מדען אורח פרופ' גבי סרוסי

חסל סדר חוטים ומעבדים וכפתורים: הטכנולוגיה של העתיד לוקחת דוגמה מאימא טבע, והיא מעבר לפינה.
X זמן קריאה משוער: 4 דקות

מהי, לדעתך, פריצת הדרך המשמעותית או המסקרנת ביותר שנעשתה בתחום המחקר שלך בשנים האחרונות?‬‬‬‬

מחקר הננו-פוטוניקה, המתמקד בפן האופטי של הננו-טכנולוגיה, הוא תחום יחסית צעיר אך הצובר תאוצה בעשורים האחרונים. פריצת הדרך המשמעותית התרחשה לפני כעשרים שנה וככל פריצות הדרך הגדולות, היא היתה גם פריצת דרך מחשבתית. עד אז המדע התעלם מחלקיקים הקטנים מאורכי הגל של האור, משום שהעריכו שאור מוחזר או מסונן רק באמצעות מבנים הגדולים מאורך הגל ושהוא אינו מושפע מחלקיקים ננומטריים. אך למרבה ההפתעה, התגלה שלחלקיקים מסוימים הקטנים משמעותית מאור הגל יש אינטראקציה עם גלי האור. כתוצאה מכך התחלו להבין מדוע זכוכיות צבעוניות (ויטראז'ים), פרפרים וחרקים אחרים נראים צבעוניים מבלי שהם יכילו כלל פיגמנטים של צבע.

הויטראז'ים, כנפי הפרפרים ונוצות הטווסים המרהיבים בצבעוניותם, כל אלה ועוד נראים לעין לא כתוצאה מפיגמנטי צבע הנמצאים בהם, אלא מסיבה אחרת ומעט משונה: הם מכילים מיקרו-מבנים, חלקיקים ננומטרים היוצרים אינטראקציה עם אור. כך שהאלקטרונים החופשיים של החלקיקים הללו מתחילים לנוע בתהודה עם הקרינה הפוגעת בהם. לפעמים התופעה מתרחשת בתדר הזהה לזה של גלי אור מסוימים ואז, התמזגותם של גלים אלה עם גלי האור החיצוני יביא ל"עצירתם" של השניים, כלומר נקבל "גל עומד": אור כלוא שאינו זז לשום מקום. כיוון שהננו-מבנים כולאים רק חלק מהאור, תדרי אור של צבעים מסוימים בכל זאת מוחזרים לעין.

מעבר להבנת התופעה של הצבעים, יש לפריצת הדרך הזו, המוכרת כיום תחת השם "פלסמוניקה", השלכות משמעותיות גם בעולם הטכנולוגי. כי ברגע שהבנו שלננו-מבנים יש השפעה על האור, ניתן היה להתחיל לחקור איך מייצרים מבנים מלאכותיים באופן שיירתמו את האור לטובתנו.

ניקח לדוגמה לוחות סולאריים המשמשים להפוך אור לחשמל. באמצעות ננו-מבנים עשויים מתכות שונות (כמו זהב וכסף) אנחנו מסוגלים לגרום ללוח לכלוא יותר אור וכך להגביר את הנצילות שלו משמעותית.

מהו המחקר שמעסיק אותך בתקופה זו?‬‬‬‬

המחקר שאני מוביל עם קבוצה גדולה של מדענים בארץ, מפתח טכנולוגיית פלזמוניקה בה אנו מפתחים אמצעי ראיית לילה שטרם נראו כמותם. החזון הוא לייצר משקפיים קומפקטיים כמשקפי ראייה, במשקל של פחות מחמישים גר' עם סוללה קטנה של כ 20 וולט שתספיק ללילה שלם. התוצאה הסופית היא תמונה הדומה לזו שמייצרים אמצעי ראיית הלילה הכבדים והמסורבלים. מה שיאפשר זאת הינו ציפוי שכבות בעובי ננומטרי. בשכבה אחת אנחנו משתמשים בחומרים (ננו-קולואידים) שיודעים לבלוע קרינה אינפרה אדומה ולייצר חשמל בתגובה. הבעיה היא שספיגת האור מאוד חלשה וכאן נכנסים לתמונה הננו-חלקיקים ומבנים פלסמוניים, המאפשרים ליותר אור להיבלע בננו-קולואידים. נושאי המטען החשמלי מועברים לשכבות נוספות, אשר מייצרות אור נראה לעין באמצעות טכנולוגיית OLED (חומר אורגני הפולט אור כאשר עובר דרכו זרם חשמלי- טכנולוגיה הנכנסת כיום לתעשיית מסכי הסלולר והטלוויזיה). שכבה נוספת ממקדת על רשתית העין את קרני האור הנפלטים מה-OLED כדי שהתמונה שתתקבל תהיה חדה וממוקדת.

כיצד אתה רואה את העתיד של תחום המחקר שלך?

