X
יומן ראשי
חדשות תחקירים
כתבות דעות
סיפורים חמים סקופים
מושגים ספרים
ערוצים
אקטואליה כלכלה ועסקים
משפט סדום ועמורה
משמר המשפט תיירות
בריאות פנאי
תקשורת עיתונות וברנז'ה
רכב / תחבורה לכל הערוצים
כללי
ספריה מקוונת מיוחדים ברשת
מגזינים וכתבי עת וידאו News1
פורמים משובים
שערים יציגים לוח אירועים
מינויים חדשים מוצרים חדשים
פנדורה / אנשים ואירועים
אתרים ברשת (עדכונים)
בלוגרים
בעלי טורים בלוגרים נוספים
רשימת כותבים הנקראים ביותר
מועדון + / תגיות
אישים פירמות
מוסדות מפלגות
מיוחדים
אירועי תקשורת אירועים ביטוחניים
אירועים בינלאומיים אירועים כלכליים
אירועים מדיניים אירועים משפטיים
אירועים פוליטיים אירועים פליליים
אסונות / פגעי טבע בחירות / מפלגות
יומנים אישיים כינוסים / ועדות
מבקר המדינה כל הפרשות
הרשמה למועדון VIP מנויים
הרשמה לניוזליטר
יצירת קשר עם News1
מערכת - New@News1.co.il
מנויים - Vip@News1.co.il
הנהלה - Yoav@News1.co.il
פרסום - Vip@News1.co.il
כל הזכויות שמורות
מו"ל ועורך ראשי: יואב יצחק
עיתונות זהב בע"מ
X
יומן ראשי  /  כתבות
כימיה ממבט ראשון

דיוקנה של כימאית יוצרת

פרופסור משנה גליה מעיין העומדת בראש המעבדה לכימיה ביומימטית בפקולטה לכימיה בטכניון, היא כימאית יוצרת ורבת תגליות המאזנת בין מסלולי החיים והמדע. מחקרה פורץ הדרך בפירוק מים באמצעות קומפלקס מולקולרי של זרז המנגן, לצורך ייצור דלק מימן כתחליף אקולוגי זול וזמין לדלקים קיימים, נמצא בשלבים מתקדמים במעבר למחקר יישומי בתעשיה. בעיסוקה כמדענית חוקרת, כמו גם, בחייה האישיים, היא משתמשת בכל אתגר כזרז לקידום ולהצלחה
▪  ▪  ▪
מעיין. רואה כל אתגר כזרז להצלחה
אתגר כזרז להצלחה
לפני תחילת הלימודים במגמת הכימיה בכיתה י"א, המנהלת הזמינה אותי לשיחה ואמרה לי: ׳יהיה לך קשה ללמוד חמש יחידות כימיה עם חמש יחידות מתמטיקה׳. היה לי ברור שמה שהשפיע על דבריה היה הנושא המגדרי. שם התחיל הניצוץ. במקום לקחת את זה למקום מגביל וחוסם, לקחתי את זה כזרז להצלחה שלי"

להגיע לפסגת ההצלחה
"בתואר הראשון השתתפתי בסדנת קיץ במכון ויצמן באולפנת דה שליט. לאולפנה הזאת מקבלים סטודנטים מכל מיני מקומות כדי לגרום להם להמשיך לתואר שני ושלישי במדעים במכון ויצמן. בתקופה הזאת בשלה בי ההחלטה שאני רוצה ללמוד במכון ויצמן ושאני רוצה להיות פרופסור"

