פרס החברה האמריקנית לכימיה יוענק לנשיא הטכניון, פרופסור יצחק אפלויג

פרס החברה האמריקנית לכימיה ע”ש פרדריק סטנלי קיפינג, יוענק לנשיא הטכניון, פרופסור יצחק אפלויג. זו הפעם הראשונה שכימאי ישראלי זוכה בפרס, שהוא החשוב בעולם בתחום הכימיה של הסיליקון ומוענק אחת לשנתיים. החברה האמריקנית לכימיה היא הארגון הגדול והחשוב בעולם בתחום הכימיה, עם כ-200 אלף חברים. הפרס יוענק לנשיא הטכניון בחודש מארס 2010, במסגרת הכנס החצי-שנתי של החברה, שיתקיים בסן פרנסיסקו.

הפרס הוענק לפרופסור אפלויג על “הישגיו פורצי הדרך, הניסיוניים והתיאורטיים, בחקר הכימיה של הסיליקון, ובעיקר על תרומותיו להכנת והבנת התנהגותם של חומרים בעלי קשרים מרובים (כפולים ומשולשים) לסיליקון”. רבים סברו שחומרים אלה לא יכולים להתקיים, ופרופסור אפלויג היה מהראשונים לנבא תיאורטית את אפשרות קיומם ולאחר מכן – לסנתז ולחקור את תכונותיהם.

כמו כן תרם פרופסור אפלויג תרומה מרכזית לחקר הכימיה של חומרי ביניים בעלי פעילות גבוהה המכילים סיליקון. השילוב המיוחד במחקריו – של שיטות ניסיוניות ושיטות תיאורטיות המבוססות על תורת הקוונטים, הובילו להבנה מעמיקה של ההבדלים הגדולים והמפתיעים בתכונות ובהתנהגות של תרכובות פחמן וסיליקון (יסודות השייכים לאותה משפחה במערכת המחזורית ושהיה צפוי שיתנהגו באופן דומה). מחקריו של פרופסור אפלויג פרצו דרך לתחומים חדשים וקבוצות רבות בעולם חוקרות כיום בנתיבים שהוא פרץ.

לפני כשנתיים זכה פרופסור אפלויג בפרס “וואקר”, הפרס השני בעולם ביוקרתו ובחשיבותו בתחום הכימיה של הסיליקון, לצד פרס קיפינג. הוא זכה בפרס על “תרומותיו החלוציות ופורצות הדרך להבנה של המבנה, התכונות והתגובות של תרכובות אורגנו-סיליקון”.

תרכובות אורגנו-סיליקון אינן מצויות בטבע והן כולן יציר כפיו של האדם. התרכובות הראשונות ממשפחה זו הוכנו לראשונה במעבדה לפני כ-70 שנה, מתוך עניין אקדמי טהור, כשהחלוץ בתחום היה פרדריק סטנלי קיפינג, אולם מיד כשהתגלו תכונותיהן המעניינות הן עוררו עניין רב גם בתעשייה. לסיליקונים (Silicones), אחד החומרים החשובים ממשפחת החומרים האורגניים המכילים סיליקון, תכונות חשובות וייחודיות, כמו אטימות גבוהה למים (ולכן הם משמשים לשימור מבנים וכחומרי איטום), חוסר תגובה של גוף האדם אליהם (ולכן הם נפוצים במוצרי קוסמטיקה, בשתלים למיניהם ובחומרים המוחדרים לגוף, כמו קטטרים ועירויים), עמידות יוצאת דופן לתנאי מזג אוויר קשים ולשינויי טמפרטורה קיצוניים. כדוגמא, המגפיים שנעל ניל ארמסטרונג, האדם הראשון שצעד על הירח, היו עשויים מגומי סיליקון, שהוא החומר היחיד הידוע לאנושות שיכול היה לעמוד בתנאים הקיצוניים שעל פני הירח.

תרומתו הייחודית של פרופסור אפלויג מתבטאת בהכנסת הכימיה החישובית לתחום חשוב זה ושימוש בחישובים תיאורטיים המבוססים על תורת הקוונטים, כדי לנבא מראש את תכונותיהם של חומרים הכוללים סיליקון שלא היו ידועים, ובהצעת דרכים להכנתם. נשיא הטכניון וקבוצת המחקר שלו בטכניון הסבירו, למשל, מדוע לא ידועים חומרים עם קשרים כפולים או משולשים בין אטום סיליקון לאטומים אחרים, דבר נפוץ מאוד בכימיה של פחמן ובחומרי טבע רבים, בניגוד לציפייה שההתנהגות של תרכובות פחמן וסיליקון תהיה דומה. יתירה מכך – החישובים התיאורטיים של פרופסור אפלויג וקבוצתו הצביעו על דרכים ותנאים שיאפשרו בכל זאת להכין תרכובות עם קשרים כפולים לאטום סיליקון. הקבוצה צעדה צעד חשוב נוסף והכינה את התרכובות האלו במעבדות הטכניון ובכך פתחה פתח להכנת תרכובות סיליקון חדשות, שלא היו קיימות עד כה. תרכובות אלו יכולות לשמש בסיס להכנת חומרים ופולימרים חדשים בעלות תכונות ייחודיות.

פרופסור אפלויג הוא מחלוצי השימוש בחישובים המבוססים על תורת מכניקת הקוונטים לניבוי תכונותיהם הפיסיקליות והכימיות של חומרים ובמשך שנים רבות “צעד נגד הזרם” בתחום זה, שכן מדובר בחישובים מסובכים מאוד שמעטים האמינו ביכולתם לנבא נכונה את תכונותיהם המורכבות של חומרים. יישום החישובים לתחום הכימיה של הסיליקון היה מוצלח במיוחד והביא להישגים מרשימים אשר שכנעו את הקהילה המדעית ביתרונותיהם ובאפשרות ליישמם וכיום כימאים משתמשים בכלים חישוביים אלה באופן שוטף במחקריהם, כולל בתעשיית התרופות בחיפוש אחר תרופות חדשות.

בתמונה: נשיא הטכניון, פרופסור יצחק אפלויג