בחזית המיקרוסקופיה העולמית

כנס Umbrella הישראלי-גרמני התקיים השנה בישראל בהובלת הטכניון. ההרצאות והדיונים התמקדו בהישגים ובאתגרים בתחום מיקרוסקופיית האלקטרונים ובשיטות חשובות נוספות לאפיון חומרים

מימין: פרופ’ קנוט אורבן עם פרופ’ רפל דונין בורקובסקי

לאחרונה התקיים בכפר בלום כנס Umbrella – שיתוף פעולה ישראלי-גרמני בין הטכניון לשני מוסדות בגרמניה: מכון המחקר יוליך (Jülich)  ואוניברסיטת אאכן (RWTH  Aachen). מטרתם של כנסים אלה, הנודדים בין שלושת המוסדות כבר יותר משלושה עשורים, היא לקדם קשרי מדע ומחקרים משותפים בין ישראל וגרמניה בכלל ובין הטכניון, יוליך ואוניברסיטת אאכן בפרט.

השנה, לראשונה בתולדות כנסי Umbrella, התקיים הכנס יחד עם  RBNI Winter School- הסדנה הדו-שנתית של המכון לננוטכנולוגיה ע”ש ראסל ברי בטכניון. הכנס ארך חמישה ימים והתמקד באפיון חומרים ובמיקרוסקופיית אלקטרונים. כ-140 סטודנטים לתארים מתקדמים משלושת המוסדות האמורים ומאוניברסיטאות נוספות בישראל ובחו״ל השתתפו בכנס.

ראש המכון לננוטכנולוגיה בטכניון, פרופ’ גדי אייזנשטיין, ציין את החשיבות של הקשר בין המוסדות, את הרמה הגבוהה של המרצים שרובם מוליכים בעולם ואת החיבורים הייחודיים בין הסטודנטים הישראלים לסטודנטים מרחבי העולם. הוא הכריז כי בשנה הבאה יתקיים ביוליך כנס המשך באוריינטציה מעשית יותר (“”hands on), שבו יתנסו המשתתפים בעבודה על מערכות המיקרוסקופיה המתקדמות בעולם. כמו כן הודה פרופסור איזנשטיין לצוות המכון – מירב סונדק-מיניקס, פזית סביון-מרם ותניה אשכנזי – ולגופים שסייעו במימון האירוע.

את הרצאת הפתיחה נשא פרופ’ קנוט אורבן, שניהל בעבר את מרכז ארנסט רוסקה במכון יוליך ובאוניברסיטת אאכן וכיום משמש חוקר פעיל במרכז. פרופ’ אורבן, חתן פרס וולף ואחד האנשים החשובים בעולם המיקרוסקופיה, דיבר על ההתמודדות עם אברציות – עיוותים בתמונת המיקרוסקופ. על פי פרופ’ אורבן, “מיקרוסקופ האלקטרונים החודר (TEM) פותח כבר בשנות ה-30, אבל רק ב-1997 הצלחנו להדגים טכנולוגיה שמתקנת את העיוותים שבו. כיום יש כבר כ-800 מיקרוסקופים שמבוססים על הטכנולוגיה שפיתחנו, וזו מהפכה דרמטית.”

המשנה לנשיא הטכניון למחקר, פרופ’ וויין קפלן, הציג את ההתקדמות בספטרוסקופיית EDS ואת יתרונותיה באפיון ההתפזרות הכימית במשטחים ובממשקים בין חומרים שונים. “גלאי EDS מקבלים קלט של קרני X וממירים את האנרגיה של כל קרן לאות חשמלי בעל עוצמה פרופורציונלית לאנרגיית הקרן. כך אפשר לזהות סוגי אטומים בחומר, ויחד עם מיקרוסקופיית אלקטרונים בעלת כושר הפרדה גבוה אפשר לאפיין את ההרכב הכימי של חומר ברזולוציה אטומית.״

פרופ’ ישעיהו טלמון מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון הציג את ההתפתחויות ב- Cryo-TEM- מיקרוסקופיה של חומרים ביולוגיים וחומרים רכים אחרים. “כדי לצפות בחומרים האלה עלינו להקפיא אותם, אבל תהליך ההקפאה חייב להיות חכם כדי שלא יהרוס את המבנה הגבישי שאותו אנחנו חייבים לחקור. המשימה שלנו היא להבין את המבנה הגבישי הננומטרי שלהם, ולשם כך אנחנו משתמשים במצלמות חדשניות, רגישות במיוחד, שמאפשרות ניטור של אלקטרונים בודדים. חשוב מאוד גם לוודא שקרן האלקטרונים המשמשת אותנו במיקרוסקופ לא תהרוס את החומר.”

פרופ’ אורי סיון מהפקולטה לפיזיקה הרצה על “הננומטר האחרון” – מיקרוסקופיית כוח אטומי (AFM) ברזולוציה סופר-גבוהה. פרופ’ סיון הוא מומחה במיקרוסקופיה של משטחים ובעיקר של נוזלים, והוא משלב מחקר בסיסי ויישומים ביולוגיים. את המיקרוסקופים שלו הוא בונה יחד עם הסטודנטים שלו, ובשנים האחרונות השיג שיפור משמעותי במיפוי תלת-ממדי של די-אן-איי ואובייקטים אחרים ברמה האטומית.

פרופ’ קלאוס רופרס מאוניברסיטת גטינגן הציג את ההתפתחויות במיקרוסקופיית אלקטרונים חודרת בעלת קרן ממותגת. פרופ’ רופרס הוא אחד המדענים המובילים בעולם בתחום מחקר מהפכני זה. בעולם יש כיום מספר מועט של מיקרוסקופים ממותגים, והטכניון הקים לאחרונה מיקרוסקופ כזה שהוא היחיד בישראל.

פרופ’ טום קלי מאוניברסיטת ויסקונסין – מדען פורץ דרך במיקרוסקופ מסוג Atom Probe Tomography – תיאר את ההתפתחויות האחרונות במיקרוסקופים אלה ואת הפוטנציאל העצום שגלום בשימוש בהם.

המנהל המדעי של מרכז ESRF לאנליזות בעזרת אלקטרונים וקרני X בגרונובל, פרופ’ ז׳אן סוסיני, תיאר את הפעילויות במרכז שבו שותפים חוקרים מ-22 מדינות שמקיימים כ-10,000 ניסויים בשנה.

פרופ’ רפל דונין בורקובסקי, המנהל הנוכחי של מרכז ארנסט רוסקה ביוליך, סקר פעילויות בתחום ההולוגרפיה במיקרוסקופים אלקטרוניים – שטח בו הוא אחד המדענים החשובים בעולם.

מימין: פרופ’ ישעיהו טלמון ופרופ’ גדי איזנשטיין