>
>
>
>
>
>
פרופסור משנה גליה מעיין נולדה בפתח תקוה ולה עוד שני אחים. היא גדלה עם אבא חקלאי רוב חייו ואימא שרטטת בניין במקצועה. הוריה, אנשי עבודה אינטליגנטיים שתמיד קראו המון, עסקו בעיקר בפרנסת המשפחה, אך עם זאת דאגו להנחיל לילדיהם את חשיבות הקריאה, הלימוד והידע.
מעיין: "למדתי בתיכון בן-גוריון בפתח תקוה ותמיד הייתי תלמידה טובה מאוד, נהניתי לעשות שיעורי-בית והייתי בעצם טובה בכל דבר. כשהגעתי לכיתה י' והייתי צריכה לבחור מגמה, המנהלת אמרה 'תבחרו מגמה לפי מה משהו שאתם אוהבים וטובים בו', ואני אהבתי המון דברים וגם הייתי טובה בהם. המנהלת הביטה בי ומול כל התלמידים אמרה לי: 'לכי תמצאי לך חבר'. אני נעלבתי מתשובתה, מה גם שלא הייתה כל בעיה עם הצד החברתי שלי.
"הרגע הזה היה רגע מכונן בשבילי, כי מאז אני בתחושה שאני צריכה להילחם בגורמי הסמכות, כדי להגיע בסופו של דבר לאן שרציתי להגיע. בחרתי במגמת הכימיה שאהבתי מהרגע הראשון והייתי טובה במדעים. זה גם תלוי מאוד במורה, הייתה לנו מורה לכימיה שהיה לנו איתה חיבור אישי טוב ומעבר לזה, היא המחישה לנו את הכימיה בצורה ויזואלית מאוד. לדוגמה, מול (Mole) זאת יחידה חשובה מאוד בכימיה וקשה מאוד להסביר אותה. הגדרתה היא מספר חלקיקים ביחידת חומר וזה מספר עצום שלא ניתן לתפוס אותו, 10 בחזקת 23. אז כדי שנוכל לדמות זאת המורה אמרה לנו, תיקחו עט ובמשך דקה תנקדו נקודות על נייר ואז תנסו לספור את אינסוף הנקודות. כך יכולנו לקבל באופן מוחשי מושג על המספר העצום הזה.
"אני מקבלת הרבה משובים היום מסטודנטים שאני מלמדת אותם כימיה והם לא בפקולטות לכימיה. הם לא בחרו במקצוע הכימיה או בגלל מורה לא טובה, או שהם לא נהנו מהשיעורים בתיכון והיה להם קשה. לכן יש מאמץ כביר היום לעשות שינוי מהותי בהוראת הכימיה והמדעים בכלל בתיכונים כדי לשנות את התפיסה לגבי מקצועות המדעים.
"הכימיה היא מדהימה ויזואלית, יש בה המון צבעים. את למשל, לוקחת מספר תמיסות חסרות צבע מערבבת אותם ומקבלת תמיסה עם צבע. את לוקחת שתי תמיסות, מערבבת ומקבלת מוצק. אני מיישמת את זה גם בגן של הילדים שלי. עכשיו למשל לקראת חנוכה, אנו יוצרים חנוכייה ואנחנו צובעים את הלהבה במלחי מתכות וכל מלח מתכות באינטראקציה עם אש ואור, יוצר צבע אחר. כל להבה תהיה בצבע שונה ומקבלים חנוכייה צבעונית שונה ומדהימה".
מתי ניצת הדחף להפוך את האהבה שלך למדע להצלחה?
מעיין: "לפני תחילת הלימודים במגמת הכימיה בכיתה י"א, אותה המנהלת שביקשה שאלך ואמצא לי חבר, הזמינה אותי לשיחה ואמרה לי: 'יהיה לך קשה ללמוד חמש יחידות כימיה יחד עם חמש יחידות מתמטיקה, למה שלא תיקחי ארבע יחידות מתמטיקה וחמש יחידות ביולוגיה? זה יהיה קל יותר'. היה לי ברור שמה שהשפיע על דבריה היה הנושא המגדרי, כי היה תלמיד עם ציונים נמוכים משלי והיא המליצה לו מפורשות ללמוד חמש יחידות מתמטיקה וחמש יחידות פיסיקה. שם התחיל הניצוץ. כל חיי כשאמרו לי 'את לא יכולה', אמרתי 'אני אראה לכם שאני כן יכולה'. במקום לקחת את זה למקום המגביל והחוסם, לקחתי את זה כזרז להצלחה שלי".
מעיין עשתה מסלול רגיל של צבא בחיל-האוויר כפקידת מבצעים ובהמשך כקצינת מנהלה. מגיל צעיר כנערה, עבדה בעבודות שונות וגם לפני הצבא ולאורך התואר הראשון.
מעיין: "תואר ראשון בכימיה או בכלל במדעים הוא תואר קשה. הדרישות מאתגרות מאוד, בעיקר בטכניון. באוניברסיטת תל אביב, שם עשיתי את התואר הראשון, אומנם היה פשוט יותר גם מבחינה חברתית, אבל לעבוד תוך כדי תואר בכימיה לא היה משהו מובן מאליו. רוב הסטודנטים שלמדו איתי לא עבדו במהלך התואר וגם לא גרו לבד ופרנסו את עצמם. אילו יכולתי אולי הייתי מוותרת על כך, כי היו לי תנאים טובים ללימודים, אבל לא אופטימליים לסטודנטית לכימיה".
פרופסור משנה מעין השלימה תואר ראשון בכימיה באוניברסיטת תל אביב (בהצטיינות), תואר שני ושלישי במכון ויצמן ופוסט-דוקטורט באוניברסיטת ניו-יורק (NYU) ובאוניברסיטת פלורידה – שם החלה לחקור את קומפלקס המנגן. מאז שנת 2012 היא עומדת בראש המעבדה לכימיה ביומימטית בפקולטה לכימיה ע"ש שוליך וחברה בתוכנית האנרגיה ע"ש גרנד בטכניון.
מתי נוצקה בך הידיעה שאת רוצה להגיע לפסגת ההצלחה במדע?
מעיין: "בתואר הראשון, בין השנה השנייה לשלישית בקיץ, השתתפתי בסדנה שהיא מעין קייטנת קיץ במכון ויצמן באולפנת דה שליט. במהלך השבועיים הללו שמענו המון הרצאות בכימיה מחברי סגל והתנסינו במעבדת מחקר. בתקופה הזאת הסטודנטים בעצם מכירים את המכון. במכון ויצמן אין תואר ראשון בכימיה ולאולפנה הזאת במכון מקבלים סטודנטים מכל המקומות, כדי לגרום להם להמשיך לתואר שני ושלישי במדעים במכון ויצמן. לא כל אחד מתקבל, צריך להגיש בקשה ולקבל מלגה. בתום הסדנה קיבלתי מלגת הצטיינות.
"בתקופה הזאת בשלה בי ההחלטה שאני רוצה ללמוד במכון ויצמן ושברצוני להיות פרופסור. עשיתי תואר שני בכימיה במשך שנתיים אצל פרופסור אבי שנצר, שהיה אדם יצירתי מאוד. אצל פרופסור שנצר נחשפתי לתחום של כימיה קואורדינטיבית, כימיה של מתכות, תחום שאני אוהבת מאוד ועוסקת בו גם כיום.
"כשפרופסור שנצר עמד לפרוש המשכתי לעבוד עם פרופסור רוני נוימן שהגיע מירושלים ועוסק בתחום הקטליזה, והוא היה גם המנחה שלי בדוקטורט. אצל פרופסור נוימן הכרתי את תחום הכימיה של הזרזים שאהבתי מאוד ונהניתי להיחשף אליו ולעסוק בו.
"תקופת הדוקטורט, במשך חמש שנים, הייתה היפה בחיי. עשיתי בה המון דברים. הייתי בקבוצת תיאטרון שהייתה לי כמו בית, היינו חברים טובים מאוד וכל הזמן ביחד. הייתה לי את קבוצת המחקר ולצדה את העניין החברתי שהיה משמעותי מאוד. המנחה שלנו בחוג התיאטרון הייתה השחקנית והיוצרת עירית בנדק, ובזכות הקשרים שלה הופענו בצוותא תל אביב. הייתי גם בסדנת כתיבה יוצרת, יצרתי גם בקרמיקה מספר שנים ואני גם שוחה. השחייה חשובה לי גם ברמה הבריאותית ואני שוחה מדי יום בשל בעיות גב שמחמירות עם השנים בגלל הגובה".


