האיחוד האירופי משקיע 7.7 מיליון יורו בקונסורציום שבראשו עומדת פרופ’-חבר אסתי סגל מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון 7.7
פרופ’-חבר אסתי סגל מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון
מיליון יורו – זה הסכום שמשקיע האיחוד האירופי בקונסורציום NanoPack, שבראשו עומדת פרופ’ אסתי סגל מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון. מטרת הקונסורציום: פיתוח אריזות מזון אקטיביות, אנטי-מיקרוביאליות, שיאריכו את חיי המדף של המזון. האריזה החדשנית מבוססת על ננו-צינוריות חרסית (Halloysite Nanotubes) המשחררות חומרים אנטי-מיקרוביאליים טבעיים. היא תמנע התפתחות רקבונות ומגיפות שמקורן במזון, תפחית את הצורך בחומרים משמרים ותצמצם אובדן מזון.
פרופ’-חבר סגל וקבוצתה פיתחו בשנים האחרונות טכנולוגיות המאפשרות לשלב תמציות טבעיות של צמחים בחומרים פלסטיים. תמציות אלו ידועות ביכולתן לעכב גידול ואף לקטול חיידקים, עובש ופטריות. שקיות הפלסטיק שיפותחו במסגרת הקונסורציום ישחררו באופן מבוקר את התמציות אל תוך חלל האריזה וימנעו התפתחות של מיקרואורגניזמים הגורמים לקילקול המזון. כך אפשר להאריך בצורה בטוחה את חיי המדף של מגוון מוצרי מזון ולהפחית את השימוש בחומרים משמרים.
הודעת האיחוד האירופי על התמיכה בקונסורציום באה בסמוך לפרסומו של דו״ח אובדן המזון הלאומי בישראל המציג תמונה עגומה. מדי שנה אובד בישראל מזון במשקל 2.4 מיליון טון ובשווי 19.5 מיליארד ש״ח. מדובר בשליש מסך המזון המיוצר – שיעור דומה בהיקפו לסדרי הגודל באירופה ובארה״ב, שם נקבעו יעדים מרחיקי לכת לצמצום התופעה עד שנת 2030. לדברי פרופ’ סגל, “הצלחת הפרויקט עשויה לתת מענה מקומי וגלובלי ולצמצם משמעותית את כמות המזון המושלך לאשפה בעולם, העומדת כיום על 1.3 מיליארד טון בשנה, וכך להפחית את הפגיעה בסביבה ואת הנזק הכלכלי.”
בתרשים: ננו-קפסולות המכילות שמנים נארזות בפולימר ומצפות את יריעות הפלסטיק העתידות לעטוף מוצרי מזון כגון בשר, לחם ומוצרי חלב
הקונסורציום שייחנך רשמית בסוף החודש, מוקם במסגרת תוכנית HORIZON 2020 של האיחוד האירופי ושותפים בו 18 מוסדות מחקר וחברות תעשייתיות מובילות מבלגיה, מאוסטריה, מנורווגיה, מספרד, מישראל, מאירלנד, מדנמרק, מפורטוגל, מצרפת, מגרמניה ומהולנד.
האיחוד האירופי יתמוך בקונסורציום החדש במשך שלוש שנים תוך התייחסות לאתגרים המדעיים, הטכנולוגיים, הכלכליים, הבטיחותיים והרגולטוריים. במסגרת הקונסורציום יוקמו קווי ייצור נסיוניים (pilot lines) בסביבה תעשייתית, שיבחנו את כל שלבי פיתוח ויצור האריזות במטרה להביאן לכדי מסחור.
במשרד הבטחון ציינו לאחרונה 30 שנה לשיתוף הפעולה המחקרי בין צבא ארה”ב למשרד הביטחון הישראלי. במסגרת המפגש הציג פרופ’ סטיבן פרנקל, ראש המעבדה לזרימה חישובית (CFD) בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון, תוצאות עדכניות שהושגו בעזרת תכנה חדשה לסימולציות אווירודינמיקה אשר פיתח עם צוותו בטכניון. התכנה, שזכתה לשם MIRACLES, הפיקה סימולציות בעלות דיוק חסר תקדים בהקשר של אווירודינמיקת מסוקים.
תוצאות הסימולציות שהציג פרופ’ פרנקל נוגעות לדפוסי זרימת האוויר שנוצרים עקב פעילות רוטור המסוק בעת ריחוף במקום, ואלה הושוו למידע שתועד בתחום זה עד כה ולביצועי תוכנת Helios בה משתמש צבא ארה”ב, אשר נחשבת למתקדמת ביותר בתחום. הסימולציות בתוכנת MIRACLES הציגו מבני זרימה מורכבים שמעולם לא הוצגו בסימולציות קודמות שבוצעו בתחום. מבנים אלה נוצרים עקב התנועה המהירה של רוטור המסוק בזמן ריחוף במקום. פריצת הדרך המשמעותית ביותר שהושגה על ידי התכנה החדשה נוגעת לשימוש במודל טורבולנציה מתקדם (LES) בשילוב עם שיטות נומריות מתקדמות – שילוב המאפשר הצגה מפורטת ואמינה מאוד של סימולציות של המבנים השונים בזורם.
