نانو وردي-أزرق-أبيض

ينظر مدراء مؤتمر تكنولوجيا النانو لعام 2014، الذين يمثلون مزيجًا من الأوساط الأكاديمية / الحكومية / الصناعية، إلى الوراء بارتياح ومليئين بالتفاؤل بشأن ما سيحدث في المستقبل في واحدة من أهم مجالات البحث والصناعة الإسرائيلية

بقلم: ناحوم دونيتزا وليمور هيرشفيلد

تكنولوجيا النانو. فكم من السحر والوعد موجود في هذا المجال، وهو أحد أكثر مجالات البحث والصناعة رواجًا في العالم اليوم ومحركًا مؤثرًا للغاية للنمو الاقتصادي. تقوم الأكاديمية بتطوير الأبحاث الرائدة وتقوم الصناعة بترجمة الأبحاث إلى تطبيقات في هذا المجال - والتي تمس كل مجال من مجالات حياتنا تقريبًا - الطب والأمن والملابس والجودة البيئية والإلكترونيات والمزيد. وفي هذا المجال أيضاً، تتمتع إسرائيل بنجاح عالمي وتعتبر قوة تصدر أبحاثاً رائدة في العديد من مجالات تكنولوجيا النانو. النجاح الذي يوضح أكثر من أي شيء آخر قوة رأس المال البشري الموجود في إسرائيل والذي يتمكن من الازدهار حتى مع التمويل المنخفض نسبيًا.

وبعض الأرقام: تم استثمار 300 مليون دولار إجمالاً من المصادر الحكومية والجامعات في السنوات التسع الأخيرة في صناعة تكنولوجيا النانو الإسرائيلية، مما أدى إلى نتائج مبهرة: وفقًا لبيانات اللجنة الوطنية لتكنولوجيا النانو - INNI، في السنوات الست التي مرت منذ إعلان تكنولوجيا النانو كمشروع وطني ذو أولوية، 206 ″قصص نجاح على شكل شركات ناشئة جديدة. تم تقديم 860 براءة اختراع للتسجيل حتى نهاية عام 2012، تمت الموافقة على 270 منها ونفذ 830 تعاونًا بين أكاديمية الصناعة الإسرائيلية (المحلية والأجنبية).

في هذه السنوات، سجل المجال أيضًا إنجازات أكاديمية مهمة: هاجر 101 عالمًا مشهورًا عالميًا إلى إسرائيل وتم قبولهم كأعضاء هيئة تدريس جامعيين، وبلغ عدد العلماء المبتدئين في هذا المجال (بما في ذلك درجة الدكتوراه) 220، وعدد طلاب الدكتوراه يبلغ عددهم حوالي 750 شخصًا، ويبلغ عدد طلاب درجة الماجستير حوالي 850 شخصًا. تم نشر أكثر من 7500 مقالة علمية في السنوات الست، وكان حوالي 1500 منها نتيجة للتعاون بين الجامعات. لقد كان هناك أيضًا نجاح كبير في مجال التكنولوجيا التطبيقية: هناك 120 شركة نانو مسجلة حاليًا في INNI، تعمل في مجالات متنوعة وتستخدم الميزات الفريدة لتكنولوجيا النانو لتحسين منتجاتها الحالية ودخول مجالات جديدة. هناك حوالي 15-20 شركة كبيرة نسبيًا تعمل في هذا المجال، مثل Elbit، وRafael، وPelsan، وTAA، وApplied Materials، وIntel، وVulcan، وKeter، و Israel Chemicals، والتي تركز جزءًا من نشاطها على مجال النانو.

وتظهر الشركات الأخرى المتوسطة والصغيرة (الشركات الناشئة) قدرات فريدة في مجال تكنولوجيا النانو وتعزز التطبيقات الرائدة في مجالات التكنولوجيا التي طورتها أو اكتسبتها. ومن المفترض أن ينمو هذا الجزء في السنوات القادمة بسبب تقنيات النانو التي وصلت إلى مرحلة النضج وتبحث عن تطبيقات صناعية.

