Yearly Archives: 2021

פרופ’ נעם אדיר

החוקרים מציגים בכתב העת Biosensors and Bioelectronics שיטה חדשה לייצור חשמל ישירות מאצות ים. השיטה פותחה בשיתוף פעולה בין תוכנית האנרגיה והפקולטות לכימיה, לביולוגיה ולהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון וחברת חקר ימים ואגמים לישראל (חיא”ל).

השימוש המסורתי בדלקי מאובנים כרוך בזיהום סביבתי רב ותורם לתופעות אקלימיות חריגות שאנו עדים להם ואשר מדאיגים את העולם כולו. יתר על כן – גם תהליך ייצורם של דלקים אלה מזיק לסביבה. זה הרקע לפיתוחן של טכנולוגיות חדשות לייצור אנרגיה מתחדשת וידידותית לסביבה.

אחת הגישות המבטיחות, שמעסיקה קבוצות מחקר רבות כבר עשרות שנים, היא שימוש בתאי דלק מיקרוביאליים. תאים אלה מתבססים על יכולתם של חיידקים מסוימים לפלוט אלקטרונים; הצבתן של מושבות חיידקים כאלה בקרבת אלקטרודה בתא מאפשרת לייצר חשמל. לשיטה זו שני חסרונות בולטים: העלות הכלכלית והסכנה הבריאותית שכרוכות בגידול כמויות גדולות של חיידקים בתוך התאים האלקטרוכימיים.

בעקבות זאת נולדה טכנולוגיה אחרת: תאים ביו-פוטו אלקטרוכימיים. גם כאן, בדומה לתאי הדלק המיקרוביאליים, המקור ליצירת החשמל בשיטה זו הוא חיידקים, אלא שהפעם מדובר בציאנובקטריה (הידועות גם כאצות כחוליות): חיידקים המסוגלים לבצע פוטוסינתזה כמו צמחים. עם זאת, לציאנובקטריה מגבלות משלהן: ראשית, בניגוד לתאים מיקרוביאליים, ציאנובקטריה אינן מייצרות אלקטרונים בחשיכה, שכן תהליך הפוטוסינתזה מתרחש רק בנוכחות אור. שנית, כדי לייצר כמות חשמל משמעותית, המתחרה בטכנולוגיות כגון תאים סולריים או תאי דלק מבוססי מימן, נדרשת כמות עצומה של ציאנובקטריה, כלומר שטחים גדולים ויקרים.

יניב שלוסברג

במחקר הנוכחי מציגה קבוצת חוקרים משלוש פקולטות בטכניון ומחיא”ל ייצור חשמל ממקור ימי אחר: אצות ים (seaweeds). את המחקר הובילו פרופ’ נעם אדיר והדוקטורנט יניב שלוסברג מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך ותוכנית האנרגיה ע”ש גרנד בטכניון, בשיתוף פעולה עם עמיתיהם ד”ר טונדה טות מהפקולטה לכימיה; פרופ’ גדי שוסטר, ד”ר דוד מאירי, המשתלמים נמרוד קרופניק ובנימין איישנבאום מהפקולטה לביולוגיה; ד”ר עומר יחזקאלי והמשתלם מתן מאירוביץ’ מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון; וד”ר אלוארו ישראל מחיא”ל בחיפה.

הפיתוח הראשוני של השיטה הניב זרם חשמל גדול פי אלף ויותר מזה שהופק מציאנובקטריה – רמה המתקרבת לזרמים המיוצרים בתאים סולריים. לדברי פרופ’ אדיר, היעילות הגבוהה נובעת משני גורמים עיקריים: קצב הפוטוסינתזה המהיר של אצות הים, ובראשן האצה הים תיכונית הירוקה הנקראת Ulva, והמליחות הגבוהה של מי-הים המתפקדת ביעילות כאלקטרוליט – הנוזל המוליך בתא האלקטרוכימי. מלבד זאת, בניגוד לתאים אלקטרוכימיים המבוססים על ציאנובקטריה, אצות הים מסוגלות לייצר חשמל ביום וגם בלילה; בשעות האור מתקבלת האנרגיה בעיקר מתהליך הפוטוסינתזה, ואילו בשעות החושך היא מגיעה ממולקולות שהאצה מפרישה שמקורם בתהליך הנשימה. מולקולות אלה, הקרויות “מתווכות אלקטרונים”, מוסרות אלקטרונים לאלקטרודה של התא הביו-אלקטרוכימי ליצירת חשמל.

