יוצא מהמעבדה ומקים סטרט-אפ

אלעד סגל השלים זה עתה את מחקר הדוקטורט במעבדתה של פרופ' עדי סולומון, שבה פיתח חיישן לזיהוי רעלים בנוזלים, וכבר הוא עסוק בהקמת חברת סטרט-אפ שתפתח חיישן לזיהוי מזהמים הנישאים באוויר, מזהמים שכולנו חשופים להשלכותיהם הקשות על בריאותינו

ההתחממות הגלובלית, התרחבות השטחים העירוניים והשימוש ההולך וגובר בחומרי הדברה מסוכנים המחלחלים לאדמה ולמקורות המים שלנו, חושפים אותנו לחומרים מסוכנים, גם אם אנו גרים עשרות קילומטרים משטחים חקלאיים. חשיפה כרונית לחומרים רעילים אלו גורמת למחלות קשות, בין היתר, לסוגי סרטן אלימים, לאסתמה, לאלצהיימר ולפרקינסון. המצב הולך ומחריף, והשלכותיו מעסיקות היום אפידמיולוגים וטוקסיקולוגים בכל רחבי העולם.

אלעד סגל, שסיים השנה את לימודי הדוקטורט במעבדתה של פרופ' עדי סלומון מהמחלקה לכימיה ומהמכון לננו-טכנולוגיה ולחומרים מתקדמים באוניברסיטת בר-אילן, פיתח חיישנים אופטיים שמסוגלים לאתר חומרי הדברה בנוזלים. רגישות החיישן גבוהה כל כך שסף הגילוי שלו עולה בכמעט סדר גודל על דרישותיהם של ארגון הבריאות העולמי ושל הסוכנות האמריקנית להגנת הסביבה. המחקר נערך בשיתוף ד"ר אמיר חליבה מחברת טוגה נטוורקס ופורסם במגזין ACS Applied Nano Materials.

"החיישן מורכב משכבת זכוכית דקה מאוד, שעליה מניחים שכבות דקות של מתכות. תהליך זה נקרא נידוף," מסביר אלעד. "השתמשנו בשכבות ננו-מטריות של אלומיניום או כסף, דקות דיין ליצירת פלזמוניקה אך עבות דיין שאור לא יוכל לעבור בחריצים שבשכבה המתכתית. שכבות המתכת נראות תחילה כמו אדמת מדבר צחיחה, והאור עובר בחריצים. אנחנו מפציצים את שכבת המתכת ביונים חיוביים, אפשר לומר, הורסים אותה, אבל גם יוצרים בה תעלות בצורות הנדסיות מסוימות ובאוריינטציות מסוימות, המאפשרות לרכז אור הנזרק עליהן בשטח קטן מאוד וליצור שדה אלקטרו-מגנטי עוצמתי.

"בשדה האלקטרו-מגנטי הזה, שבטווח בין החורים, כל חומר מסוכן מציג תופעות שונות, מווברט, אפשר לומר – רוקד. כשזורקים חלקיקי אור על החומרים הללו, חוזר האור באנרגיה קצת שונה וזוהי החתימה האופטית או טביעת האצבע של החומר החשוד. השדה המגנטי שיצרנו על פני החיישן מעצים את הסיגנל האופטי, כלומר, את המידע המתקבל, בכמה סדרי גודל. וכך אנליזה אופטית של טיפת מים גם בריכוז של מיליארדית המזהם, כלומר, חלקיק אחד של מזהם בין מיליארד חלקיקי מים, יזוהה. זאת רמת רגישות אדירה," אומר אלעד.

המדע הבסיסי מאחורי המחקר, שהתחיל לפני כחמש שנים, דרש אפיון כימי, פיזיקלי ואופטי מורכב וממושך מאוד, שהוביל בסופו של דבר לפיתוח החיישן האופטי. המטרה לעתיד היא פיתוחם של מכשיר חישה אופטי אוניברסאלי ופשוט להפעלה או אפילו אפליקציה לטלפונים החכמים שלנו, שיאפשרו לכל אדם בתוך זמן קצר מאוד, לבדוק אם יש חומר מזהם במזון או במים שלו.

"בעוד חמש עד עשר שנים עשויות להיות אפליקציות כאלה בשוק," מעריך אלעד. "אבל כדי שמערכת אוטומטית, הפועלת באמצעות למידת מכונה, תוכל לזהות מזהם במהירות וביעלות נדרשות עשרות אלפי מדידות אופטיות במים ובנוזלים אחרים ובסביבות מאתגרות יותר, למשל, בקליפה של תפוח או בבננה. בכל אחת מהסביבות החתימה של המזהם שונה. אם נשווה יכולות פענוח של פתולוג מתחיל לאלו של פתולוג מומחה, שראה כבר מטופלים רבים וניתח אלפי דגימות, נעריך שהמומחה ידע לזהות במהירות ובוודאות גבוהה את סוג הנגע בדגימה שלפניו. באותו אופן, עלינו לערוך מספיק אנליזות כדי שלמערכת האוטומטית יהיה דאטה רחב דיו לבסס עליו את זיהוי החומרים."

התשוקה לסביבה בריאה וירוקה יותר וההבנה שכשמחברים מדע וטכנולוגיה אפשר להשפיע על העולם ועל האנושות הביאו את אלעד, לצד המחקר, להשתתף השנה בתכנית UNBOX, מיזם ייחודי של אוניברסיטת בר-אילן, שהפך אותו מחוקר לחוקר-יזם . במהלך התכנית, אלעד חבר לד"ר רן שאולי מהפקולטה למדעי הרוח (אשר מתמחה בין היתר ברגולציית רחף חומרים מזהמים באוויר), ויחד הם הקימו חברת סטרט-אפ במטרה לפתח חיישנים שיזהו מזהמים באוויר. "אנחנו מאמינים שהידע שנוכל לספק על חומרים מסוכנים באוויר, באמצעות החיישנים שנפתח, יהיה פורץ דרך וישפיע על רגולציה, על הערכת סיכונים ועל האפשרות לשמור על הבריאות של כולנו," מסכם אלעד