש קבוצה ארומטית, והיא שמאפשרת קשירת ברזל ובאמצעותו חמצן, שבלעדיו לא נוכל לחיות. בתעשייה משתמשים בחומרים בעלי קבוצות ארומטיות בפאנלים סולריים, בתאורת לד, בטרנזיסטורים וכחומרי צבע (פיגמנטים). מכאן החשיבות היישומית של החומרים האלה.

אז את עוסקת ב”מחקר יישומי”?

לא. אני עוסקת במחקר בסיסי. זה מה שמעניין אותי, ולדעתי אלה המחקרים שמובילים לפריצות דרך מחשבתיות ויישומיות. לדוגמה, מי שהמציא את ה-NMR (תהודה מגנטית גרעינית) לא חשב שיום יבוא וישתמשו בכלי הזה לבצע סריקות גוף (MRI), ומי שהמציא את הסיב האופטי לא ידע שיום אחד זה יהיה חלק מהותי בתשתיות האינטרנט. ליתר דיוק, הוא בכלל לא ידע שיום אחד יהיה דבר כזה, אינטרנט.

אבל למה לא לחקור באופן מוכוון-יישום, כלומר “לחשוב אפליקטיבית”?

קודם כל כי אני חושבת שעלינו, כחוקרים, להתמקד בהבנת העולם סביבנו. מתוך ההבנה הזו ניתן כמובן לפתח טכנולוגיות חדשות, אבל ההבנה הבסיסית היא התכלית שצריכה לעמוד לנגד עינינו.

שנית, מפני שמחקר מוכוון-יישום סוגר אותך בכיוונים מצומצמים, שתלויים במטרה היישומית הסופית שהגדרת לעצמך: פיתוח מנורה חדשה, יצירת פלדה ספציפית וכו’. כשאתה מבצע מחקר בסיסי, המחקר עצמו מוביל אותך לכיוונים שונים, חלקם אפליקטיביים. אני כמובן לא שוללת מחקר יישומי בתעשייה, אבל האקדמיה צריכה, לדעתי, להתמקד במחקר בסיסי.

 ומה את עושה כ”מדענית בסיסית”?

הקבוצה שלנו עוסקת בחקר חומרים ארומטיים בשני נתיבים – חישובי ונסיוני. בנתיב הנסיוני אנחנו עובדים על הכנת חומרים חדשים, שיתאפיינו בתכונות פיזיקליות ספציפיות כגון קליטת אור והולכת חשמל.

בנתיב החישובי אנחנו מפתחים שיטות חדשות לזיהוי והערכה של ארומטיוּת. בתיאור פשטני, אנחנו משתמשים בתוכנות שמחשבות (בקירוב!) את פונקציית הגל בשיטות קוונטו-מכניות. מתוך החישובים האלה אנחנו מחלצים מידע על תכונות החומר: גיאומטריה, אנרגיה, צפיפות מטען, היסט כימי וכו’. על סמך המידע הזה אנחנו יכולים להעריך את השדה המגנטי שזרמי הטבעת המושרים יוצרים בסביבת המולקולה, לחפש מִתאמים (קורלציות) בין השדה הזה לבין תכונות אחרות, ולבנות סקלות ארומטיות לחומרים ממשפחות שונות.

 יש כבר ממצאים?

לאחרונה גילינו קורלציה בין עוצמתם של זרמי הטבעת במולקולה לבין יציבותו של החומר בשתי משפחות שונות של חומרים. אנחנו מניחים שבאותן משפחות, ככל שזרמי הטבעת חזקים יותר, החומר יציב יותר, כלומר פחות תגובתי (ריאקטיבי). מעבר לכך, פיתחנו מתודולוגיה לזיהוי זרמי טבעת במערכות מורכבות. לשיטה זו יש ערך רב, משום שחומרים אלו זוכים לשימוש נרחב בתעשייה, וניבוי מדויק של התכונות הפיזיקליות שלהם יאפשר תכנון מושכל של חומרים ייעודיים ויחסוך הרבה משאבים.

 ומה הלאה?

כרגע נראה שאני לא הולכת לתעשייה. בימים אלה אני מחפשת מקום לפוסט-דוקטורט בחו”ל. כשאשוב, אשמח להשתלב באקדמיה כחוקרת עצמאית או כאשת-שירות לחישובים – תחום שהולך ומתפתח בעולם.

אשמח כמובן להמשיך ללמד כימיה ברמה אוניברסיטאית. בכל מקרה, מאוד חשוב לי שכל נתיב שאבחר יאפשר לי להתמקד במשפחה ולהמשיך במקביל עם המוזיקה.