وفقًا لدان ويلنسكي، عضو INNI وشخص مخضرم ومحترم في مجال التكنولوجيا الفائقة، على الرغم من أن نطاق الصناعة في إسرائيل لا يزال ضئيلًا ويقدر ببضعة ملايين، فمن المتوقع أن يصل نطاق الصناعة العالمية إلى أكثر من تريليون دولار من المنتجات والخدمات المعتمدة على النانو في غضون خمس سنوات. "يبدو من استطلاعنا السنوي أن إسرائيل ستكون لاعبا مهما في تطوير المنتجات ذات القيمة المضافة العالية التي سيتم دمجها في الصناعات العالمية الرائدة وسيتم إنتاج جزء منها في إسرائيل على أساس المعلومات والتكنولوجيا التي تم تطويرها هنا، وخاصة من قبل المؤسسات البحثية التي تعد من رواد العالم في مجال البحث والتطوير. نحن نسير على الطريق الصحيح لجعل إسرائيل قوة رائدة في مجال تكنولوجيا النانو".

في عام 2005، تقرر إنشاء مجال النانو في إسرائيل كمشروع ذو أولوية وطنية مهمته إنشاء البنية التحتية البحثية والمادية في 6 جامعات حيث سيتم إجراء الأبحاث التي سترتكز عليها الصناعة القائمة على تكنولوجيا النانو في إسرائيل. . انتهى البرنامج الوطني الأول في نهاية عام 2011. وفي ضوء النجاح الكبير الذي حققه، قرر القائمون على البرنامج إقامة برنامج وطني ثان مدته 5 سنوات في الأعوام 2012-2016.

من جميع أنحاء العالم لحضور مؤتمر النانو الدولي الرابع، من المتوقع أن يصل أكثر من ألف مشارك هذا العام، بما في ذلك الشركات وأصحاب رؤوس الأموال والصناديق الخاصة والمستثمرين من المؤسسات والشركات وصناع القرار الحكوميين، الذين سيركزون على الابتكارات والأخبار. الذي يقدمه مجال النانو. على شرف مؤتمر النانو الدولي، اجتمعنا رؤساء المؤتمر الثلاثة الذين يمثلون الجمع بين الأوساط الأكاديمية - الحكومية - الصناعية: البروفيسور أوري سيفان، أحد مؤسسي معهد راسل بيري لتقنية النانو في التخنيون وأستاذ في كلية الفيزياء. رافي كوريات، أحد كبار الصناعيين في إسرائيل والمسؤول عن التعاون التجاري والأكاديمي في اللجنة الوطنية لتقنية النانو (INNI) ونافا سيفيرسكي سوفير، مستشارة دولية في مجال تسويق التكنولوجيا وشريك مؤسس للمنتدى الدولي لتسويق التكنولوجيا.

ما مدى تغير عالم النانو في العامين الماضيين، منذ المؤتمر الأخير؟

البروفيسور سيون: "يوضح المؤتمر الرابع في العدد الأهمية الكبيرة التي يوليها هذا الموضوع في كل من الأوساط الأكاديمية والصناعة. بالإضافة إلى ذلك، يوضح المؤتمر مكانة إسرائيل في العالم من حيث قائمة المحاضرين الدوليين الذين سيصلون. ويوضح المؤتمر مدى النضج الذي وصل إليه هذا المجال. مرور 10 سنوات على إنشاء المركز الأول في التخنيون ومنذ ذلك الحين تم إنشاء مراكز في جميع أنحاء البلاد. مجال يضم عدة مئات من الباحثين في الأوساط الأكاديمية والصناعية مع عدد كبير من الطلاب.

سيفيرسكي سوبر: "لقد بدأنا نرى المزيد من المنتجات في السوق، والأشياء التي كانت تبدو في السابق وكأنها خيال علمي أصبحت الآن حقيقة. وبعد نجاح المفهوم في المؤتمر السابق، سنقدم مرة أخرى هذا العام نماذج تكنولوجية - تجعل الأفكار العلمية في متناول الجميع وتجعلها إنجازات علمية ملموسة يمكن استخدامها لجعل حياتنا أفضل وأكثر راحة. وفي السنوات الست الأولى، ساعد البرنامج مراكز الأبحاث على ترسيخ مكانتها كقادة في مجالها في العالم، وهي الآن بحاجة إلى التحرك نحو تعزيز معايير التسويق: إنشاء براءات الاختراع وتسويق براءات الاختراع."

