הלוטוס יציל את הכרמים באירופה

שני חברי סגל בטכניון, פרופ׳ בעז פוקרוי מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים ופרופ׳ אסתי סגל מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון,  זכו במענק יוקרתי מהאיחוד האירופי במסגרת תוכנית EIC-Pathfinder. התוכנית תומכת במחקרים המפתחים טכנולוגיות חדשות ופורצות דרך – High Risk High Gain. השנה הוגשו מעל ל-850 הצעות ומתוכן רק 57 הצעות זכו למימון.

פרופ’ בעז פוקרוי

במסגרת הפרויקט הזוכה יפתחו חוקרי הטכניון, בהשראת הטבע, חומרים חדשניים שיאפשרו טיפול בר-קיימא וידידותי לסביבה במחלות צמחים, ובפרט אלה הנגרמות על ידי פטריות פתוגניות. על פי דוחות אחרונים של ארגון המזון והחקלאות של האומות המאוחדות (FAO), מחלות אלה גורמות לאובדן של כשליש מכלל הגידולים החקלאיים בעולם. הנזקים הכלכליים הישירים נאמדים ביותר מ-70 מיליארד דולר בשנה, אולם ההשלכות המצטברות של אובדן המזון והנזק הסביבתי גדולים לעין שיעור. יתרה מכך, בצל ועידת האקלים בשארם א-שייח’, התחזיות הן שבשל התחממות כדור הארץ, מחלות אלה יתפשטו ושכיחותן תגבר.

פרופ’ אסתי סגל

השיטות המקובלות היום לטיפול במחלות צמחים נסמכות על שימוש נרחב בחומרי הדברה כימיים. אלא שחומרים אלה, הנשטפים ומחלחלים בקרקע, מסכנים את בריאות האדם והסביבה. יתרה מכך, פתוגנים רבים כבר פיתחו עמידות כנגד חומרים אלה.

הטכנולוגיה המהפכנית שמפתחים חוקרי הטכניון, SafeWax, נועדה לענות על אתגרים גלובליים אלה באמצעות ציפוי המגן על הצמח ממחלות. מדובר בטכנולוגיה ביומימטית, כלומר טכנולוגיה שפותחה בהשראת הטבע. מקור ההשראה הוא הקוטיקולה, שכבה שומנית המצפה צמחים ובהם לוטוס. עלי הלוטוס מכוסים במערך של גבשושיות מיקרוסקופיות היוצרות שכבה סופר-הידרופובית (דוחה מים) המשמשת כמנגנון של ניקוי עצמי מגורמים מזהמים ופתוגנים.

בהשראת הקוטיקולה פיתחה קבוצת המחקר של פרופ׳ פוקרוי תרסיס היוצר מבנה דומה. החידוש בתרסיס הוא בהרכבו, המבוסס על חומרים המאופיינים בפעילות אנטימיקרוביאלית רחבה וארוכת טווח. ייחודה של הטכנולוגיה הוא בסינרגיה בין מנגנון ההתארגנות של השעווה על פני המשטח, המובילה להיווצרות של מבנה גבישי סופר-הידרופובי, ובפעילות האנטימיקרוביאלית העצמית של אותם חומרים. התוצאה: ציפויי בעל תכונות משולבות של ניקוי עצמי,  antibiofouling (צמצום היצמדות של מיקרואורגניזמים לפני השטח) וקטילה אפקטיבית של מיקרואורגניזמים על פני הצמח. השילוב בין כל אלה מוביל למניעה פסיבית ואקטיבית של התבססות זיהומים פטרייתיים והתפשטות מחלות.

במחקר האירופי יתמקדו החוקרים, תוך שיתוף פעולה עם עמיתים מאוניברסיטת בולוניה באיטליה ומ-BASF, בהתאמת הציפויים לגידולים חקלאיים חשובים ובהם גפנים. הגפנים באירופה, מגידולי הדגל של היבשת, רגישות במיוחד למחלות פטרייתיות ולפיכך מטופלות בתכיפות ובכמות רבה של חומרי הדברה. האיחוד האירופי כבר מטיל מגבלות על השימוש בתכשירים אלה, וחלקם צפויים להיאסר לשימוש בשל רעילותם והשפעותיהם ההרסניות על הסביבה – מה שיותיר את הגפנים חשופות למחלות. זה הרקע לבחירתו של האיחוד האירופי בפרויקט של חוקרי הטכניון ועמיתיהם, המדגישים כי הציפויים בטוחים לאדם ולסביבה וכי אפשר להפיק את חומרי הגלם ממקורות מתחדשים.

תוכנית EIC-Pathfinder