מסלול לא רגיל
״המסלול שלי הוא לא רגיל, כי הוא לא רק ממוקד מטרה להגיע למקום שבו אני נמצאת עכשיו. עשיתי הרבה דברים שלא קשורים ישירות במסלול האקדמי, תמיד היה לי את האיזון הזה של החיים והיום זה ממשיך עם הילדים והמשפחה״

איזון בין המדע והחיים

באמצע תקופת הדוקטורט פנתה מעיין למנחה שלה פרופסור נוימן, וביקשה הפסקה כדי לנסוע לטייל. מעיין דאגה תמיד לצאת להפסקות בין לימודי המדע ובמהלכם, בהן פשוט חיה את החיים לצד תשוקתה ללימודי המדעים. בין התואר ראשון לשני נסעה למזרח הרחוק, בין התואר שני לשלישי בילתה חצי שנה בדרום אמריקה ובתקופת הדוקטורט רצתה לנסוע לטייל באפריקה במשך חודשיים.
מעיין: "פרופסור נוימן לא התלהב מזה, אבל הסכים כי הוא סמך עלי שאחזור ואמשיך את המחקר. המסלול שלי הוא לא רגיל, כי הוא לא רק ממוקד מטרה להגיע למקום שבו אני נמצאת עכשיו. עשיתי הרבה דברים שלא קשורים ישירות במסלול האקדמי, תמיד היה לי את האיזון הזה של החיים, של דברים שרציתי לעשות תוך כדי ולא אחר כך, והיום זה ממשיך עם הילדים והמשפחה".
תקופת הפוסט דוקטורט הייתה גם חלק מהמסלול הלא רגיל שלך?
מעיין: "לפוסט דוקטורט נסעתי לבד ורציתי להיות בעיר שאיהנה לחיות בה. הגעתי לניו-יורק לאוניברסיטת NYU שם קיבלתי דירה בוילג', תקופה שהייתה נפלאה גם מבחינה חברתית. בניו-יורק פגשתי גם את מי שהפך לבעלי, כריס נניג, אמריקני קתולי, שבמקצועו הוא ארכיטקט ואמן.
"עבדתי אצל שני חוקרים, פרופסור מייק וורד שהוא מהנדס כימי שבא מתחום מעורב של קטליזה וחומרים ופרופסור קנט קירשנבאום שבא מתחום של ביומימטיקה, שם נחשפתי לראשונה לתחום הכימיה הביומימטית, חומרים שמדמים את החומרים בטבע. בביומימטיקה עושים סינתזה של אוליגומרים דמויי פפטידידים ואני הבאתי את הכימיה הקואורדינטיבית ואת הכימיה של הזרזים לתוך זה. יצרתי מחקר משולב שלא היה קיים קודם, כימיה ביומימטית שמשתלבת בכימיה הקלאסית יותר, קואורדינטיבית, האי-אורגנית, של הקטליזה. זאת הייתה תקופה של פריצות-דרך במחקר הכימיה וגם נהניתי ממחקר עצמאי יותר".

עם בן הזוג כריס נניג והילדים שלהבת ואוריון

מדע ואהבה
״בן זוגי הצטרף אליי לפוסט דוקטורט בפלורידה, שם נישאנו ובסיום התקופה נסענו לטיול בדרום אמריקה. הוא חזר עמי ארצה כשהתחלתי לעבוד בטכניון, אנו מתגוררים בחיפה והורים לשני ילדים"

פוסט דוקטורט שני בפלורידה

לקראת תום תקופת הפוסט דוקטורט של כשנתיים וחצי, חשבה מעיין על מציאת עבודה בארץ, אבל הרגישה שהיא עדיין לא בשלה והחליטה על פוסט דוקטורט נוסף. באוניברסיטת NYU פגשה את המרצה פרופסור ג'ורג' כריסטו מפלורידה, חוקר של כימיה אי-אורגנית בסיסית, שהגיע להרצות שם. את פוסט הדוקטורט השני שלה עשתה אצלו באוניברסיטת פלורידה בגיינסוויל בצפון פלורידה. בפלורידה העמיקה פרופסור משנה מעיין את הידע שלה, כשלמדה אלקטרו כימיה ואלקטרו קטליזה.
מעיין: "בן זוגי הצטרף אלי לפוסט דוקטורט בפלורידה, שם נישאנו ובסיום התקופה נסענו לטיול בדרום אמריקה. הוא חזר עמי ארצה כשהתחלתי לעבוד בטכניון. כיום הוא כבר אזרח ואנו מתגוררים בחיפה. אני אם לשני ילדים, שלהבת ואוריון בני 5 ו-3".
"מאז שנת 2012 אני עומדת בראש המעבדה לכימיה ביומימטית בפקולטה לכימיה ע"ש שוליך וחברה בתוכנית האנרגיה ע"ש גרנד בטכניון. יש לי במעבדה צוות מגוון של עשרה חוקרים מהם סטודנטים לתואר שני או שלישי, סטודנטית לתואר ראשון, פוסט דוקטורנטים".
מה ההבנות מתקופת הילדות שליוו אותך ברמה האישית והמקצועית?
מעיין: "בעיקר הנושא של עצמאות, אבל עם גבולות. ההורים שלי נתנו לנו לגדול. אז התחושה הייתה כאילו יש פחות תמיכה או שלא נותנים לך גב, אך בדיעבד הבנתי עד כמה זה בנה את דרכי בחיים. עצמאות במובן הזה של אם אני לא אעשה בשבילי - לא יהיה לי. מזה קיבלתי את הדחף תמיד להתקדם הלאה. גם אם מישהו יגיד לי: 'לא תגיעי, לא תצליחי', זאת תהיה הערת שוליים בשבילי, כי ממילא אני לא סומכת על איש שיעזור לי, אלא רק על עצמי.
"כשרציתי ללמוד תואר ראשון בכימיה, כולם אמרו לי 'מה פתאום כימיה. מה תעשי עם כימיה?' בשל הנתונים שלי הציעו שאלמד משפטים או רפואה. אבא שלי היה זה שדווקא אמר לי: 'כימיה זה סבבה, תלמדי כימיה, תמציאי כמה פטנטים ותעשי הרבה כסף'. אני אומנם כלל לא מוּנעת מכסף, אבל באמת יש לי כבר כמה פטנטים.
"סטודנטים לא רוצים היום ללמוד כימיה בטכניון למרות שיש להם פה את כל התנאים ומתקני המחקר האפשריים. הם לא מבינים שאם אתה חכם ויצירתי, אתה יכול להביא תגליות חדשניות ומשנות עולם מכל תחום ובעיקר מהמדע. יש לכך הוכחות עם מדענים מבריקים ממדע בסיסי, שהגיעו לתחום הטכנולוגיה העילית והמציאו הזנקים עם מוצרים שקידמו משמעותית את האנושות. עם זאת, יש בטכניון הרבה חוקרים צעירים ומבוגרים, שיש להם כבר חברה ויש להם דרך והטכניון מעודד לקדם את התגליות שלנו בתעשיה".
מה הרקע למחקר שלך?
מעיין: "היום מדברים המון על תחליפי דלק לתחבורה והנעה ובעצם לכל צורך, מתוך סדר-יום סביבתי וכלכלי. אנשים מבינים שהמשאבים הטבעיים הולכים וכלים. המטרה היא לייצר משאבים חלופיים שיהיו זמינים, זולים ומתחדשים.
"אפשרות מצוינת אחת היא ייצור אנרגיה ממים (למשל, מי-ים או מי-שופכין שכבר לא משתמשים בהם), בתהליך של אלקטרוליזה של מים או פוטוליזה של מים. כלומר, פירוק המים על-ידי חשמל או על-ידי אור. אלו תהליכים שזה יהיה אופטימלי אם נמצא דרך לבצע אותם באופן יעיל וזול.
"כאשר מפרקים את המים מקבלים חמצן ומימן. במימן ניתן להשתמש כדלק, על-ידי שריפה שלו. כאשר הדלק עובר תהליך שריפה, מקבלים בחזרה את המים. כלומר פליטת מים במקום פליטת העשן של הבנזין. זאת בעצם האנרגיה המתחדשת המחזורית. הבעיה היא שהמים הם מולקולה יציבה מאוד. היא לא מתפרקת באור, ובפירוק על-ידי חשמל צריך להפעיל פוטנציאל חשמלי גבוה מאוד של מעל 2 וולט כדי לקבל את הפירוק של המים. זה לא כדאי כי משקיעים המון אנרגיה כדי לקבל מעט מאוד אנרגיה".
הבעיה המחקרית שעמדה בפני פרופסור משנה מעיין וצוותה היא איך להתמודד עם תגובות כימיות שבעצם לא קורות כי המולקולה יציבה מאוד והיא לא מתפרקת. הדרך האלגנטית ביותר היא שימוש בזרזים.