הקוד בתכנה החדשה עושה שימוש בשיטה המאפשרת לטפל בצורה פשוטה יחסית גם בגיאומטריות מורכבות ועדיין להישאר במסגרת מערכת קואורדינטות קרטזית ופשוטה (Immersed Boundary Method). טכניקה זו מאפשרת טיפול בגיאומטריה המורכבת של הרוטור ללא צורך בבניית רשת חישובית מסובכת, וזאת בניגוד ל-Helios. ליכולותיה של MIRACLES השלכות מרחיקות לכת בכל האמור ביישום בקרת זרימה חדשנית ואקטיבית סביב רוטור המסוק, והיא צפויה להוביל להפחתה משמעותית בגרר וברעש שיוצר הרוטור.
סימולציות בתוכנת MIRACLES המציגות מבני זרימה הנוצרים עקב התנועה המהירה של רוטור המסוק בזמן ריחוף במקום
מהפכת מנהיגות נשית מצטיינת בטכניון: מספר שיא של כל הזמנים במוסדות להשכלה גבוהה בארץ בכלל, ובטכניון בפרט, עם מינוין של חמש חוקרות מצטיינות ובעלות שם עולמי בתחומי המחקר שלהן לדיקניות. פרופ’ שולמית לבנברג – דיקנית הפקולטה להנדסה ביו רפואית, פרופ’ מרסל מחלוף – דיקנית הפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, פרופ’ איריס ערבות – דיקנית הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים,פרופ’ אורית חזן – דיקנית לימודי הסמכה ופרופסור יהודית דורי – דיקנית הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה.
הנשיא ראובן ריבלין אירח במשכנו את הפילנטרופ ואיש העסקים מורט צוקרמן ומשלחת של ארבעה מוסדות אקדמיים מובילים בישראל לעידוד מחקר מדעי משותף בין ארה”ב וישראל
מדובר בשיתוף פעולה בין ארבעה המוסדות האקדמיים המובילים בישראל – האוניברסיטה העברית בירושלים, הטכניון, אוניברסיטת תל אביב ומכון ויצמן לבין חוקרים בארה“ב באמצעות מענקים ויוזמות חינוכיות בתחומי מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה
בתמונה: מורט צוקרמן לוחץ את ידו של נשיא המדינה, ראובן ריבלין. קרדיט צילום: ישראל הדרי.
נשיא המדינה, ראובן (רובי) ריבלין אירח אתמול (ב’) במשכנו את איש העסקים והפילנטרופ מורט ב. צוקרמן במסגרת תוכנית המנהיגותSTEM שייסד. תוכנית זו נועדה לתמוך ולקדם מחקר משותף בין חוקרים בארה”ב וישראל באמצעות מלגות ויוזמות חינוכיות בתחומי מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה.
תוכנית STEM, לה תרם צוקרמן 100 מיליון דולר, תעניק לחוקרים אמריקאים בשלבי דוקטורט ופוסט-דוקטורט אפשרות לשתף פעולה עם חוקרים באוניברסיטאות ומוסדות המחקר המובילים בישראל – הכוללים את האוניברסיטה העברית בירושלים, הטכניון, אוניברסיטת תל אביב ומכון ויצמן למדע, הנמנים עם הגופים האקדמיים המתקדמים בעולם.
נשיא המדינה, ראובן (רובי) ריבלין, אמר במפגש: “מהות המדע היא חוקים. אך ייתכן והחוק החשוב ביותר הוא שיתוף פעולה, ופיתוח מודרני יכול לקרות רק בשיתוף פעולה. אדם אחד יכול לחשוב ולגלות, אך כשאנו פועלים יחד אנו חולקים ניסיון ומתקדמים באמת. כישראלי, אני יודע כי אחד האנשים הגדולים שעזר לנו זה אתה. עזרת לנו ליצור משהו שמביא לישראל הערכה רבה בכל העולם – חינוך ואחריות. כבוד עבורנו לקבל אותך בבית הנשיא.”
מורט צוקרמן אמר במפגש: “הייתי אורח במדינה הזו פעמים רבות ותמיד נפעמתי מההישגים הרבים של המדינה. זו חברה שיודעת לפתח, לצמוח מתוך קשיים וליצור מדינה שהיא בהחלט נס. תמיד הערצתי את מה שהישראלים מסוגלים להשיג במדינה שלא עשירה במשאבים טבעיים אך עשירה במשאב האנושי. זה לא שמן, לא זהב ולא כסף, אלה אנשים המוכנים לעבוד קשה ולעיתים להילחם קשה ואני מעריץ של ישראל. עבורי זו הזדמנות מיוחדת לדבר. כבוד עבורי ועבור כולנו להיות פה.”