بعد فوز الإسرائيليين العديد من جوائز نوبل في مجالات العلوم، وفي مواجهة الادعاءات بأن الشباب الإسرائيليين لم يعودوا يذهبون إلى الدراسات العلمية، ما هو الوضع في مجال تكنولوجيا النانو؟

البروفيسور سيون: "عادة، يتم دراسة تكنولوجيا النانو كجزء من الدرجات العلمية المتقدمة، ويقوم الطلاب بالتصويت بأقدامهم. مجالات البحث المتعلقة بعلم النانو وتكنولوجيا النانو تثير خيال الطلاب وتجذب الطلاب المتفوقين من مجموعة واسعة جدًا من التخصصات الهندسية والعلمية.

في دراسات العلوم والهندسية، يعتبر هذا المجال نشطًا ومبتكرًا، ومعظم المؤسسات لديها مناهج دراسية توفر تعليمًا منظمًا ومتعدد التخصصات.

كوريات: "نحاول دمج الدراسات المتعلقة بتكنولوجيا النانو في المدارس الثانوية. على سبيل المثال، برنامج تيمبوس الأوروبي الذي تشارك فيه إسرائيل كشريك في إعداد مناهج للجامعات والذي سيكون عونا كبيرا للمدرسين حول كيفية تدريس تكنولوجيا النانو لطلاب المدارس الثانوية، سيسمح للطلاب بالتعرض المبكر. عليك أن تتذكر أن الأساس الأساسي هو الفضول دائمًا. الفضول يبدأ في سن مبكرة جدًا. من المستحيل الاقتراب من صبي أو فتاة تتراوح أعمارهم بين 17 و 18 عامًا وعرض عليهم الدخول إلى مجال غير مألوف لهم تمامًا. أبعد من ذلك هناك أيضًا التركيز على التفاصيل، والتي تعد بالطبع جزءًا لا يتجزأ من البحث العلمي. نحن في عالم حيث كل شيء أصبح "الآن وبسرعة"، وهناك أيضًا ميل لاستكشاف الأشياء بشكل جانبي بدلاً من التعمق فيها. إذا لم نستوعب طريقة التفكير العلمي منذ الصغر، فلن تحدث الأمور من تلقاء نفسها.. للمساعدة في هذه العملية، في المؤتمر القادم سيتم دعوة 200 طالب متفوق للدخول في المؤتمر مجانا. الطلاب الذين يتخصصون في العلوم المختلفة هم من عينة واسعة وتمثل طلاب المدارس الثانوية بما في ذلك المدارس الطرفية والعربية، وسوف يطلعون على جميع المحاضرات والمحتوى في المؤتمر.

هدفنا هو السماح لجيل الشباب بالتعرف مبكرًا على مجال مبتكر ورائع وجذب الأفضل الذين سيصبحون جيل المستقبل من العلماء في مجال تكنولوجيا النانو. سيفرسكي سوفير: "كان أحد أهداف البرنامج الوطني هو إعادة كبار العلماء إلى المراكز في إسرائيل، وكما رأينا في بيانات INNI، تم إعادة استيعاب أكثر من 100 عالم في معاهد النانو في إسرائيل، بدلاً من 12 عالمًا كما كان مخططًا له" يجب إعادته.

ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أنه في مجال النانو على وجه التحديد هناك العديد من الباحثين الشباب... بشكل عام، أعتقد أنه يجب العثور على الأساس بالفعل في مناهج التعليم الابتدائي. من المهم إثارة اهتمام الأطفال وشرح لهم أن العلم هو كل ما يحدث حولنا: الطبخ والأفعوانيات وجميع أنواع الاختراعات الرائعة التي نقرأ عنها في الصحف. هناك برامج للتميز والتقدم العلمي، وشبكة ORT لديها برامج جميلة جداً في مجال النانو، وهناك برامج وطنية. أتمنى أن يستمتع الطلاب الذين يأتون إلى مؤتمر النانو القادم للمرة الأولى ويتحمسون ويغادرون بشيء يجعلهم يبقوا في مجالات العلوم والابتكار." البروفيسور سيون: "يحقق البرنامج الوطني الإسرائيلي نجاحا هائلا وليس بكميات كبيرة جدا. تم إنشاء مجتمع تربطه علاقات وثيقة داخل المؤسسات نفسها، وتم كسر الأسوار التي كانت تفصل بين التخصصات المختلفة مثل علوم الحياة والعلوم الفيزيائية والهندسة. لقد عززت ممارسة تكنولوجيا النانو العلاقة بين الصناعة والأوساط الأكاديمية كما انعكس ذلك في الجمع الفريد بين الاثنين في مؤتمر النانو إسرائيل.