צבר מנגן סינטטי היציב במים

לדמות את דיוקן קלסטר המנגן
המטרה במחקר הייתה לדמות את השלב הראשון של פירוק המים שמבין שני השלבים הוא הקשה והמורכב יותר. בטבע, זרז המנגן עושה זאת באמצעות האור. פרופסור משנה מעיין וצוות המחקר שלה רצו להכין דיוקן שמדמה את דיוקן קלסטר המנגן.

שימוש בזרז מנגן (Manganese) לפירוק מים בהשראת הפוטוסינתזה בטבע

מעיין: "זרז הוא מולקולה שמורידה את האנרגיה הנדרשת לתהליך הפירוק הכימי. דרך הפעולה של הזרז היא מדע בפני עצמו. כל זרז פועל בדרך אחרת עם מנגנון משלו וקבוצות מחקר רבות כולל הקבוצה שלנו, חוקרות מנגנונים אלו. אפשרות אחת היא להשתמש בתחמוצות של מתכות שונות כזרזים (חלודה, למשל, היא תחמוצת של ברזל), כי בדרך כלל קל להכין אותן והן זולות. אולם בהרבה מקרים יעילותם של זרזים כאלו היא נמוכה וקשה לשלוט בדרך ההכנה שלהם ולכן קשה להגדיל את יעילותן כזרזים בצורה מושכלת.
"דרך אחרת היא לעשות את מה שאנו החוקרים קוראים לו: Rational-Design. לחשוב מה יהפוך את התהליך ליעיל. בטבע, המולקולה שמזרזת את פירוק המים על-ידי אור היא צבר (קומפלקס, קלסטר) של ארבעה יוני מנגן (Manganese) ויון סידן (Calsium) הקשורים ביניהם על-ידי אטומי חמצן ומיוצבים על-ידי חומצות אמינו והסביבה חלבונית. זרז זה הוא חלק מהמערכת הפוטוסינתטית בצמחים ואצות שמכילה כמה זרזים, והוא הזרז הראשון שמתחיל את תהליך הפוטוסינתזה. זרז זה מופעל על-ידי אור השמש ומפרק את המים בשלב ראשון לחמצן, לפרוטונים ולאלקטרונים. בשלב השני, הפרוטונים מתחזרים למימן גזי, שיכול להיות כאמור, דלק נקי ומתחדש".
המטרה במחקר הייתה לדמות את השלב הראשון הזה של פירוק המים שמבין שני השלבים, הוא הקשה והמורכב ביותר. בטבע, זרז המנגן עושה זאת רק באמצעות האור. בהשראת הטבע, החלו חוקרים לסנתז בתוך המעבדה חלקים או פריטים מתוך המערכת הזאת של תהליך הפוטוסינתזה. פרופסור משנה מעיין וצוות המחקר שלה רצו להכין משהו סינתטי שמדמה את דיוקן קלסטר המנגן.
מעיין: "במשך שנים חוקרים הכינו צברים של ארבעה אטומי מנגן המדמים את הצבר בטבע ולמרות ההצלחות המבניות, צברים אלו לא הצליחו לבצע במעבדה את זירוז חמצון המים, לא באמצעות אור ולא באמצעות חשמל".

עם הדוקטורנטית נעמה גלוז [צילום: דוברות הטכניון]

יציבות המולקולה במים
״הדבר הראשון שעשיתי הייתה לייצב את המולקולה בתוך המים על ידי מעטפת אורגנית מתאימה. בשלב הראשון הכנסנו את המולקולה למים ואז יכולנו להתחיל את תהליך האלקטרוליזה בתוך המים. ראינו שהמולקולה עובדת ברמת pH בדומה, כפי שמניחים, לרמת ה-pH בטבע וגם ראינו שבהשקעת אנרגיה מינימלית של 300 מילי-וולט, ניתן להתחיל לפרק את המים ולהפיק חמצן״