מלבד מורט צוקרמן, לקחו חלק באירוע מטעם תוכנית STEM גם אריק ג’יי גרטלר וג’יימס ס. גרטלר, וכן ראשי המוסדות האקדמיים המשתתפים בתוכנית: נשיא האוניברסיטה העברית, פרופ’ מנחם בן-שושן, נשיא אוניברסיטת תל אביב, פרופ’ יוסף קלפטר, נשיא הטכניון, פרופ’ פרץ לביא ופרופ’ דניאל זייפמן, נשיא מכון ויצמן למדע ופרופ’ יפה זילברשץ, ראש הוועדה לתקצוב ותכנון במועצה להשכלה גבוהה.
עומדים משמאל לימין: ג’יימס ס. גרטלר ואריק ג’יי גרטלר, נאמני קרן צוקרמן; פרופ’ דניאל זייפמן, נשיא מכון וייצמן למדע; פרופ’ יוסף קלפטר, נשיא אוניברסיטת תל אביב; פרופ’ יפה זילברשץ, ראש הוועדה לתקצוב ותכנון במועצה להשכלה גבוהה; פרופ’ פרץ לביא, נשיא הטכניון; פרופ’ מנחם בן-שושן, נשיא האוניברסיטה העברית בירושלים. קרדיט צילום: ישראל הדרי.
באמצעות חשיפת חוקרים אמריקאים בשלבי דוקטורט ופוסט-דוקטורט למחקר פורץ הדרך בישראל ולתרבות הסטארטאפים, תניב תוכנית STEM דור מנהיגים אקדמיים , מדעיים ומובילי תעשייה הניחנים ברוח יזמות וחדשנות. בד בבד, התוכנית תחזק את מעמדם של מוסדות המחקר הישראליים כמרכזים עולמיים של חדשנות מחקרית באמצעות גישה למקורות מימון בהיקף גדול הדרושים לפיתוח מעבדות מחקר, פרויקטים ותוכניות מהשורה הראשונה.
במשך הזמן, התוכנית תאפשר לחזק את השותפות בין ארה”ב לישראל לאחר שהחוקרים ישובו לארה”ב כשביססו קשרים ארוכי טווח. במקביל, המנהיגים האקדמיים הישראלים יחזרו ארצה למוסדות המחקר וימשיכו בבניית גשרים של עבודה משותפת עם עמיתיהם האמריקאים ובכך יניעו את המאמץ הכולל לשיתוף פעולה מדעי בין המדינות.
הקבוצה הראשונה, המונה 14 חוקרים החלה פעילותה בשנה אקדמית זו של 2016-2017 וכוונת התוכנית היא להבטיח כי הפרויקטים האקדמיים והפעילויות החינוכיות יימשכו לא הגבלת זמן. במהלך 20 השנים הבאות תזרים התוכנית מעל 100 מיליון דולר מהם ייהנו לא רק החוקרים אלא גם הציבור בכללותו.
התפלת מים, שהובילה למהפכה באספקת מים בישראל, כרוכה בעלות גבוהה יחסית ובנזק סביבתי. לכן חשוב לפתח מקורות מים חלופיים, כפי שעושים כמה חוקרים צעירים בטכניון
תמר עופר
הגשם שפוקד אותנו בתקופה האחרונה, וההישגים המרשימים בהתפלת מי הים בישראל, אינם משנים את העובדה שהדרישה למי שתייה ומים לחקלאות, לגינון ולתעשייה רק תלך ותגבר בשנים הבאות. כדי לספק את המים המתוקים הנחוצים לאוכלוסיית ישראל תידרש הגדלה דרמטית של כמות המים המותפלים, מ-600 מיליון מ”ק בשנה כיום לכ-1,500 מיליון מ”ק בשנת 2050. כך עולה מתכנית האב למשק המים של רשות המים.
מאחר שמים מותפלים הם יקרים יחסית למקורות אחרים נעשים נסיונות לאתר מקורות חלופיים להתפלה. שני מחקרים שנערכו בטכניון מציגים חלופות כאלה: האחת, הרחבת השימוש החוזר במים על ידי ניצול מים אפורים; האחרת, ניצול של מי הגשמים באזורים העירוניים. שני המחקרים הוצגו בכנס “חקר המים בישראל – דור העתיד למחקר ולתעשייה” שהתקיים לאחרונה בטכניון בחיפה.
טיפול מבוזר
השפכים העירוניים מהווים מקור משמעותי וזמין של מים, וטיפול מתאים מאפשר להשתמש בהם להשקיה ולתעשייה. ראוי לציין כי במדינות מסוימות, שישראל אינה אחת מהן, מוזרמים מי קולחין מטופלים אפילו למערכת המים לצריכה ביתית.
איך זה עובד? השיטה הנהוגה כיום היא איסוף של שפכים מבתי תושבים, ממוסדות ציבור ומאזורי תעשייה והובלתם למתקן טיפול מרכזי (מט”ש). למערכת כזאת יתרונות רבים בתחום הבקרה והשליטה על יעילות התהליך.
למרות יתרונותיהן של מערכות מרכזיות אלה התעורר בשנים האחרונות דיון מקצועי בגישה חדשה: מערכת טיפול מבוזרת. במערכת כזאת מופרדים המים האפורים (הנאספים ממקלחות וכיורי רחצה) מזרם השפכים הכללי. המים האפורים עוברים טיפול מקומי פשוט ואחריו הם משמשים להדחת אסלות ולהשקיית גינות. שאר השפכים מוזרמים למט”ש.