هل لا يزال السوق الآسيوي هو الأكثر تطوراً؟ كيف لا تتمكن أوروبا وأميركا من سد الفجوة؟ وأين مكانة إسرائيل في العالم؟

كوريات: "تستثمر إسرائيل مبلغًا كبيرًا نسبيًا من المال، لكنه قليل جدًا مقارنة ببقية دول العالم. أقل من عُشر ما يُستثمر في الدول المتقدمة. وعلى الرغم من ذلك، فإن إسرائيل تفشل على مستوى عال بفضل القدرة البشرية. أما السوق الآسيوي فلا يزال الأكثر تطوراً من حيث التطبيق لأنه لا يوجد خوف من التنظيم وهناك انفتاح على موضوع النانو. كما تتطور الأسواق الصينية والهندية. إن النانو مجال استراتيجي ومحرك نمو مهم وقوي."
يكتب سيفيرسكي: "تمثل الصين والهند وحدهما أكثر من ثلث سكان العالم. هذه أسواق ضخمة يبلغ حجمها عدة أضعاف حجم الأسواق الأمريكية. وحتى لو كانت نسبة النخبة التكنولوجية والتعليمية اليوم أقل، إلا أن الأعداد لا تزال كبيرة والنسبة في تزايد أيضًا. الدول التي يتسارع تطورها، وقررت على المستوى الحكومي التقدم والتخصص في مجالات العلوم والتكنولوجيا. إن تكنولوجيا النانو، التي يُنظر إليها على أنها علم فتي، تستفيد فقط من هذا الوضع. إنها تتلقى الاستثمار وتدفع للأمام وتظهر النتائج خلال 15 عامًا وليس عقودًا عديدة. هناك نظرة إلى الشرق سواء على المستوى العلمي أو على مستوى التعاون التجاري مع أطراف رفيعة المستوى".

كوريات: "هناك أبحاث عظيمة، ولكننا نرغب في تسريع التنفيذ - كيفية تحويل البحوث إلى صناعة. إسرائيل قوية في هذا المجال المتعدد التخصصات. من المهم أن نلاحظ أن الصينيين والهنود يكنون تقديرًا كبيرًا للإسرائيليين، فهم يأتون إلى هنا ومن السهل نسبيًا إقامة علاقات معهم من أجل النفوذ المتبادل. هل تؤثر القرارات الأخيرة التي اتخذتها الهيئات الأوروبية بمقاطعة إسرائيل، ومعها الإضرار بالمنح البحثية المقدمة لإسرائيل، على عالم النانو الإسرائيلي؟ كوريات: "السوق الأوروبية هي الأهم بالنسبة لإسرائيل. بشكل رئيسي ألمانيا وفرنسا وإسبانيا (الجزء الباسكي) - هناك دائمًا وفود. إذا كان هناك ضرر للتمويل الأوروبي، فإن النانو الإسرائيلي سوف يتضرر أيضا". سيفيرسكي-سوفير: "إن وقف التمويل الأوروبي سيكون قاتلاً، ليس فقط في مجال تكنولوجيا النانو. الاتحاد الأوروبي هو المصدر الأول لتمويل البحث الأكاديمي في إسرائيل. إذا لم نكن في الاتحاد الأوروبي، فسوف نتضرر من حيث التعاون والتخصيب المتبادل، وليس فقط من الناحية الاقتصادية.