פרופ’ גדי שוסטר

לשימוש באצות ים לייצור חשמל יתרונות רבים. הן גדלות במהירות ואפשר לגדל אותן בים או במתקנים ביבשה, כמעט ללא צורך במים מתוקים ובאדמות חקלאיות.

שיטות לייצור אנרגיה נחלקות לשתי קטגוריות כלליות: המזהמות ביותר הן טכנולוגיות Carbon positive, הכרוכות בתהליכי שריפה ופליטת פחמן, פוגעות באטמוספרה ותורמות להתחממות הגלובלית; וטכנולוגיות Carbon neutral, למשל תאים סולריים, שפעילותן אינה כרוכה בפליטת פחמן (אם כי הייצור והשינוע שלהן אכן מזהמים).

השיטה החדשה שמציגים חוקרי הטכניון מייסדת למעשה קטגוריה חדשה: Carbon negative. לא זו בלבד שהיא אינה כרוכה בפליטת פחמן; בתהליך הפוטוסינתזה נספג פחמן ונפלט חמצן – תהליך התורם לאטמוספרה. מלבד זאת, השימוש באצות לייצור חשמל בדרך זו אינו פוגע בקצב גידול האצה ולכן מאפשר שימוש מקביל בה לצרכים אחרים בתעשיות המזון, הרפואה והקוסמטיקה.

ד”ר אלוארו ישראל

“מרתק לגלות כיצד צץ רעיון מדעי,” אומר הדוקטורנט יניב שלוסברג, שהגה את הקונספט המקורי. “הפילוסוף המפורסם ארכימדס הגה את מה שנקרא כיום ‘חוק ארכימדס’ בבית המרחץ, ואצלי זה קרה כששחיתי בים, בתקופה שבה חקרתי את האפשרות של ייצור חשמל בשימוש בציאנובקטריה. על אחד הסלעים ראיתי פתאום אצה שהזכירה לי חוט חשמל, אז אמרתי לעצמי – הרי גם האצה מבצעת פוטוסינתזה, אולי נוכל לייצר ממנה חשמל. הפיתוח שנולד מאותו רעיון, בעבודה משותפת של חוקרים מקבוצות שונות בטכניון ומחיא”ל, הוביל כעת למאמר מדעי ואני מאמין שהוא צפוי לחולל מהפכה טכנולוגית משמעותית בשוק האנרגיה.”

חוקרי הטכניון בנו אבטיפוס ראשוני של תא אלקטרוכימי המציג את הטכנולוגיה האמורה. לדברי פרופ’ אדיר, “באמצעות האבטיפוס הדגמנו הפקת כמויות חשמל משמעותיות ישירות מאצות ים. אנו מאמינים כי שכלולים נוספים של השיטה יגבירו עוד את ייצור הזרם החשמלי ויסללו לראשונה את הדרך לפיתוח פתרונות עתידיים לייצור אנרגיה ירוקה בתאים ביו-אלקטרוכימיים.”

למאמר בכתב העת  Biosensors and Bioelectronics   לחצו כאן

חוקרים מהטכניון ומאוניברסיטת בון ערכו ניסוי המשיב על השאלה הבאה: מה מגביל את מהירות החישוב של מחשבים קוונטיים? תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת Science Advances.

פרופ’ יואב שגיא (מימין) והדוקטורנט גל נס. קרדיט צילום: רמי שלוש, דוברות הטכניון.

מחשבים קוונטיים הם מכשירים מתוחכמים מאוד שפעולתם מבוססת על המכניקה הקוונטית, מה שמאפשר להם לעבד בעיות שהמחשב הקלאסי אינו יכול להתמודד איתן כלל; אולם אפילו מחשוב קוונטי מוגבל בכמות המידע שהוא יכול לעבד במשך זמן נתון.

