פורום כנרת לננו-טכנולוגיה

פורום כנרת לננו-טכנולוגיה הינו פורום מחקרי, יישומי, וחינוכי במגוון תחומים המקיפים ומשלבים דיסיפלינות בעולם הננו-טכנולוגיה.
הפורום מייצר סינרגיה של מחקרים מבוססי הנדסה הן בתחום האקדמי-מחקרי והן בתחום היישומי תוך שימוש במערך מעבדות וכלי מחקר מהשורה הראשונה בארץ ובחו"ל.
באמתחתנו יכולות מחקריות מגוונות בתחומי ננו-מטרולוגיה, ננו-ביולוגיה, ננו-מגנטיות, ננו-אופטיקה, ננו-פולימרים, ייצור מהיר של ננו-מבנים וננו-אבטיפוסים, VLSI, הנדסת תעשיות מים, ביוטכנולוגיה, ביולוגיה מולקולרית, גנומיקה, מיקרוסקופיה סטורוקטוראלית-פונקציונאלית ועוד.
ככל שהיכולות של מרכז כנרת מתפתחות כך גם מתקדמים שיתופי הפעולה הפורים עם מוסדות אקדמיים וגורמי תעשייה במטרה לקדם טכנולוגיות עתידניות לרווחת האזור והמדינה.
כמו כן, אנו רואים במרכז כנרת גורם חינוכי-אקדמי לסטודנטים ולכל מי שמבקש להרחיב דעתו בתחום הננו טכנולוגיה.
בעשייתנו אנו שואפים לעמוד בקדמת הבמה המחקרית, לתת מענה לאתגרים הטכנולוגים העולים מין השטח כמו גם להוביל מהלכים חדשניים פורצי דרך.

ניסים עמוס מביא עמו ידע רב על יישום של ננו-טכנולוגיות עתידניות. מעורבות המחקר של ד"ר עמוס ומטרותיו הן רב-תחומיות. מחקרו הנוכחי ממוקד על ננוטכנולוגיות ומערכות מטרולוגיה. בין המחקרים:
1. מערכות ללוגיקה ואחסון נתונים בדחיסות גבוהה ותלת-ממדית על בסיס ננו-מגנטיות.
2. פיתוח חיישניים מתקדמים לבדיקות שונות ברזולוציה ננומטרית באמצעות טכנולוגית Scanning Probe Microscopy עם יכולות לייצר סריקה אופטימלית לבדיקה ננו-מיקרוסקופית במצבים: מיקרוסקופיה כוח-מגנטי, מיקרוסקופיה כוח-אלקטרוני, מיקרוסקופיה תרמית, מיקרוסקופיה אופטית, מיקרוסקופיה כוח תהודה מגנטית עבור NanoMRI.
3. טיהור מים ומסירת תרופות באמצעות ננו-חלקיקים "חכמים".
4. חיי התא בסביבה של ננו-חלקיקים ושכבות גרפן.

מטרות המחקר הן לבצע סינרגיה בין מערכות קונבנציונאליות עם יישום של תת-מערכות בננו-רזולוציה כגון Atomic Force Microcopy כדי לאפשר תובנות חדשות של תופעות ב-nanoworld. לדוגמא, מערכת משולבת בין Magnetic Force Microscopy ו- Magneto-optical Kerr/Farady Effect Microcopy לחקור מבנים ננו-מגנטים עתידניים לשימוש בננו-רפואה, אחסון נתונים בצפיפות גבוהה, ויישומיי זיכרון מבוססים על ספינטרוניקה. שילוב מערכת נוסף יהיה יישום מיקרוסקופיה אופטית עם בדיקת סריקה אטומית לניתוח תאים ביולוגיים תחת סביבות מתאימות.

מחקריו של פרופ' גפשטיין עוסקים בהבנת תהליכי התפתחות והזדקנות צמחים וכן בהבנת מנגנוני עמידות צמחים לעקות סביבתיות.

יישומי מחקרים אלו באים לידי ביטוי בשטח הביוטכנולוגיה החקלאית. פיתוחים בולטים שנובעים ממחקרים אלו קשורים בפיתוח טכנולוגיות, המבוססות על הנדסה גנטית לדחיית הזדקנות צמחים, הארכת חיי מדף של ירקות ופירות וכן של צמחים חסכני מים שיכולים לגדול באזורים צחיחים או לחסוך עד ל %50 מכמות המים הנדרשת לגידולם ללא ירידה ביבול.

פרופ' גפשטיין היה הדיקן לפקולטה לביולוגיה בטכניון ועמד בראש המעבדה לפיסיולוגיה מולקולרית של צמחים בטכניון.

באמתחתו של פרופ' גפשטיין מעל 60 פרסומים בכתבי עת מדעיים יוקרתיים בין לאומיים, ועסק בהנחיית מעל 50 סטודנטים לתארים גבוהים (מוסמך ודוקטורט). התמחותו של פרופ' גפשטיין בשטחי הגנומיקה, פרוטאומיקה ובפיתוח טכנולוגיות גנטיות לשיפור תכונות צמחים כגון הגברת הביומסה והיבול, הארכת חיי מדף, הגנה בפני עקות סביבתיות ופתגונים ופיתוח צמחי ביודלקים תתרום למרכז בנושאי פיתוח ננו טכנולוגיות וננו חומרים לדיסיפלינה החשובה של ננו-אגרוביוטכנולוגיה.