לטיפול המבוזר במים אפורים, המבוצע ברמת הבניין או השכונה, יתרונות כלכליים וסביבתיים משמעותיים ובהם הפחתה של צריכת האנרגיה ושל עלות התפעול וחיזוק של מעורבות הקהילה בתהליך. זאת בדומה להתקנת פאנלים סולריים על גגות פרטיים או גידול מזון על גגות ירוקים.
כנס “חקר המים בישראל – דור העתיד למחקר ולתעשייה”
בעבודת המחקר של תמר עופר הושוותה הגישה הריכוזית הנהוגה כיום מול שלוש חלופות הכוללות שימוש חוזר עירוני. במחקר, שנערך בהנחייתם של פרופ”ח ערן פרידלר ופרופ’ אביעד שפירא מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון, נבחנו החלופות הבאות: הפרדת המים האפורים מהשפכים ומיחזורם ברמת הבניין הבודד; הפרדתם ומחזורם ברמת המבנן (גוש של שמונה בניינים), והעברת חלק מהשפכים המטופלים מהמט”ש חזרה לעיר. לכל החלופות נערך ניתוח קיימות של מחזור חיים מלא, שכלל התייחסות לשלושה תחומים: עלות, השפעה על הסביבה ותועלת חברתית.
חלופת מחזור המים האפורים ברמת המבנן זכתה לציון הטוב ביותר מבין השלוש. חלופה זו מאופיינת בחיסכון אנרגטי, הנובע בעיקר מהפחתת כמויות המים המותפלים (התפלה היא תהליך יקר יחסית מבחינה אנרגטית) ומהפחתת מי השתייה המוזרמים אל העיר והשפכים המוזרמים למט”ש. השימוש המבוזר במים אפורים לא רק חוסך במשאבים אלא גם מפחית את פליטות גזי החממה, את זיהום מקורות המים הטבעיים ואת פליטתם של מזהמים רבים הקשורים במחזור החיים של השפכים העירוניים.
מערכות הטיפול המבוזרות קיימות כבר כיום ואין שום מניעה טכנולוגית לשלבן במשק המים הישראלי. יחידות הטיפול שנבחנו במחקר זה היו מטיפוס RBC, המבוסס על טיפול ביולוגי באמצעות מיקרואורגניזמים המקובעים על גבי מצע מסתובב הנטבל במים המטופלים. בתום הטיפול המים עוברים חיטוי. את מתקן הטיפול הביתי אפשר למקם בחצר הבניין או על הגג, אך בכל מקרה נדרשת צנרת נפרדת להובלת המים אל המתקן וממנו.
ראוי לציין כי האתגר המשמעותי ביותר במיחזור מים אפורים אינו טכני אלא חוקי ובירוקרטי, שכן כיום התחום אינו מוסדר מבחינה חוקית.
זרחן, אלומיניום וטיטניום במי הנגר
כנס “חקר המים בישראל – דור העתיד למחקר ולתעשייה”
דרך אחרת להגדלת כמות המים הזמינים בישראל היא איסוף מי הנגר – מים שמקורם בגגות המבנים, במדרכות, בכבישים ובמקומות אחרים באזורים בנויים. כיום זורמים רוב המים האלה למערכת הניקוז העירונית, כלומר אינם מנוצלים. חוקרים מהטכניון ומהאוניברסיטה העברית, במימון קק”ל, החליטו לבדוק כיצד ניתן לשנות את המצב ולשם כך בדקו את כמות מי הנגר ואת איכותם בעיר טיפוסית בישראל: כפר סבא. החוקרים בחנו שלושה אזורי ניקוז שונים במזרח העיר – אזור של בתים, אזור של תעשייה זעירה וקטע כביש הסמוך למפעל טבע.
עדי האפט, סטודנט לתואר שני בטכניון, הציג את תקציר תוצאות המחקר: אזור התעשייה מייצר, באופן יחסי לגודלו, כפליים מי נגר מאלה שמייצרים אזורי המגורים. הסיבה לכך: האחוז הגבוה של השטח הבנוי מתוך כלל השטח. עם זאת, כאשר בדקו החוקרים את איכות המים הם גילו שקיימים בהם ריכוזים גבוהים של זרחן, אלומיניום וטיטניום – חומרים המסוכנים לבריאות האדם. גם במים שמקורם בבתים נמדדו ערכים גבוהים באופן יחסי של מזהמים כגון מתכות כבדות וזרחן.
החוקרים גילו שבמי הנגר במזרח כפר סבא (וככל הנראה בערים אחרות בישראל) ריכוז המזהמים כפול מזה המקובל בערים בעולם, והאפט מסביר זאת בהפרש הזמן הניכר בין אירוע גשם אחד למשנהו. “בישראל”, אומר האפט, “כל גשם הופך לגשם ראשון, בעוד שבמדינות אחרות גשם הוא עניין שגרתי.” איך זה קורה? “לאחר תקופה ארוכה של יובש מצטברים על גבי הכבישים והמשטחים הבנויים חומרים מזהמים שונים, שנשטפים בריכוזים גבוהים למערכת הניקוז עם בוא הגשם המשמעותי הראשון.”