את המידע הנאגר במחשבים קלאסיים אפשר להמשיל לרצף ארוך של 0 ו-1, הביטים הקלאסיים של מידע, שמהווים את מרכיבי החישוב הבסיסיים.

מחשבים קוונטיים פועלים אחרת: המידע מאוחסן בביטים קוונטיים, או קיוביטים, הדומים יותר לגל מאשר לערכים בדידים. קיוביט אינו 0 או 1 אלא שילוב שלהם – סופרפוזיציה. כשפיזיקאים מדברים על המידע המאוחסן בקיוביטים הם מדברים על פונקציות גל.

דפוס פעולה זו מאפשר למחשב הקוונטי לבצע חישובים רבים בעת ובעונה אחת, מה שכמובן מאיץ את ביצועי המערכת. ועדיין, גם על עיבוד המידע במחשב הקוונטי יש מגבלת מהירות – גבול המהירות הקוונטית (QSL). מהו הגבול הזה? בכך עסק המחקר שנערך בטכניון ובאוניברסיטת בון.

כבר באמצע המאה הקודמת הסיקו הפיזיקאים הסובייטים לאוניד מנדלשטם ואיגור תַם, על סמך חישובים תאורטיים, את גבול המהירות של חישוב במערכת קוונטית מורכבת; המחקר הנוכחי מאשש את הניבוי התאורטי שלהם אך גם מוסיף ממצאים חדשים.

פרופ’ יואב שגיא (מימין) והדוקטורנט גל נס. קרדיט צילום: רמי שלוש, דוברות הטכניון.

לדברי ד”ר אנדראה אלברטי, שהוביל את המחקר במכון לפיזיקה יישומית באוניברסיטת בון, “אפשרנו לאטומי צסיום (cesium) בודדים לנוע באופן מבוקר כמו גולות בקערת אור ועקבנו אחר התנהגותם.”

מנקודת הראות  הקוונטית, אטומים מתוארים כגלי חומר. במסעו לתחתית קערת האור, גל החומר עובר שינוי המשפיע על המידע הקוונטי שהוא נושא. קבוצת המחקר ביקשה לגלות מהו השלב המוקדם שבו מתרחש שינוי מובחן, כלומר שינוי שאפשר לזהותו, שכן נקודת זמן זו תוכל לשמש ראייה ניסויית לגבול מנדלשטם-תם. אילו היו אלה גולות רגילות המתגלגלות על דופן של קערה אמיתית הכול היה פשוט – על פי מיקומיה של הגולה בהפרשי זמן נתונים היה אפשר לשחזר את הרגע שבו יצאה לדרך; אולם בעולם הקוונטי דברים פועלים אחרת, שכן בכל מדידה של מיקום האטום נקבל תוצאה מעט אחרת, וזו אינה טעות במדידה אלא תוצאה של תכונות המכניקה הקוונטית. “לכן,” מסביר ד”ר אלברטי, “במקום לנסות לקבוע את מיקומו ואת צורתו של גל החומר פיתחנו שיטה חדשה שקובעת באופן ישיר את השינוי שאנו מחפשים – את סטייתה של הגולה הקוונטית ממצבה הראשוני.”

“לשם כך,” מסביר גל נס, המחבר הראשי במאמר ודוקטורנט בהנחייתו של פרופ’ יואב שגיא בפקולטה לפיזיקה בטכניון, “יצרנו עותק של גל החומר של האטום כך שהיו לנו למעשה שני עותקים של אותו מצב. באמצעות הבזקי אור מהירים השגנו לראשונה סופרפוזיציה קוונטית של שני העותקים.”

כשאחד משני העותקים של גלי החומר גולש במורד קערת האור, גל החומר השני כבר נמצא בתחתית קערת האור שלו ולכן הוא נשאר במקומו וכבר אינו יכול לזוז או להשתנות. בשלב מסוים מאפשרים החוקרים לשני העותקים הזהים להתמזג זה בזה ואז, באמצעות השוואה בין מצביהם הקוונטיים בנקודות זמן מסוימות, הם הצליחו לחלץ את גבול המהירות המבוקש – משך הזמן המינימלי לשינוי המובחן בגל החומר.