פרופ' גפשטיין ישתף פעולה עם חברי המרכז האחרים (שהינם מהנדסים) לאיתור בעיות קרדינליות בשטחי החקלאות וביולוגיה של צמחים ובהצגת פתרונות ע"י פיתוח ננו טכנולוגיות חדשניות וננו חומרים. פיתוחים אלו ייעמדו למבחן בניסויי מעבדה ושדה במגוון של צמחים ובתנאי סביבה שונים.

ד"ר סוצקוורין מומחה בתחום הננו-פולימרים עם ניסיון רב בתחום המחקר ויישום טכנולוגיות. בין התמחויותיו:

• סינתזה ועיבוד של פולימרים:
  1. שיטות פילמור שונות (אמולסיה, אמולסיה הפוכה, צובר, קו-פולימריזציה ועוד)
  2. תרכוב של פולימרים, חומרים מרוכבים וננו-מרוכבים (שיטות מנתיות ורציפות)
• פולימרים מתקדמים וחומרים ננו-מרוכבים: פיזור של ננו-חלקיקים אורגאניים ואנאורגאניים (carbon nanotubes, graphene, carbon black, titania, silica, etc) במדיות שונות, באמצעות טכניקות שונות (in-situ polymerization, compounding, etc).
• תכונות הידרופיליות והידרופוביות.
• משטחים אנטי-מיקרוביאלים ומונעי אילוח ביולוגי.
• אפיון פולימרים וחומרים מרוכבים: מורפולוגיה,( HR-SEM) תכונות תרמיות ,(TGA, DSC) תכונות ריאולוגיות, (rotational and capillary rheology, Brookfield) תכונות מכאניות (Instron, DMTA), תכונות חשמליות (4-point-probe, TLM) ועוד.
• פולימרים וחומרים מרוכבים מוליכי חשמל
• חומרים ממוחזרים
• חומרים מתכלים

ד"ר מנשה מתמחה במיקרוביולוגיה סביבתית בדגש על מים ושפכים. הוא מביא עימו נסיון נרחב בביוטכנולוגיה ובתעשיות המים השונות, בין היתר: פיתוח תהליכי טיפול ובחינתם במבחני מעבדה, ניסיויי שטח (ניסויי בטא) והטמעה של טכנולוגיות בקונפיגורציה מלאה. כמו כן, במחקריו נעשה שימוש בידע מולטי-דיספלינרי הכולל: מיקרוביולוגיה, הנדסת מים, פולימרים ואקו-טוקסיקולוגיה. ד"ר מנשה הינו בעל מספר פטנטים בתחום הנדסת המים, כאשר הבולט מבניהם הינה פיתוח שיטת אינקפסולציה ייחודית הנקראת SBP (Small Bioreactor Platform) ומתבססת על ממברנה מבנית היוצרת סביבה מימית מכותרת. זו, רשומה ומאושרת כפטנט בארה"ב באירופה ובמדינות נספות. לד"ר מנשה מספר פרסומים אקדמיים חלוציים בתחום האינקפסולציה של מיקרואורגניזמים ותוצרי מחקרו מיושמים בתעשיות המים השונות: מודולי טיפול בשפכים עירוניים ותעשייתיים ופיתוח ביופילטרים מתקדמים למערכות RAS  (Recirculated Aquaculture Systems) המיועדים לגידול דגים ביבשה ובצפיפות גבוהה.

נושאי מחקר עיקריים:
1. תהליכי מקרו-אינקפסולציה של מיקרו-אורגניזמים
2. תכנון ובניית ממברנה פולימרית מבנית (3D) בעלת משתנים שונים: גודל, פורוסיביות משתנה (ננופילטרציה עד מיקרופילטרציה) ומטען.
3. טיפול במיקרו-מזהמים שמקורם מהתעשייה הפאמצטית.
4. טיפולים ביולוגים בשפכים: ביו-אוגמנטציה, שיפור הנצילות התהליכית, פיתוח של תהליכי טיפול חדשים ואנליזה מיקרוסקופית של הנוזל המעורב במט"ש (מפעל לטיפול בשפכים).
5. קיבוע חנקן באמצעות מיקרואורגניזמים למיקרו-דישון.

ד"ר יותם פלד מומחה בעיבוד אותות והיתוך מידע ממספר רב של מקורות. המחקר העכשווי עוסק בשיטות לאיסוף נתונים ועיבודם בשיטות מתקדמות בתחום החקלאות המדייקת. דוגמאות לאמצעי איסוף נתונים בשימוש: תמונות היפר-ספקטרלית, טמפרטורה, לחות, קרינה ועוד.
מצלמה היפר-ספקטרלית מאפשרת צילום תמונות ברזולוציה מרחבית גבוהה במספר רב של אורכי גל בתחום הנראה וה-NIR. הפרדה למספר רב של אורכי גל מאפשר עיבוד, ניתוח והפקת תובנות על האובייקט המצולם באופן שאינו אפשרי עם מצלמות אחרות. בנוסף, ניתן להתקין את המצלמה על גבי מיקרוסקופ אופטי ובכך לצלם ולנתח אובייקטים ננו-מטרים. הנתונים הנאספים עוברים עיבוד והיתוך בשיטות שונות (לדוגמא: לימוד מכונה) ובעזרת תוצרי העיבוד ניתן להפיק מסקנות שלא גלויות לעין.