קומפלקס מולקולרי של אטומי מנגן Mn12DH

מעיין: "הנחת המחקר שלי הייתה שמעטפת החלבונים המייצבת את הזרז היא הכרחית לפעילותו. כלומר, חייבים לייצב את הזרז במעטפת של חומר דמוי חלבון (חומר אורגני) שתייצב אותו ותאפשר את תהליך פירוק המים. במעבדת הפוסט דוקטורט שלי (מעבדתו של פרופ׳ ג׳ורג׳ כריסטו באוניברסיטת פלורידה), הכינו במשך שנים, צבר של 12 אטומי מנגן, מולקולה יציבה מאוד למשך שנים גם בטמפרטורות גבוהות מאוד עם פוטנציאל חמצון גבוה. יוני המנגן במולקולה קשורים על-ידי אטומי חמצן ומיוצבים על-ידי חומצות קרבוקסיליות שדומות מאוד לחומצות אמינו שמחזיקות את צבר המנגן בטבע. הבעיה הייתה שהמולקולה לא הייתה יציבה במים והתפרקה.
"הדבר הראשון שעשיתי הייתה לייצב את המולקולה בתוך המים על-ידי מעטפת אורגנית מתאימה. בשלב הראשון הכנסנו את המולקולה למים ואז יכולנו להתחיל את תהליך האלקטרוליזה בתוך המים. ראינו שהמולקולה עובדת ב-pH=6-, בדומה, כפי שמניחים, לרמת ה-pH בטבע וגם ראינו שבהשקעת אנרגיה מינימלית של 330 מילי-וולט מעל לפוטנציאל החימצון התקני של המים ב-pH=6 ניתן להתחיל לפרק את המים ולהפיק חמצן".
המחקר המשיך במעבדתה של פרופסור משנה מעיין בטכניון ביחד עם נעמה גלוז במסגרת לימודי התואר השני שלה, בהנחייתה. המחקר התפרסם בכתב העת Nature Catalysis בינואר 2018. כיום ממשיכה גלוז את המחקר על קומפלקס המנגן במסגרת הדוקטורט.
מעיין: "כשראינו שהתהליך עובד, נעמה החלה לעבוד עם אור ממנורת שולחן או מדיודה פולטת אור, או על-ידי שימוש במַדְמֶה סולר, מכשיר שמדמה אור שמש. ראינו שלאחר מספר מעגלים של תגובה ישנו פירוק של הזרז, אך עדיין לא הבנו מה בדיוק מתפרק. וזה בדיוק מה שאנחנו חוקרים כיום ובנוסף מנסים לייצר זרזים דומים שיהיו יציבים יותר.
"יש לנו מספר הישגים במחקר בשלב זה. ראשית, במקום להשתמש בחשמל, אנחנו לוקחים את אותו זרז ומשתמשים באור. בתוצאות הראשוניות זה עובד, כאמור, אבל עדיין יש את בעיית היציבות של המולקולה, בתהליך של האלקטורוליזה".

טקס קבלת פרס מחקר למאמר [צילום: פאינה ארג'נטרו]

מעטפת אורגנית משופרת
״לקחנו בעצם את אותו זרז, קומפלקס מנגן, אך שינינו מעט את המעטפת האורגנית מתוך הנחה שהיא לא רק עוזרת לייצב ולמוסס אותו במים, אלא יש לה גם תפקיד בקטליזה (זירוז). כתוצאה מהשינוי הזרז כעת יציב יותר וגם יכול לעבוד בתהליך האלקטרוליזה בפוטנציאל כמעט זהה לפוטנציאל התקני״

השלב הבא במחקר: פיתוח זרז יציב יותר

מעיין: "פיתחנו עוד זרז שעליו אנחנו כותבים ממש כעת מאמר. לקחנו בעצם את אותו זרז, קומפלקס מנגן, אך שינינו מעט את המעטפת האורגנית מתוך הנחה שהמעטפת האורגנית לא רק עוזרת לייצב ולמוסס אותו במים, אלא יש לה גם תפקיד בקטליזה (זירוז). השינוי הזה גורם לכך שכעת הזרז הוא יציב יותר וגם יכול לעבוד בתהליך האלקטרוליזה בפוטנציאל כמעט זהה לפוטנציאל התקני (באותו pH 0.95 וולט לעומת 0.87 וולט).
לאחרונה ייצרו במעבדה של פרופסור משנה מעיין, אוליגומר דמוי פפטיד קצר מאוד שקושר נחושת ולא מנגן. בדומה למנגן, הנחושת היא מתכת זולה מאוד וזמינה, שניתן להשתמש בה גם כזרז. החוקרים גילו שהשלד הדמוי פפטידי עוזר לייצב מאוד את קומפלקס הזרז ואז מקבלים קטליזה של חמצון מים בצורה אלקטרוכימית, אלקטרו קטליזה והזרז נשאר יציב. המחקר התפרסם בכתב העת ACS Catalysis בנובמבר 2018.
מעיין: "בתהליך האלקטרוליזה מייצרים פרוטונים שמורידים את ה-pH. היציבות היא מפתח לתהליך הזה ושוב השתמשתי ב-Rational-Design כדי לייצב אותו. ובאמת הצלחנו לקבל זרז יציב מאוד. אם שומרים על pH קבוע בתהליך, הזרז יכול להמשיך ולעבוד בלי להתפרק.
"כעת יש לי סטודנט במעבדה שמבצע את תהליך הפירוק עם אותו אוליגומר דמוי פפטיד על-ידי שימוש באור, על הגג מול השמש, ללא חשמל בכלל והוא מקבל תוצאות מדהימות, בשל היציבות של הזרז שיכול לעבוד ימים בלי להתפרק. ואנחנו באמת רואים פירוק של המים, לחמצן ולמימן".
פרופסור משנה מעיין מדגישה כי המחקר שלה הוא מחקר בסיסי להבנת התהליכים והמנגנון. היא כתבה מספר הצעות מחקר שבהן היא מציעה דרכים לנסות להבין את המנגנון וכיצד תוכל לשפר את התהליכים הללו".
באיזה שלב נמצא המחקר במעבר למחקר יישומי?
מעיין: "פנו אליי מאז פרסום המאמר מספר גורמים. גם יזם אחד וגם גורמים מהאקדמיה שרוצים להשתמש בזרז ליישומים כגון תאי דלק וכו'. ההתקדמות שלי בנושא הזה היא איטית. אני לא מוּנעת מכסף, וההתקדמות במחקר צריכה את הזמן שלה. כמובן יש פה גם שאלת מימון. היזם שפנה אלי שאל אותי, מה אני צריכה כדי להגביר פי עשרה את קצב ההתקדמות של המחקר. יש דברים שלא ניתן לזרז במחקר. יש בו דינמיות. עניתי לו שאוכל אולי להגביר את הקצב אם למשל יהיו לי עשרה סטודנטים שיעבדו רק על המחקר הזה, אבל אולי זה לא מספיק. אני אוהבת לחשוב ולהבין, אני עדיין לא שם. האפשרות קיימת והיא תתרחש אבל זה ייקח זמן. אני לא מהנדסת, אני כימאית".
אחד הדברים שפרופסור משנה מעיין מעוניינת לקדם השנה הוא לבדוק סיוע מקרנות של משרד המדען הראשי ושל קמין המוצעות בטכניון, שמאפשרות להתחיל לחשוב על שיתופי פעולה עם התעשיה כדי להפוך את המחקר ליישומי. מעיין סבורה שהעבודה של זרז עם אור מתאימה לזה, כי החזון הסופי הוא שהקומפלקס יפרק את המים רק באמצעות אור בלי להזדקק לחשמל. המטרה היא לקדם זאת יותר, אבל עדיין יש בעיות טכניות במחקר שיש לפתור.
יש תגליות מחקר נוספות עליהן את עובדת כיום?
מעיין: "באופן כללי המעבדה שלי מתעסקת בכימיה ביומימטית – כימיה בהשראת הטבע. אנחנו מייצרים מולקולות שמדמות פפטידים ומשתמשים בהן כזרזים לתגובות חמצון מים וגם לתגובות חמצון אחרות. ההנחה הבסיסית היא שלא מספיק רק האתר הפעיל שמבצע את העבודה אלא יש צורך בכל הסביבה, במעטפת האורגנית. אנחנו בודקים הרבה את הקשר בין המולקולות דמויות הפפטידים ובין יוני מתכות, כיצד הקישור המתכתי משפיע על קיפול, למשל.