מימין לשמאל: אנדראה אלברטי, דיטר משדה ומנולו (ריברה) לאם. © Volker Lannert/University of Bonn

באמצעות שינוי הגובה הראשוני שממנו האטום מתדרדר בקערת האור הצליחו הפיזיקאים לשלוט לא רק באנרגיה הממוצעת אלא גם באי-הוודאות האנרגטית של האטום.

נזכיר כי עיקרון אי-הוודאות של הייזנברג קובע כי אי אפשר לקבוע בעת ובעונה אחת את מיקומו של חלקיק ואת התנע שלו (שממנו נגזרת מהירותו); אי-ודאות אנרגטית פירושה שאי אפשר לקבוע בעת ובעונה אחת את הפרש הזמן בין שני אירועים קוונטיים ואת הפרשי האנרגיה ביניהם. לדברי פרופ’ שגיא, “במחקר הנוכחי הצלחנו להראות כי כפי שצפו מנדלשטם ותם, הזמן המינימלי להתרחשות של אותו שינוי מובחן בגל החומר תלוי ברמת אי-הוודאות האנרגטית של האטום; זמן זה מתקצר ככל שאי-הוודאות האנרגטית גדלה.”

במחקר אוששה תופעה נוספת שנחזתה תאורטית על ידי נורמן מרגולוס ולב לוויטין ב-1998: מרגע שאי-הוודאות האנרגטית גדלה עד שעברה את האנרגיה הממוצעת של גל החומר, דווקא האנרגיה הממוצעת היא שמכתיבה את גבול המהירות של המערכת. לדברי ד”ר אלברטי, “זו הפעם הראשונה ששני גבולות המהירות נמדדו במערכת קוונטית מורכבת – ובאותו ניסוי.”

החוקרים מסכמים בכך שמחשבים קוונטים אכן יוכלו לפתור בעיות במהירות חסרת תקדים, אולם גם מהירות זו תהיה מוגבלת; כעת נוכל לדעת בדיוק בכמה היא מוגבלת, וזאת על סמך שני הגבולות שאומתו במחקר הנוכחי. למחקר השלכות בתחומים עתידיים רבים ובהם מחשוב קוונטי בוזוני, סימולציות קוונטיות ואטומטרוניקה (אלקטרוניקה המבוססת על אטומי גז קוונטי).

המחקר מומן על ידי קרן ריינהרד פרנק בשיתוף אגודת ידידי הטכניון בגרמניה, קרן המחקר הגרמנית (DFG), מרכז הקוונטום ע”ש הלן דילר בטכניון והשירות הגרמני לחילופים אקדמיים (DAAD).

באיור: גולות קוונטיות בפעולה – איור אמנותי של גל-חומר המתגלגל במורד מדרון תלול. קרדיט: Enrique Sahagún, Scixel

למאמר בכתב העת  Science Advancesלחצו כאן

פרופ’-מחקר נתן רוזן, מייסד הפקולטה לפיזיקה בטכניון, הגיע לישראל אחרי קריירה מדעית מרשימה. כבר בגיל 22 פרסם רוזן שני מאמרים חשובים, שאחד מהם ניבא את קיומו של החלקיק נייטרון והאחר הציג חישוב של מודל של מולקולת המימן. כעבור ארבע שנים בלבד, כלומר בגיל 26, הוא פרסם יחד עם אלברט איינשטיין ובוריס פודולסקי את EPR, אחד המאמרים המצוטטים ביותר בתולדות המדע. בהמשך פיתחו איינשטיין ורוזן את הקונספט שנקרא כיום “גשר איינשטיין-רוזן” או בשפה העממית והקולנועית “חור תולעת”. הרעיון הבסיסי: עיקום משמעותי של המרחב-זמן יכול לאפשר מעבר בין שתי נקודות הרחוקות זו מזו לאין שיעור.

המאמר ההיסטורי, שפורסם ב-15 במאי 1935 וזכה בכינוי EPR על שם שלושת מחבריו (Einstein–Podolsky–Rosen), עסק במה שהשלושה תפסו כליקוייה של הפיזיקה הקוונטית. על כותרתו – “האם תיאור קוונטום-מכני של המציאות הפיזיקלית יכול להיחשב שלם?” – הם השיבו בשלילה.