העתיד של תחום המחקר שלי הולך בכיוון של טכנולוגיה ללא רכיבים אלקטרוניים מסורבלים, כזו שתהיה דומה יותר למכונות ביולוגיות בעולם החי והצומח. חסל סדר חוטים ומעבדים וכפתורים שתופסים נפח ומשקל רב. הכיוון הוא טכנולוגיה שתפעל על בסיס תקשורת בין חומרים שונים שקיימים בטבע, מולקולות שבפעולתן אנחנו נשלוט, ננו-רכיבים מלאכותיים ועוד.

טכנולוגיה שכזו תפעל באופן יעיל וחלק יותר עם האדם ותוכל לסייע לו להתגבר על מגבלות שכיום אנו לוקחים כמובן מאליו, כמו למשל המגבלות שגוזרים עלינו חושינו. המשקפיים שאנו מפתחים כיום, למשל, הם דוגמה להתקן ללא רכיבים אלקטרוניים שתוך שימוש בעקרונות פיסיקאליים בסיסיים, מסוגלים למלא פונקציות שיעצימו את חוש הראיה. בעתיד זה עשוי אף להיות עדשות ראיה ואני מאמין שרכיבים מהסוג הזה יאפשרו גם לראות למרחק רב, להבחין בצבעים בחושך, ואף לראות דרך חומרים מסוימים שבעין בלתי מזוינת נדמים אטוּמים.

מהו ההסבר האלגנטי, העמוק או היפה ביותר בעיניך לתופעה כלשהי?

ישנה נוסחה אחת המסבירה הרבה מאוד דברים בעולם הפיסיקאלי, והיא משוואת שרדינגר. אלקטרונים באטומים שונים נבדלים זה מזה בקרבתם לגרעין האטום ובמסלול שבו הם נעים. הבדלים אלה אחראיים למעשה על התכונות הבסיסיות ביותר של החומר וקובעים, בין השאר, האם (ועד כמה) הוא יהיה מוליך חשמל וחום, האם הוא יהיה שקוף או אטום למראה ועוד תכונות רבות. המורכבות הפיסיקאלית שמאפשרת את כל התכונות הללו נפרשת לנגד עינינו באמצעות כלי אלגנטי אחד, משוואת שרדינגר: משוואה פשוטה יחסית, שפותחה לפני כשמונים שנה, המתארת את הרמות האנרגטיות במערכות קוונטיות, כלומר, את תנועתם והתנהגותם של החלקיקים האלמנטריים באטום.

לגבי מה אתה אופטימי?

כמות האינפורמציה בכלל וזו המדעית בפרט גדלה בימינו במידה אקספוננציאלית, אבל הכושר האנושי לעיבודו וללמידתו נשארו אותו דבר. האבולוציה, כמו תמיד, לא עומדת בקצב הטכנולוגיה ובכל הקשור להתפתחות המדעית, יש בכך בעיה. משום שככל שהמדע נעשה מורכב יותר, כך הידע של המומחים מעמיק בתחום ספציפי ומצומצם, ונעשה קשה יותר לחבר בין דיסציפלינות שונות, חיבור המהווה מפתח לפריצות דרך ממשיות.
מה שאנו זקוקים לו, לפיכך, הוא אינטגרטור. באופן אידיאלי, האינטגרטור היה אדם שמבין כל מה שיש לדעת בכל תחום אפשרי. אבל עד שיהיה ניתן ללמד את המוח באופן מלאכותי ובזמן קצר מה שלוקח לאדם ללמוד באופן טבעי במשך זמן חיים, נצטרך להתפשר על עומק ההבנה במגוון התחומים. אבל אני חושב שעם הזמן, נפנים את חשיבות האינטגרטורים, שיהיו שילוב של יכולות אנושיות וטכנולוגיות, וככל שנצליח לחבר בין דיסציפלינות באופן עמוק יותר, נהיה עדים לפריצות דרך שישנו סדרי עולם.

מחשבה זו התפרסמה באלכסון ב


תגובות פייסבוק

3 תגובות על פרופ' גבי סרוסי

01
יובל אלוני

מה כבר יכול להיות יותר נעלה וראוי מאשר אנשים המשקיעים את חייהם וכל אשר להם בהרחבת הדעת האנושית .ובהרחבת רווחת האדם. תבורכו

02
ניר חיט

היה לי הכבוד לעבוד אתך בתחום שונה אך ללא ספק גבי אדם נעים ורציני , מדהים וכבוד גדול היה לקחת חלק במסע אתך , איש אשכולות . נ.ח.

03
ד"ר גורגי-ארדיטי רינה

גבי בתחום המדעי אתה איש אשכולות.כל הכבוד!!!! ישר כוח
ובתחום האישי אתה בן -אדם במלוא מובן המילה.!!!!
שילוב נהדר של השניים.
מאחלים לך הצלחה בכל דרכיך .
אוהבים אותך וגאים בך:גיל, מיכל ,הילה,ורינה ארדיטי.