לשלות נחושת מהגוף: מחקר רפואי
״לקחנו מולקולה דמוית פפטיד וראינו שהיא מעין צבת סלקטיבית מאוד ליוני נחושת. אנחנו מתחילים השנה בשיתוף פעולה עם חוקרת מצרפת, מחקר שהוא יישומי יותר. נחושת יכולה להצטבר בגוף שלנו מגיל מסוים ועלולה לגרום למחלות שונות והמטרה היא לפתח צבתות שיכולות לשלות את הנחושת מהגוף״

כלאטורים (צבתות) סלקטיביים לנחושת

"יש עבודת מחקר יפה מאוד במעבדה, שדווקא אותה התחלנו להפוך למעשית יותר. לקחנו מולקולה דמוית פפטיד וראינו שהיא מעין צבת סלקטיבית מאוד ליוני נחושת. בתמיסה שיש בה המון מתכות בריכוזים גבוהים מאוד, פי 20 יותר מכמות הנחושת, אותה מולקולה מגיעה לתוך התמיסה ופועלת כמו צבת, תופסת רק את הנחושת ושולה אותה מהתמיסה.
"זה גילוי שעשוי להיות שימושי מאוד בתחום הרפואה. אנחנו מתחילים השנה בשיתוף פעולה עם חוקרת מצרפת, מחקר שהוא יישומי יותר, כדי לראות שאכן ניתן להשתמש בזה ברפואה. נחושת יכולה להצטבר בגוף שלנו מגיל מסוים ועלולה לגרום למחלות שונות והמטרה היא לפתח 'צבתות' שיכולות לשלות את הנחושת מהגוף".
כיצד את מאזנת בין משפחה וקריירה?
מעיין: "איזון זאת המילה. אני לא הבאתי ילדים לעולם כדי שמישהו אחר יגדל אותם. במקרה שלי, זאת גם לא שאלה כי אין לי אפשרויות. בעלי אמריקני וכל המשפחה שלו בארה"ב. אבי נפטר לפני מספר שנים, אמי כבר די מבוגרת והיא מתגוררת בפתח תקוה. כלומר למעשה לוגיסטית אין לנו עזרה מהמשפחה. בעיני זה טוב, קשה אומנם אבל טוב, כי אנחנו נמצאים הרבה עם הילדים.
"אחת הבעיות של הילדים כיום, לדעתי, היא שהם אינם מקבלים מספיק תשומת לב. ההורים עסוקים כל הזמן. צריך לתת גבולות ולתת סמכות. בעלי הוא אמריקני והחינוך האמריקני הוא שונה מאוד מהחינוך הישראלי, הוא חינוך נוקשה יותר, עושים מה שאימא ואבא אומרים ואין מקום לאבד גבולות.
"הדבר הראשון בחינוך ילדים הוא להיות נוכח. לקחת אותם למסגרות, לאסוף אותם, להיות איתם אחר-הצהריים ולא לשלוח אותם כל הזמן לחוגים. ככל שאני יותר עם הילדים הם גם רוצים את זה יותר. הבת שלי הייתה בחוג בלט לפני שנה, ואז אמרה לי שהיא לא רוצה יותר להמשיך כדי להיות חופשייה ושיהיה לה יותר זמן איתי. זה כל כך חשוב בעיני. אמרתי לה 'נעשה לכם חוג אימא, כל יום נעשה סדנה אחרת' והיא כל כך התלהבה. ילדים כל כך צריכים נוכחות הורים ותשומת לב ואני לא מוותרת על זה".
איך הרצון להיות כל הזמן נוכחת בחיי הילדים מתיישב עם כל ההתחייבויות שלך כמדענית חוקרת מובילה?
מעיין: "יש לי כל הזמן נסיעות לחו"ל והשנה הזאת ממש הייתה אינטנסיבית מבחינת התחייבויות אקדמיות. אם יש נסיעה למקום אטרקטיבי ואני מוצאת כרטיסי טיסה זולים, אני לוקחת את הילדים איתי. בעלי עד לפני שנתיים לא עבד, הוא היה סטודנט לאדריכלות בטכניון, לפני כן הוא למד עברית באולפן. הוא גם אומן, אז הייתה גם שנה שהוא עבד על תערוכה בסינמטק. הייתה לו תקופה של ארבע שנים שהוא בעצם לא עבד והוא תמך באופן מלא בטיפול בילדים גם כשהייתי בכנסים ובנסיעות לחו"ל".
לדברי מעיין, בן זוג תומך הוא המפתח להגעה של נשים לקריירה באקדמיה ולהצלחה של נשים בקריירה אקדמית. זה הכרחי. כאשר היא נוסעת לחו"ל, היא משתדלת לנסוע ולחזור מהר ככל הניתן כדי לא להפסיד זמן עם הילדים, כי מבחינתה הילדים בראש סדר העדיפות.
מעיין: "הייתה לי נסיעה לניו-יורק, נסעתי ליומיים בלבד רק לממש את מטרת הנסיעה וחזרתי, למרות הקושי הלוגיסטי והעייפות. גם אם יש לי נניח סמינר אורח והילד שלי חולה ועלי לקחת אותו לרופא, אאלץ להתקשר לאחראי הסמינרים ולוותר על הסמינר, כי חשוב לי להיות עם הילד ולטפל בו".
האם יש הבנה בטכניון לאילוצים שלך כאם אל מול ההתחייבויות האקדמיות שלך?
מעיין: "אני עושה את מה שנראה לי נכון וסופגת את הביקורת. במחלקה שלי אני אישה אחת בין גברים ובפקולטה אנחנו שלוש נשים בין 25 גברים. בגלל שהרוב הוא גברי, לעיתים קשה להם להבין, למשל, מדוע אני יוצאת בין השעות 16:00-15:30, או מדוע לא הגעתי בבוקר לסמינר. אני מנסה לפעמים להסביר, אבל אני מאמינה שאם אמשיך ללכת בדרך שלי, ההבנה בסוף תגיע.