אחת הטענות במאמר הייתה שעל פי הפיזיקה הקוונטית, מניפולציה על חלקיק אחד תשפיע בה בעת על חלקיק אחר הנמצא במרחק עצום ממנו, וזאת בלי אינטראקציה פיזית ובלי העברת מידע; לכן, טען איינשטיין, מדובר ב”מעשה כשפים במרחב” (spooky action at a distance). את תשובתו של נילס בוהר, שהוכתר בפרס נובל על תרומותיו למכניקה הקוונטית, כינה איינשטיין “פלפול תלמודי”.

כעבור שלושה עשורים, בשנת 1962, הראה הפיזיקאי האירי ג’ון בל כי את המחלוקת איינשטיין-בוהר אפשר להכריע באופן ניסויי, והניסויים שנערכו בשנים הבאות הראו כי  “פעולה מרחוק” אכן מתרחשת בחלקיקים שזורים.

לדברי פרופ’-אמריטוס יוסי אברון, לשעבר דיקן הפקולטה לפיזיקה בטכניון, “פרדוקס EPR הוביל לתובנה עמוקה יותר של האופי המהפכני של מכניקת הקוונטים. איינשטיין ביקש תיאוריה שתתאר מציאות פיזיקלית שאינה מותנית בהתערבות של הצופה. זה המצב בפיזיקה קלאסית, שבה המדידה חושפת מציאות קיימת: אמריקה התקיימה גם לפני שקולומבוס גילה אותה. בעולם הקוונטי, מנגד, התערבותו של הצופה משפיעה על מצב המערכת ולכן אינה חושפת מציאות קיימת אלא מייצרת מציאות חדשה. איינשטיין ביטא את אי-הנחת שלו באופן ציורי כשאמר לידידו וכותב הביוגרפיה שלו, אברהם פייס: האם אתה באמת מאמין שהירח קיים רק כאשר אתה מסתכל בו?

איינשטיין גם לא אהב את העובדה שהאקראיות במכניקה קוונטית אינה הייתה תוצאה של חוסר מידע, והוא ביטא זאת בטענה שאלוהים אינו משחק בקוביות.

ראש המחלקה לפיזיקה פרופ’ נתן רוזן (משמאל) עם לואיס מקסימון מפילדלפיה מול “מכון אינשטיין לפיסיקה” בטכניון, אוגוסט 1960

נתן רוזן נולד בברוקלין ב-22 במרץ 1909, שנתיים אחרי שהוריו נמלטו מרוסיה מוכת הפוגרומים. כשהיה בן 11 מת עליו אביו והמשפחה עברה לבוסטון. בגיל 25 בלבד, עם תואר דוקטור בכיסו, הוא החל לעבוד בפרינסטון, שם קיווה, יפגוש את אלברט איינשטיין הנודע. לימים סיפר בראיון ל”מעריב” (5 במרץ 1954) כי “ככל איש מדע היה גם חלומי להיפגש, ולו לדקות ספורות, עם איינשטיין. אף שעבדתי איתו במוסד אחד [פרינסטון] דחיתי את הפגישה מיום ליום, עד שאזרתי עוז ונכנסתי לחדרו. הוא קיבלני בחביבות לבבית כאילו היינו מיודעים ותיקים. למחרת פגשני בחצר האוניברסיטה ואמר לי: ‘אדם צעיר, התסכים לעבוד יחד איתי?’ הייתי כהמום מאושר, ואיני יודע עד היום מה הייתה זכותי לשאת חן בעיניו.”

המציאות, אם כן, הייתה נדיבה יותר מהחלום הצנוע, וד”ר רוזן היה לאסיסטנט של איינשטיין במכון למחקרים מתקדמים בפרינסטון, שם הבשיל גם מאמר EPR.