ما هو الاتجاه الذي يمكنك أن تضع أصبعك عليه باعتباره الاتجاه الذي سيقود تكنولوجيا النانو في المستقبل القريب؟

سيفيرسكي-سوبر: "طب النانو - لأن الجميع يريدون توصيل الأدوية بطريقة مستهدفة إلى "المكان المناسب" في الجسم بفعالية أفضل، واستخدام مواد جديدة وأكثر فعالية. إن ما يميز تقنية النانو هو استخدامها من الأسفل إلى الأعلى - بدلاً من التحقق من الخارج إلى الجسيم الموجود في الداخل، في النانو يمكنك البناء من الجسيم الصغير إلى الأعلى." كوريات: "أوافق بالتأكيد. وتحتل إسرائيل موقعاً على المستوى الدولي. وتأتي الوفود من جميع أنحاء العالم. إن الأوساط الأكاديمية آخذة في التقدم، تليها الصناعة التي تحاول تطبيق الأبحاث. تعتبر التطبيقات في الوقت الحالي بسيطة نسبيًا، حيث تعمل على ترقية المنتجات الحالية؛ على سبيل المثال: تغيير الزي الرسمي إلى زي أخف ومضاد للبكتيريا، وما إلى ذلك. ففي الطب، على سبيل المثال، اكتسب طب النانو زخمًا كبيرًا. أعتقد أننا سنرى العديد من قطع الغيار لجسم الإنسان المبنية بتقنيات النانو. البدائل والأعضاء والمحاليل الطبية”.

البروفيسور سيون: "سوف تستمر الاستخدامات الحالية في بناء الإلكترونيات والبصريات المصغرة في التطور. أحد الأسئلة المثيرة للاهتمام هو المنافسة بين تكنولوجيا السيليكون، التي تستخدم بالفعل أجهزة النانومتر اليوم، والتقنيات الأقل تطورًا التي تعتمد على مواد أخرى ذات خصائص مدمجة متفوقة ولكن قدرتها على الاندماج في الدوائر المعقدة غير موجودة. من الممكن أن يتم العثور على حلول في مزيج من الاثنين، ومن الممكن أن يؤدي التقدم في البناء الذاتي (الاتصال التلقائي لوحدات بناء النانومتر لإنشاء هياكل معقدة) إلى طرق إنتاج جديدة في المستقبل.

ليس هناك شك في أن مساهمة تكنولوجيا النانو في الطب والأبحاث في علوم الحياة سوف تستمر في تقديم ابتكارات ملهمة في توجيه الأدوية إلى مواقع محددة وإطلاقها الخاضع للرقابة، وفي هندسة الأنسجة، وفي التشخيص، وفي تطوير الطب الشخصي . من وجهة نظر تاريخية، كانت العصور المختلفة مرتبطة دائمًا بمواد جديدة فتحت إمكانيات جديدة. العصر الحالي مثلا يعتمد على السيليكون ومن الصعب أن نتصور الثورة التي نشهدها بدونه، فحتى الآن تم توفير الخصائص المختلفة التي توفرها المواد المختلفة، ولكن القدرة على المعالجة والتحكم في هندسة المادة في وتسمح أبعاد النانومتر بتخطيط خصائصه بناءً على شكله وحجمه وليس تركيبه الكيميائي فقط. فالذهب مثلاً، المعروف بمادة خاملة، يصبح مادة فعالة بأبعاد نانومترية، ويدخل اليوم في تفاعلات كيميائية مشجعة. ولذلك فإن الجوانب النانوية لعلم المواد سوف تستمر في توفير المواد ذات الخصائص المتفوقة والأكثر صداقة للبيئة. لقد تأثرت العديد من جوانب حياتنا بالفعل بتقنية النانو اليوم، وسوف تستمر هذه الجوانب وتتوسع. أحد الأسئلة المثيرة للاهتمام هو إلى أي مدى سنتعلم استخدام هذا البناء الذاتي الذي ذكرته سابقًا. هذه القدرة، التي تستخدمها الطبيعة، ستفتح إمكانيات بعيدة المدى."

كوريات: "في مجال تكنولوجيا النانو، نحاول التعلم من التجارب السابقة، حيث كانت لإسرائيل ميزة في مجال الإلكترونيات الدقيقة وفشلنا في الاستفادة الكاملة من هذه الميزة. في مجال تكنولوجيا النانو، وفي نفس الوقت الذي نعمل فيه على تسريع البحث الأكاديمي، فإننا نعمل بتصميم على تحقيق اختراقات في التطبيقات الناشئة في الأوساط الأكاديمية وفي نفس الوقت نعرض جيل الشباب على هذا المجال بالفعل الآن، بحيث يكون بمثابة نقطة جذب ودافع قوة لتسريع الريادة في مجال تكنولوجيا النانو، وهو مجال مهم واستراتيجي واقتصادي."