"המבחן הוא מבחן התוצאה בסופו של יום. רואים שהעבודה שלי טובה וההתקדמות שלי טובה וזה מה שחשוב. אם רואים שאני מצליחה לעשות גם את זה וגם את זה, אז הכל בסדר.
האתגר של פרופסור משנה מעיין הוא להיות דגם. כאישה מובילה בתחומה שרצתה תמיד להיות דגם לסטודנטיות ולנשים בכלל, אבל, לדבריה, עדיין הרבה סטודנטיות שלה מביטות בה ואומרות, 'זה יותר מדי, למה אנחנו צריכות את זה? אולי כדאי לנו לעבוד בחברת טכנולוגיה עילית מצליחה שיש שם הרבה נשים והיה לנו קל יותר'. במבט עמוק על חייה במקצועיים והאישיים ניכר שכדי להיות אשת אקדמיה מצליחה ומדענית מובילה שהיא גם בעלת משפחה, דרושה אישיות חזקה.
איזה נושא חשוב לך לקדם באקדמיה בכלל או פה בטכניון?
מעיין: "הנושא של נשים במדע בדמי ממש. יש איזו תחושה שאין אפליה בין גברים ונשים באקדמיה. הרי על פניו, ההסתכלות היא מקצועית בלבד. האקדמיה נותנת פרסים על מחקר, מאפשרת קידום מקצועי ואבן הבוחן היא המחקר עצמו. אבל אם זה אכן כך, מדוע יש רק 10% נשים במדעים באקדמיה?
"כדי לשנות את הנתון הזה, דרושה המון הסברה ומעבר לכך אקטיביזם בנושא של הצרכים של חברות סגל. כיום אין מספיק מודעות ומענה לצרכים הללו. למשל, מדענית חוקרת שילדה, לא-ריאלי כמובן תצא לחופשה של למעלה משלושה חודשים, וזה ידוע ומובן כי חייבים לשמור על רצף המחקר וההתחייבויות האקדמיות. יש גם אוניברסיטאות בארץ שמעניקות הקלה מסוימת, כך שלאחר הלידה ניתנת האפשרות לא ללמד במשך שנה ולהמשיך במחקר. בטכניון זה עדיין לא קיים".
עם זאת, טוענת מעיין, זה ממש לא מספיק. למשל, יש לא מעט נשים חוקרות, לאחר לידה, שרוצות לנסוע עם התינוק שלהן לכנס בחו"ל אליו הוזמנו והוא חשוב לקידום שלהן. הן כמובן לא יכולות לנסוע לבד הן חייבות ליווי לטיפול ושמירה על התינוק בזמן שהן בכנס. הבעיה היא שהאקדמיה לא מאפשרת להן לשלם מתקציב המחקר שלהן על כרטיס טיסה למלווה. זה לא הוגן, לדברי מעיין, כי זה תקציב מחקר שלהן, שהן למעשה משתמשת בו לצרכי עבודה.
מעיין: "הייתי בחופשת לידה והיה לי מועד אחרון להגשת הצעת מחקר לשם קבלת מימון. ביקשתי הארכה ולא קיבלתי. זה היה בתקופת מבצע צוק איתן. המדינה (שמימון המחקר ניתן על ידה) קבעה שכל מי ששירת במילואים ומביא אישור יכול לקבל הארכה למועד הגשת הצעות מחקר. אבל גם אני כאישה שילדה צריכה הארכה של אולי חודש או חודשיים, אבל בזה המדינה לא מכירה וזה ממש לא הוגן".
מדוע לדעתך עדיין קיים חוסר השוויון ביחס לגברים ונשים באקדמיה?
מעיין: "האליטה האקדמית היא עדיין גברית ולכן גם התפישה היא כזאת ואת זה חייבים לשנות, ברמה הארצית וברמה האקדמית. זה דבר שאני מתכוונת לקדם במלוא הכוח כאשר אקבל קביעות. להציג דגם לסטודנטיות, איך מגיעים לאקדמיה ומה נדרש גם מבחינת ההתארגנות בבית וגם מבחינת ההתארגנות כחוקרת.
"פעם לא היו בכלל חברות סגל או כאלו שהיו גם אימהות לילדים כה צעירים במדע באקדמיה וכיום יש הרבה, גם בטכניון. חשוב להתחיל להבין את הצרכים ולתת להם מענה, כדי שאותן סטודנטיות שלי שמסתכלות עליי ומעדיפות להיות ב'רפאל' או 'באינטל', שם הרוב נשים ויש שם הבנה לצרכים שלהן, ישנו את התפישה שלהן לגבי קריירה באקדמיה כמדענית".
איזה נושא קרוב ללבך מעבר לקידום המחקר האקדמי שלך?
מעיין: "התנדבות. במהלך הדוקטורט הייתי פעילה מאוד בהתנדבות קהילתית. קיבלתי על כך גם פרס ממכון ויצמן והיה לי חשוב מאוד שמכון ויצמן הכיר בזה, כי תמיד נותנים פרסים על מחקר והפעם קיבלתי פרס על משהו חברתי. התנדבתי בעל"ם ברחובות כשנתיים. עשיתי פעילות התנדבותית מספר שנים גם בשוק הכרמל. לקחנו אוכל מהשוק והבאנו לאל"י - האגודה להגנת הילד. נהניתי מזה מאוד ברמה האישית, עם כל החברים מהשוק כשאף אחד כלל לא יודע שאני עושה דוקטורט. התנדבתי גם עם נשים מוכות שעשיתי להן חוג תאטרון ועשיתי פעילות גם עם הילדים שלהן כי הרגשתי שהם צריכים את החיבוק ואת היחס.
"הנושא ההתנדבותי הוא גם משהו שבדמי. אני תמיד אומרת לסטודנטיות שלי, שחשוב לי שהן יעמדו בכל ההתחייבויות האקדמיות שלהן, יבואו למעבדה ויעשו מחקר, אבל שיעשו דברים נוספים, שיתרמו במקומות נוספות ושידעו שזה לגמרי אפשרי".