בעידודו של איינשטיין רוזן קיבל משרה באוניברסיטת קייב, משם כתב למורו ורבו: “כאן אני מרגיש שצריכים אותי, שאני חשוב, וכדי להרוויח את לחמי איני זקוק לתמיכה של אנשים קטנים הנמצאים בעמדות בכירות.”  ג’ו, בנם הבכור של נתן וחנה, נולד בקייב ב-1937. כעבור שנתיים נולד הבן השני, דוד.

תוך זמן קצר הבין רוזן כי חלומותיו על העולם הסובייטי מתנפצים על סלעי המציאות. הוא הרגיש היטב את המגבלות שהטיל המשטר על המחשבה. “[שם] התעניינו כולם בתיאוריות של איינשטיין, אולם אחר כך בא מישהו וטען כי תורה זו נוגדת למטריאליזם הדיאלקטי, ואז החלה האווירה להיות דחוסה קצת.” בעקבות זאת, ולאחר שרבים מעמיתיו בקייב נעצרו על ידי המשטר הקומוניסטי, הוא חזר לארצות הברית ועבד ב-MIT ובאוניברסיטת צפון קרוליינה.

בשנת 1953 נענה פרופ’ רוזן לקריאתו של נשיא הטכניון דאז, רא”ל (מיל’) יעקב דורי, ועלה לישראל כדי להצטרף לסגל הטכניון. כאן הוא מילא תפקיד מרכזי בהפיכתו של הטכניון מ”בית ספר טכני” למוסד מדעי טכנולוגי בעל שם עולמי. הוא היה דיקן בית הספר לתארים מתקדמים, דיקן הפקולטה למדע, ראש המחלקה לפיזיקה (לימים פקולטה) וראש המחלקה להנדסה גרעינית. בשנת 1977 התמנה בטכניון לפרופסור-מחקר – הדרגה האקדמית הגבוהה ביותר.

פרופ’ רוזן תרם רבות גם מחוץ לחוג הטכניון. הוא היה ממייסדי האקדמיה הלאומית למדעים, האגודה הישראלית לפיזיקה והחברה הבין-לאומית ליחסות כללית וכבידה. כדי לסייע בפיתוחה של אוניברסיטת בן גוריון הוא עשה שם תקופה כדיקן הפקולטה להנדסה בשנים 1971-1969.

בטכניון הוא הנחה תלמידים רבים ובהם פרופ’ אשר פרס, גם הוא מעמודי התווך של הפקולטה לפיזיקה. פרופ’ רוזן זכה בפרסים רבים ובהם פרס ויצמן במדעים מדויקים (1968), פרס ע”ש מיכאל לנדאו (1975) ותואר ד”ר כבוד מטעם אוניברסיטת בן גוריון.

נתן רוזן הלך לעולמו ב-18 בדצמבר 1995. עמיתיו מספרים שהוא עבד עד יומו האחרון. עם איינשטיין הוא שמר על קשר במשך שנים רבות אחרי שעלה לישראל, ובראיון ל”מעריב” (5 במרץ 1954) העיד כי איינשטיין אמר לו ש”ברצון הייתי עולה לישראל אלמלא הייתי זקן כל כך” וש”הטכניון הזה הוא משהו נפלא. וגם מדינת ישראל יש לה עתיד בלתי רגיל, עתיד גדול!”

התמונות באדיבות ​​​הארכיון ההיסטורי של הטכניון ע”ש יהושע נסיהו

שלוש קבוצות סטודנטים מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון זכו לאחרונה בתחרות בין-לאומית במסגרת פרויקט Food Solutions של EIT FOOD. שתיים מהקבוצות זכו במקומות הראשונים וקבוצה נוספת זכתה במקום השלישי.

מימין לשמאל, שורה קדמית: ד”ר מאיה דוידוביץ-פנחס, הדר כוכבי, כריסטין עובייד, פרופ’ מרסל מחלוף, נובה נוימן, קרולינה לייטרר, מעיין בן דוד, גיל רפאל וליאורה ברנשטיין; שורה אמצעית: דור אבוחצירה ופרופ’ אבי שפיגלמן; שורה אחורית: שחר הפנר, דנה רז, לינור רוחלין, שלומית חכים, ויקטוריה סקורטוב ופרופ’ אורי לזמס

לדברי קרולינה לייטרר, אחת הסטודנטיות הזוכות, “הלימודים בפקולטה מספקים לסטודנטים המון ידע רלוונטי, אבל האתגר של פיתוח מוצר וייצור שלו מא’ ועד ת’, כפי שנדרש בתחרות הזאת, הוא קפיצה גדולה מאוד, ולשמחתנו קיבלנו תמיכה עצומה מהמנחים בפקולטה ובסופו של דבר זכינו במקום הראשון.”