מהמחקר של האפט עולה שמי הנגר של כפר סבא אינם עומדים בתקנים הקבועים ולכן אין להזרים אותם לים או לנחלים בלי לטפל בהם לפני כן. טיפול במים אלה יאפשר את ניצולם לשימושים כגון השקיה. אתגר כזה אינו מסובך במיוחד עבור הקהילה המדעית בישראל, שכאמור כבר יודעת להפוך מי ים למי שתייה.
לא טוחנים מים
תחום מחקר המים בישראל זכה לאורך השנים להכרה ברחבי העולם, וחוקרים וחברות מישראל זכו בפרסים יוקרתיים בעקבות מחקריהם. פרס שטוקהולם של תעשיית המים, לדוגמה, הוענק לפני שנים ספורות לחברת נטפים. הכנס “חקר המים בישראל – דור העתיד למחקר ולתעשייה” בטכניון הציג עשרות מחקרים בתחומי ההתפלה, הטיפול בשפכים, שיקום הקרקע ומי התהום, החקלאות והסביבה, לרבות שיטות חדשניות לטיפול במיקרו-מזהמים, פיתוח של ממברנות מתקדמות בעלות תוחלת חיים ארוכה ומודלים חדשניים שיסייעו למקבלי ההחלטות בבואם לבחור בין מיחזור מים, התפלה ואיסוף מים מגגות. במסגרת הכנס הוענקו פרסי הצטיינות לסטודנטים שהעבירו הרצאה יוצאת דופן באיכותה (אן בוגלר, צחי שילובסקי ואילאיל לבקוב) ולסטודנטים שהציגו פוסטרים מדעיים ראויים לציון (נועה אבני, מרינה הרפוב וסמואל טנג).
הכנס, שנערך זו הפעם השלישית ביוזמת המכון למחקר המים ע”ש גרנד בטכניון, הוקדש כולו למחקרים שערכו סטודנטים לתארים מתקדמים מכל המוסדות להשכלה גבוהה בארץ. על ניהולו המדעי הופקדה ועדה של תלמידי מחקר שהורכבה מסטודנטים מהמוסדות שהשתתפו בכנס. בראש הוועדה עמדו נגה פרידמן-בישופ, דוקטורנטית להנדסה כימית בטכניון ויובל אלפיה, דוקטורנט להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון. הכנס הוכיח שלמחקר המים לא רק עבר מצליח, אלא גם עתיד מבטיח.
חוקרים מהטכניון וממכון ויצמן מציגים מודל חדש, לפיו נוצר הירח אותו אנו מכירים כיום מסדרה של התנגשויות בין ירחים שונים וקטנים יותר שחגו בעבר סביב כדור הארץ
פרופ’-משנה חגי פרץ מהפקולטה לפיזיקה בטכניון. קרדיט צילום : ניצן זוהר, דוברות הטכניון
שאלת היווצרותו של הירח מעסיקה את האנושות כבר אלפי שנים. בעידן המודרני הוצעו לא מעט מודלים שניסו להשיב עליה, ובמהלך העשורים האחרונים התקבלה “התנגשות הענק” כפרדיגמה המרכזית בסוגייה זו. על פי מודל זה נוצר הירח מהתנגשות חד פעמית של כוכב לכת הדומה למאדים בכדור הארץ הקדום. כתוצאה מן הפגיעה הועף חומר רב, שחלקו נפל לכדור הארץ וחלקו ניתז ממנו החוצה ובהמשך התגבש לכדי הירח המוכר לנו כיום.
כעת, במחקר פורץ דרך שפורסם בעיתון Nature Geoscience, מוצג מודל חדש להיווצרות הירח. את המאמר מפרסמים פרופ’-משנה חגי פרץ מהטכניון ושותפיו במכון ויצמן, תלמידת המחקר רלוקה רופו ופרופ’ עודד אהרונסון.
על פי מודל זה, מסביר פרופ’-משנה פרץ, “הירח לא נוצר מהתנגשות משמעותית חד פעמית של עצם שמימי בכדור הארץ אלא מסדרה של התנגשויות. יתר על כן, הירח המוכר לנו אינו הירח הראשון של כדור הארץ. על פי מודל זה היו לכדור הארץ בעבר כמה ירחים קטנים יותר, שכל אחד מהם נוצר כתוצאה מפגיעה של עצם קטן בכדור הארץ. בהמשך התנגשו כמה מהירחים בכדור הארץ וזה עם זה, ובארועים אלה נוצרו בהדרגה ירחים גדולים יותר.”