אוליגומר דמוי פפטיד וקומפלקס הנחושת שלו שהוא זרז יציב ויעיל לחמצון מים
צבר מנגן כזרז לחימצון מים ולייצור מימן, היכול לשמש כדלק
אוליגומר דמוי פפטיד המקופל למבנה סלילי המשמש ככלאטור סלקטיבי ליוני נחושת
תאריך:  03/12/2018   |   עודכן:  09/12/2018
שתף:

מועדון הבלוגרים לקבלת רשימות שרון מגנזי לדוא"ל
 
מועדון VIP להצטרפות הקלק כאן
 
פורומים News1
כללי חדשות רשימות נושאים אישים פירמות מוסדות
אקטואליה מדיני/פוליטי בריאות כלכלה משפט
סדום ועמורה עיתונות
דיוקנה של כימאית יוצרת
הודעות  [ 10 ] מוצגות  [ 10 ]  כתוב הודעה 
1
שאפו! כן תרבנה כתבות כאלה. ל"ת
בפרייםטיים לשדר!  |  4/12/18 00:01
2
תותחית! כה לחי!
עמנואל גרטל  |  4/12/18 00:42
3
KAMA SHULAM AVUR PIRSUM
Haim Mevin  |  4/12/18 12:29
4
אין שום בעיה לפרק מים
כימאי  |  4/12/18 13:20
5
"חיים מבין" ו"הכימאי" בושה!
jdt  |  4/12/18 17:01
 
- Ani b'mikre' im PhD b"Physical ל"ת
Haim Kohl. NYC  |  5/12/18 02:56
 
- Ani im PhD bPhysical Chemistry
Haim Kohl, NYC  |  5/12/18 03:09
 
- GO FUCK YOURSELF ל"ת
מגיב  |  5/12/18 10:32
 
- TOL KORA MI'BEIN EINECHA
Haim Mevin, NYC  |  5/12/18 11:49
6
אין סיבה ללמוד כימיה כתואר
מפוכח  |  6/12/18 16:04

פורום: כתבות פרופיל
+
קראתי בעיון את כל הרעיון
אביהו  |  7/09/19 17:15
+
מעניין מאוד
האזרח838  |  24/07/19 13:26
+
כתבה מצוינת-אשה וחוקרת מדהימה ל"ת
פנחס  |  3/04/19 10:20
פורום: הטכניון
+
מאמא עוף מאמא יופי - תני לי..
אבי גרינשפן  |  19/01/15 13:49
 
- ואם אני טבעוני איזה מרק עדיף? ל"ת
טבעוני  |  13/05/15 08:46
 
תגובות בפייסבוק
רשימות קודמות
עליס בליטנטל
"תחושת בטן" - מחזהו המרתק והכה מקורי של עמית גור במסגרת "פסטיבל הסתיו בקאמרי", חושף בפני הקהל את הדראפט הראשון    כמו ארטיס פרוף בציור - בצורת מחזה שהשחקנים קוראים אותו בפני הקהל    אך לא רק    המשחק שלהם שביים ניר ארז משדרג את הקריאה לדרגת הצגה, יותר מפרומו להצגה
איתמר לוין
חז"ל ציוו לתת לכל עני את מה שחסר לו, גם אם מדובר במותרות. הוא הדין בשוחד: לא רק שהחוק קובע שכל מתת שהיא עלולה להוות שוחד, אלא שגם ההיגיון מחייב זאת. יש מי שרוצה כסף ויש מי שרוצה תקשורת מלטפת
אלי אלון
מבנה בית באר ישן, מרשים בגודלו ובעיצובו, בן כ-100 שנים ויותר, ברחוב הרצל 136 בדרום תל אביב, שהוכרז כמבנה לשימור בשל ערכו האדריכלי וההיסטורי, קרס בחלקו לפני יותר משבוע, כנראה בשל עבודות עפר שנעשות בצמוד אליו, לשם בנית שני בנייני מגורים רבי קומות לידו    עבודות החפירה הופסקו בשל החשש שהמבנה יקרוס כולו    דבר הקריסה נשמר בסוד ולא פורסם
איתמר לוין
החשדות בתיק 4000 מתייחסים למתן הטבות אסדרה לקבוצת בזק בעשרות ובמאות מיליוני שקלים - הרבה יותר מהתמורה שניתנה בפרשת הולילנד    הצימאון של נתניהו לתקשורת אוהדת מלמד שגם הוא מבין שישראל היום איננו עיתון רציני    הוא יכול להתייחס בזלזול לממצאי המשטרה ורשות ניירות הערך, אך כדאי שישים לב מי הם הפרקליטים שליוו את החקירה
משה ניסנבוים
מוצעים למכירה כ-50 סקיצות ושקפים מקוריים של סרטון ההנפשה שמלווה את שיר הפתיחה של תוכנית הילדים הקלאסית של הטלוויזיה החינוכית - פרפר נחמד    פריט נוסף מהימים ההם: איורים גרפיים מוקדמים של הרום טנדר
רשימות נוספות
הטכניון  / מי ומי    | 
היסטוריה בחלל: ביקור ראשון בכוכב פלוטו  /  דורון שחם
בציר טוב יותר  /  מגזין הטכניון
תאֵי הָעֶצֶב  /  ד"ר רועי צזנה
האתגר הכימי נפתר  /  הטכניון
טוויטר / יואב יצחק YoavNews1
 
 
 
כל הזכויות שמורות
מו"ל ועורך ראשי: יואב יצחק
עיתונות זהב בע"מ New@News1.co.il