“הזכייה מסכמת שנה שלמה של עבודה קשה,” אמרו מנחי הקבוצות הטכניוניות בתחרות, חברי הסגל ד”ר מאיה דוידוביץ-פנחס, פרופ’ אורי לזמס ופרופ’ אבי שפיגלמן. לדבריהם, “ההישג הזה מדגים את מצוינותם של הסטודנטים בפקולטה לא רק בהיבטים ההנדסיים והטכנולוגיים אלא גם ביצירתיות וביכולת להתמודד עם היבטים אחרים הנדרשים לחדשנות בתחום – סקר שוק, בדיקת היתכנות עסקית, התייחסות לסוגיות של רגולציה ושיווק, אנליזה של חיי מדף, תכנון תהליך ייצור מסחרי וכמובן הצגה בפני מומחים.”

השנה בחרו הקבוצות המשתתפות מהטכניון בשני אתגרים: ייצור מוצר חדשני משיבולת שועל ופיתוח מוצרי מזון המותאמים לאוכלוסיית הגיל השלישי.

קבוצת Bioat (oat היא שיבולת שועל) זכתה במקום הראשון בשיפוט המקצועי ובמקום הראשון בקטגוריית “חביב הקהל” על פיתוח תחליף לאבנה טבעונית המבוססת על שיבולת שועל וסיבים תזונתיים. בשל מגבלות הקורונה שלחה הקבוצה את המוצר לשופטים באירופה, אך רק אחת מחמש החבילות הגיעה ליעדה בזמן. השופטת היחידה שקיבלה את החבילה לא ידעה לאבנה מהי, ולכן פנתה לעובדת במחלקה שלה שמוצאה מהמזרח התיכון, וזו העידה כי הטעם והמרקם של הלאבנה הטבעונית ממש דומים למקור.

בקבוצה חברות ארבע סטודנטיות לתארים מתקדמים: מעיין בן דוד, ליאורה ברנשטיין, קרולינה לייטרר וגיל רפאל. לדברי גיל רפאל, “לאחר שילדתי לא יכולתי לצרוך חלב ולכן חיפשתי תחליפי חלב טבעוניים. מוצרים כאלה אומנם קיימים בשוק, אבל רובם עתירי שומן ודלי חלבון. לכן ניסינו לייצר מוצר אלטרנטיבי שישלב טעם מצוין עם ערכים תזונתיים חיוביים ויזוהה עם המטבח הים תיכוני, ומה יותר מתאים מגבינת לאבנה?”

מימין לשמאל, מאחור: דיקנית הפקולטה פרופ’ מרסל מחלוף, ד”ר מאיה דוידוביץ-פנחס, פרופ’ אורי לזמס ופרופ’ אבי שפיגלמן; מלפנים: חברות Bioat ליאורה ברנשטיין, קרולינה לייטרר, גיל רפאל ומעיין בן דוד

קבוצת CRACKEAT, שזכתה במקום הראשון בתחרות פיתוח מוצר מזון לגיל השלישי, פיתחה יוגורט מבוסס סויה בתוספת עוגייה פריכה באריזה ייחודית – מוצר שזכה לשבחי השופטים על צורת ההגשה והטעם הייחודי. הפיתוח מספק חוויה מורכבת של מרקמים שונים, תוך הפחתה של פסולת פלסטיק לעומת פתרונות אריזה הקיימים כיום. בקבוצה חברים דור אבוחצירה, שלומית חכים, הדר כוכבי, ויקטוריה סקורטוב ולינור רוחלין. לדברי הדר, “יום אחד הצעתי לאמא שלי גלידה והיא אמרה שזה לא ממש בריא לה, כי גלידה מכילה הרבה סוכר ושומן רווי, ואנשים מבוגרים צריכים דווקא הרבה חלבון וסיבים תזונתיים. ככה עלה הרעיון לפתח קינוח שיהיה גם טעים וגם בריא, עם חיידקים פרוביוטיים. זאת הייתה דרך ארוכה עם המון אתגרים ואנחנו כמובן שמחים מאוד על הזכייה.”