כדי לבדוק את המודל שלהם הריצו המדענים כ-800 הדמיות התנגשות ובדקו מהם התנאים הדרושים ליצירת ירחים קטנים כאלו. לדברי פרופ’-משנה פרץ, “במובנים רבים המודל החדש תואם הרבה יותר את ההבנה הכוללת שלנו על היווצרות מערכת השמש בכלל וכדור הארץ בפרט. לפי התיאוריות העדכניות, השלבים האחרונים של יצירת כדור הארץ כוללים התנגשויות רבות של עצמים גדולים עם כדור הארץ הקדום, כאשר בכל התנגשות חלק מן החומר של העצם הפוגע נספח לכדור הארץ. בתהליך זה גדל כדור הארץ בהדרגה לממדיו הנוכחיים.”
המשמעות המיידית של המודל החדש היא שכדור הארץ נפגע פעמים רבות על ידי התנגשויות ענק, שחלק מהן יצרו ירחים קטנים. בגלל כוחות הגאות – כוחות המשיכה הפועלים בין כדור הארץ לירח וגורמים לגאות ולשפל באוקיינוסים – מתרחק הירח בהדרגה מכדור הארץ (כ-1 ס”מ בשנה, במקרה של הירח הנוכחי שלנו). “באופן זה יכלו ירחים קודמים לפנות מקום לירח חדש שנוצר מהתנגשות נוספת,” אומר פרופ’-משנה פרץ. “כאשר כמה ירחים סבבו את כדור הארץ באותו זמן, כוחות המשיכה ביניהם גרמו לשינוי מסלוליהם.”
“בסופו של דבר,” מוסיפה רופו, “אם הירחים הזעירים שנוצרו בדרך זו היו מגיעים לאותו מסלול היקפי סביב כדור-הארץ, סביר שבמשך מיליוני שנים הם היו מתנגשים זה עם זה ומתמזגים.” אם כן, התנגשויות חוזרות ונשנות בין ירח קודם לירח חדש סיפקו עוד ועוד חומר לירח “שלנו” עד שהגיע לגודלו הנוכחי.
פרופ’-משנה חגי פרץ מהפקולטה לפיזיקה בטכניון. קרדיט צילום : ניצן זוהר, דוברות הטכניון
אילוסטרציה של התנגשות כוכב לכת דמוי מאדים בכדור הארץ הקדום, כאשר ירח קודם כבר סבב את כדור הארץ. האילוסטרציה הופקה על ידי פרופ’-משנה פרץ תוך שימוש בצילומים (מאדים וגנימד) וציורים של NASA
מודל חדש להתפתחות של מחלת פרקינסון במחקר של מדענים מהטכניון ומהרווארד
פרופ’ סימון אנגלנדר. צילום: מיקי קורן
חוקרים מהטכניון ומהרווארד מציגים פרדיגמה חדשה להתפתחות מחלת פרקינסון. השניים, פרופ’-חבר סימון אנגלנדר מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט ופרופ’ אולה איזקסון מבית הספר לרפואה בהרווארד, מציגים ראיות לכך שהמחלה אינה מתפשטת במוח בתהליך של “הדבקה” בין תאי עצב אלא פורצת ככשל בו זמני הפוגע פגיעה נרחבת בתאי העצב.
מחלת פרקינסון היא מחלה נוירו-דגנרטיבית, כלומר מחלה הנובעת מניוון של תאי עצב במוח. למחלה, שממנה סובלים כשבעה מיליון איש ברחבי העולם, תסמינים רבים ומגוונים: פגיעה מוטורית המתבטאת בהאטה בתנועה, ברעד ובנוקשות שרירים כמו גם בהפרעות אחרות ובהן פגיעה בדיבור, עצירוּת, הפרעות שינה, מצבי רוח ירודים ועוד. על הגורם הישיר למחלה יש כיום תמימות דעים: היווצרות של צבירי חלבונים, בעיקר של חלבון בשם סינוקלין (a-synuclein), מובילה לניוון של תאי העצב (נוירונים) באזורים שונים במוח ובעיקר באזור “החומר השחור” (substantia nigra) במוח האחראי לבקרה על תנועות. עם זאת, המנגנון המוביל להצטברותם של החלבונים בצברים עדיין שנוי במחלוקת.
אחת התיאוריות הקיימות כיום גורסת כי הצטברותו של הסינוקלין מתחילה במערכת העצבים הפריפריאלית (PNS) ומשם נודדת למערכת העצבים המרכזית (CNS) בתהליך הדומה להדבקה. “תיאוריית ההתפשטות” הזאת מנומקת בפער הזמן המשמעותי – כעשר שנים – בין הופעת התסמינים הלא מוטוריים (המיוחסים לפגיעה במערכת הפריפריאלית) לתסמינים מוטוריים (המיוחסים לפגיעה בנוירונים דופמינרגיים בחומר השחור של הCNS).
הפרופסורים אנגלנדר ואיזקסון קוראים תיגר על תפיסה זו בסדרת מאמרים, שהאחרון בהם פורסם לאחרונה בכתב העת Trends in Neurosciences מקבוצת CELL. לטענתם, המחלה מייצרת כשל מערכתי באוכלוסיית הנוירונים. עם זאת, מאחר שלתאי הפריפריה אין מנגנון גיבוי כזה הקיים לתאי העצב הדומפינרגיים בחומר השחור (שגם הם רגישים ומתים בקצב גבוה), הסימפטומים המוטוריים מופיעים מוקדם הרבה יותר מהסימפטומים הלא מוטוריים.
הצטברותו של הסינוקלין נובעת מכשל בתהליכי פירוק כגון אוביקוויטינציה ואוטופגיה – תהליכים האמורים לסלק חלבונים משובשים. לדברי פרופ’ אנגלנדר, “המטרה שלנו היא להבין את המכניזם של הכשל הזה ולחקור דרכים למנוע את הצטברותו של הסינוקלין. מה שכבר ברור לנו הוא שבניגוד ל’תיאוריית ההתפשטות’ המקובלת, פרקינסון היא מחלה נוירונלית מערכתית.”
במשך שנים רבות, בגלל ההתמקדות הקלינית והמחקרית בתופעות המוטוריות האופייניות לשלבים הראשונים של המחלה, נהגו לייחס את הסימפטומים הלא מוטוריים לגורמים שאינם קשורים למחלה. כשהתברר שגם התסמינים האחרים קשורים לפרקינסון התפתחה “תיאוריית ההתפשטות”, שמסבירה את פער הזמנים בכך שהמחלה ‘נודדת’ ממערכת העצבים הפריפריאלית למערכת העצבים המרכזית.
פרופ’ איזקסון, אחד המומחים המובילים בעולם לתאי גזע עובריים ולהשתלות תאים עובריים במוח, השתיל במוחות של חולי פרקינסון נוירונים דופמינרגיים שמקורם בתאים עובריים אנושיים. התוצאה: שיפור משמעותי וממושך (יותר מעשור) במצבו של המטופל. במחקר זה התברר כי לא מתקיימת התפשטות של צבירי סינוקלין אל תאי העצב המושתלים, וכך נשללה תיאוריית ההתפשטות. ממצאים אלה קיבלו חיזוק בניסויים הביוכימיים שנערכו במעבדתה של פרופ’ אנגלנדר וכך תומכים, לדבריה, “בתפיסה שלנו, לפיה הצטברות סינוקלין בתוך התאים היא המפתח למחלה.”
שני החוקרים, המכנים את התיאוריה שלהם “תיאוריית הסף” (functional threshold theory), מסבירים כי המוח מצליח לעכב את המחלה באמצעות גיבוי של רשתות נוירונים. “המחלה מתפרצת רק כאשר אותו גיבוי אינו מצליח לפצות על תמותת התאים המצטברת. ברמת התרגום הקליני והפרמקולוגי, המודל שלנו אמור להסיט את ההתמקדות מהניסיון לבלום את התפשטות הסינוקלין מתא עצב אחד למשנהו אל ניסיון לפתח תרופות שיעצרו את הצטברות הסינוקלין תוך נוירונים בכללה. אנחנו מקווים שהסטה כזו תוביל לפיתוח טיפולים יעילים יותר.”
טקס חלוקת המלגות התקיים במעמד ראש עיריית נשר, אבי בינמו, מ”מ ראש העיר ומחזיק תיק החינוך בעירייה, יחיאל אדרי, סגן הנשיא לקשרי חוץ ופיתוח משאבים בטכניון, פרופ’ בועז גולני, ודיקן הסטודנטים בטכניון, פרופ’ בני נתן.
ראש העיר נשר, אבי בינמו: “עיריית נשר משקיעה במערכת החינוך שלה יותר מכל עיר אחרת בישראל”.
חן קרניאל שברך בשם הסטודנטים אמר: “מבחינתי המלגה היא השקעה ישירה באנשים איכותיים”.
עיריית נשר והנהלת הטכניון העניקו יחד מלגות לכ-100 סטודנטים וסטודנטיות תושבי העיר נשר הלומדים לתואר ראשון בטכניון. סכום המלגות הכולל: כ-200 אלף ₪. טקס הענקת המלגות התקיים באודיטוריום ע”ש טאוב בפקולטה למדעי המחשב בטכניון, במעמד ראש עיריית נשר, אבי בינמו, מ”מ ראש העיר ומחזיק תיק החינוך בעירייה, יחיאל אדרי, סגן הנשיא לקשרי חוץ ופיתוח משאבים בטכניון, פרופ’ בועז גולני, ודיקן הסטודנטים בטכניון, פרופ’ בני נתן.
בינמו הודה להנהלת הטכניון על שיתוף הפעולה הפורה עם עיריית נשר במגוון רחב של פרויקטים וציין כי עיריית נשר תמשיך לשתף פעולה עם הטכניון גם בעתיד. עוד אמר בינמו כי עיריית נשר שמה לה למטרה להנגיש את ההשכלה הגבוהה לכל תושב ותושבת בעיר. בינמו ציין כי נשר נמצאת במקום ה-1 בצפון וה-3 בישראל בסך ההשקעה נטו לתושב בתחום החינוך. “החינוך נמצא בראש מעיינינו. עיריית נשר משקיעה במערכת החינוך שלה יותר מכל עיר אחרת בישראל”, אמר בינמו. “מדי שנה”, ציין בינמו, “מייצרת מערכת החינוך של נשר סטודנטים פוטנציאליים רבים לטכניון, וזו ברכה שמוסד אקדמי ברמה בינלאומית נמצא בסמוך לנו”.