קבוצת CRACKEAT עם המנחים. מימין לשמאל, למעלה: לינור רוחלין, ויקטוריה סקורטוב, שלומית חכים, פרופ’ אורי לזמס; למטה: פרופ’ אבי שפיגלמן, דור אבוחצירה, הדר כוכבי וד”ר מאיה דוידוביץ-פנחס

במקום השלישי באתגר מוצרי המזון לגיל השלישי זכתה קבוצה נוספת מהפקולטה ובה חברים שחר הפנר, נובה נוימן, כריסטין עובייד ודנה רז. הארבעה פיתחו את LiteDelight – עוגת שוקולד אישית טבעונית ודלת קלוריות המבוססת על מרכיבים טבעיים בלבד ומותאם לצרכים ולרצונות של האוכלוסייה המבוגרת. עוגה אישית זו זכתה לתשבחות על המרקם הרך שלה בשילוב עם הטעם המתוק ללא תוספת סוכר. לדברי שחר הפנר, “כדי לקלוע לטעמה של אוכלוסיית היעד ערכנו סקר טעימות ליד קולנוע שאליו הגיעו אזרחים ותיקים, וכדי לדייק את הטעם יותר נעזרנו באנשי בית הספר לקולינריה ‘בישולים’ שנתנו לנו טיפים מקצועיים חשובים.”

LiteDelight. מימין לשמאל: שחר הפנר, כריסטין עובייד, נובה נוימן ו דנה רז

בשל מגבלות הקורונה הקבוצות לא טסו השנה לאירופה בכדי להציג את המוצרים, אבל המוצרים נשלחו לחבר השופטים בכדי שיוכלו להעיד על הטעם והאיכות, מעבר לחדשנות של הרעיון ולתוכנית העסקית. בהערכת השופטים צוינו לשבח המוצרים של BIOAT,  LightDelight ו-CRACKEAT על הטעמים האיכותיים כמו גם המקצועיות והירידה לפרטים שניכרו בפרויקטים ובמוצרים הארוזים והממותגים שהועברו לידי השופטים.

התחרות, שהיא חלק מתוכנית חינוכית-אקדמית רחבה, מתקיימת במסגרת המיזם האירופי EIT FOOD שמטרתו לשפר ולחזק את סקטור המזון באיחוד האירופי תוך יצירת חדשנות וקידום קיימות ובריאות. בפעילות זו מעורבות אוניברסיטאות מובילות באירופה יחד עם חברות מובילות ובהן Nestle, Danone-Nutricia, Dohler, IMDEA ו-Puratos.

הזכיות הנוכחיות מצטרפות לשרשרת של ניצחונות של סטודנטים מהפקולטה בתחרויות דומות של EIT FOOD בשנים האחרונות. ב-2018 זכתה במקום הראשון קבוצת אלגלאפל, שפיתחה פלאפל מועשר בספירולינה. בשנת 2020 זכתה במקום הראשון קבוצת The Microbes, שפיתחה פתרון ביולוגי לקלקול מיצי פירות – תופעה שנזקיה נאמדים בעשרות מיליארדי דולרים בשנה.

חלק משמעותי בפיתוח המוצרים בטכניון כלל התייחסות לאפשרויות לייצור תעשייתי של המוצרים ועל כן נעשה במתקן הפיילוט בפקולטה, המדמה תנאי ייצור של מפעלי מזון אמיתיים. מתקן זה עובר כיום שדרוג משמעותי במסגרת הקמתו של “מרכז קרסו לחדשנות בטכנולוגיות מזון” – מרכז מחקר ופיתוח שיחבר את החוקרים ואת הסטודנטים בפקולטה לתעשייה הישראלית ויאפשר להם לערוך מחקרים ופעילויות הוראה על התשתיות המתקדמות ביותר.