מקבלי המלגות עם ראש עיריית נשר, אבי בינמו, מ”מ ראש העיר ומחזיק תיק החינוך בעירייה, יחיאל אדרי, סגן הנשיא לקשרי חוץ ופיתוח משאבים בטכניון, פרופ’ בועז גולני, ודיקן הסטודנטים בטכניון, פרופ’ בני נתן. קרדיט צילום: יואב בכר, דוברות הטכניון
בדברי ברכתו לסטודנטים ולסטודנטיות אמר בינמו: “עיריית נשר מתכבדת להעניק לכם גם השנה מלגות בשיתוף הטכניון. במלגות אלה טמון רווח כפול: אנחנו גם מסייעים לכם לצלוח את שנת הלימודים האינטנסיבית ביתר קלות, וגם צועדים צעד נוסף בביסוס הקשר עם הטכניון – המוסד האקדמי המוביל במדינת ישראל. כך, בהדרגה ובנחישות אנחנו מיישמים הלכה למעשה את חזון ‘נשר עיר אקדמיה’. בהזדמנות זאת, אנו מבקשים להודות לטכניון על שיתוף הפעולה עם עיריית נשר, שמאפשר לנו להגדיל הן את סכומי המלגות והן את מספר הסטודנטים בני העיר נשר שמקבלים אותן. ולכם, סטודנטים יקרים, אנו מאחלים הצלחה בלימודים. תיהנו מההזדמנות לרכישת השכלה בטכניון, והמריאו משם מעלה”.
סגן הנשיא לקשרי חוץ ופיתוח משאבים בטכניון, פרופ’ בועז גולני הודה לראש העיר ולעירייה על המלגות ועל תמיכתה במערכת החינוך ובחינוך האקדמי והקדם-אקדמי, וציין כי בכל שנה מגדילה עיריית נשר את מספר מקבלי המלגות.
בשם הסטודנטים מקבלי המלגות ברך הסטודנט חן קרניאל, בוגר הפקולטה למדעי המחשב בטכניון, הלומד הוראת מדעי המחשב במסגרת תכנית “מבטים” בפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה. “מבחינתי המלגה היא השקעה ישירה באנשים איכותיים שיביאו למדינה ערך רב בטווח הקרוב והרחוק במגוון רחב של מישורים”, אמר קרניאל, “זו השקעה שתניב תשואות רבות בפן האקדמי, החברתי והאישי. חשוב לי להודות מקרב לב על התרומה הזו, שיש בה אמירה מאד ברורה: ההתפתחות הטכנולוגית חיונית למדינה.”
התמונות הועברו אלינו באדיבות דוברות הטכניון והן מותרות לשימוש עיתונאי ללא דרישה לתמורה בכפוף למתן קרדיט.
פרופ’ אדם שורץ מונה למשנה הבכיר לנשיא הטכניון. אדם השלים תואר ראשון באוניברסיטת בן גוריון ותואר שני ושלישי באוניברסיטת בראון בארה”ב. מחקריו מתמקדים בתהליכים אקראיים, וביישומיהם באופטימיזציה של רשתות מחשב. הוא חבר סגל בפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי בטכניון מאז שנת 1984 ומחזיק הקתדרה להנדסה ע”ש ג’וליוס וברניס ניימן. בשנים 2010-2013 כיהן פרופ’ שורץ כדיקן הפקולטה להנדסת חשמל בטכניון.
בהיותו דיקן ייסד פרופ’ שורץ את המרכז להנדסת מחשבים בטכניון (TCE) יחד עם פרופ’ אלי ביהם, אז דיקן הפקולטה למדעי המחשב בטכניון.
פרופ’ שורץ שימש חבר בכמה מערכות של כתבי עת מדעיים והיה שותף לוועדה של הטכניון למיזם עם אוניברסיטת קורנל בעיר ניו יורק. בשנים 2012-2013 שימש חבר הוועד המנהל של מכון טכניון-קורנל ע”ש ג’ייקובס בניו יורק, ולאחרונה סיים כהונה בת שלוש שנים כראש המכון. בתוקף תפקידו כמשנה הבכיר לנשיא ישמש פרופ’ שורץ כיו”ר הוועד המנהל של מכון ג’ייקובס.
פרופ’ אדם שורץ מחליף את פרופ’ משה סידי, שכיהן בתפקיד המשנה הבכיר לנשיא מאז אוקטובר 2013. פרופ’ סידי מסיים תשע שנים (כמעט רצופות) כחבר הנהלת הטכניון ויחזור לעסוק במחקר במסגרת שבתון בארה”ב.
בהיותו דיקן ייסד פרופ’ שורץ את המרכז להנדסת מחשבים בטכניון (TCE) יחד עם פרופ’ אלי ביהם, אז דיקן הפקולטה למדעי המחשב בטכניון.