1
00:00:15,439 --> 00:00:21,319
חומרי נאנו ומבני נאנו
קיימים בכל עולמנו הטבעי.

2
00:00:21,319 --> 00:00:24,400
ראו את כנף השפירית.

3
00:00:24,400 --> 00:00:28,335
אם נבצע תקריב
של פי 100,000

4
00:00:28,335 --> 00:00:31,346
ונביט בקרומית השקופה,

5
00:00:31,346 --> 00:00:33,852
נראה את מבני הנאנו

6
00:00:33,852 --> 00:00:37,668
שחומקים מעין בלתי-מזוינת.

7
00:00:37,668 --> 00:00:40,237
הגרפן שקוף.

8
00:00:42,697 --> 00:00:45,819
הנה דגם מולקולרי של הגרפן.

9
00:00:45,819 --> 00:00:51,898
כדי שיהיה אפשר לראותו,
הוא הוגדל פי יותר מ-280 מיליון.

10
00:00:53,207 --> 00:00:56,478
הגרפן מורכב ממרכיב אחד ויחיד:

11
00:00:57,648 --> 00:00:58,959
פחמן.

12
00:00:59,589 --> 00:01:01,441
הוא עד כדי כך פשוט.

13
00:01:01,441 --> 00:01:05,652
אבל לגרפן יש הרבה תכונות מיוחדות.

14
00:01:06,052 --> 00:01:11,648
זהו הדק מכל החומרים.
עוביו אטום אחד בלבד.

15
00:01:12,218 --> 00:01:15,776
זהו החומר החזק ביותר
שנמדד אי-פעם.

16
00:01:16,186 --> 00:01:19,594
הקשר הפנימי של אטומי הפחמן
חזק יותר

17
00:01:19,594 --> 00:01:23,477
מהקשר הפחמני בן 4 הפאות
של היהלום.

18
00:01:24,167 --> 00:01:28,487
בה-בעת, הוא גמיש ומתיח.

19
00:01:29,187 --> 00:01:34,523
את הגרפן אפשר לכופף לגמרי
ולמתוח בשיעור של עד 20%.

20
00:01:34,993 --> 00:01:40,552
יש לו המוליכות התרמית הגבוהה
מכל החומרים, כולל נחושת.

21
00:01:41,072 --> 00:01:46,005
הוא מסוגל לעמוד בדחיסות הזרם
הגבוהה ביותר בטמפרטורת החדר,

22
00:01:46,745 --> 00:01:49,678
יש לו הניידות הפנימית
הגבוהה ביותר,

23
00:01:49,678 --> 00:01:53,633
שהיא פי 100 יותר
מזו של צורן,

24
00:01:54,093 --> 00:01:57,828
זהו החומר הבלתי-חדיר ביותר,

25
00:01:57,828 --> 00:02:02,951
אפילו אטומי ההליום הקטנים ביותר
אינם יכולים לעבור דרכו.

26
00:02:04,371 --> 00:02:06,805
הגרפן עתיד לשנות את העולם.

27
00:02:06,805 --> 00:02:11,777
תהיה לבטח חברה נבונה
ושונה לחלוטין

28
00:02:11,777 --> 00:02:14,241
בתוך 10 עד 20 שנה.

29
00:02:14,241 --> 00:02:18,199
הבה נחשוב מעט על העתיד.

30
00:02:18,989 --> 00:02:22,985
תארו לעצמכם
שכל חלונות הזכוכית השקופים

31
00:02:22,985 --> 00:02:27,059
יוכלו לחולל חשמל ברציפות
באור השמש

32
00:02:27,599 --> 00:02:30,912
ולספק אנרגיה לכל הבניינים.

33
00:02:31,712 --> 00:02:36,367
דמיינו שכל כלי הרכב החשמליים
והמכשירים האלקטרוניים

34
00:02:36,367 --> 00:02:40,922
יוכלו להיטען תוך 10 דקות
ולפעול במשך מספר ימים.

35
00:02:41,582 --> 00:02:47,259
תארו לעצמכם התפלה של מי-ים
בעזרת מכשיר-כיס

36
00:02:47,259 --> 00:02:50,967
שיהפוך אותם למי-שתיה
בכל מקום שתהיו בו.

37
00:02:50,967 --> 00:02:57,642
תארו לעצמכם מכשירים אלקטרוניים
משולבים בבגדינו,

38
00:02:57,642 --> 00:03:01,466
וחלקם - אפילו מושתלים מתחת לעור.

39
00:03:02,486 --> 00:03:06,164
דמיינו חומרים מרוכבים קלים

40
00:03:06,164 --> 00:03:08,062
חזקים יותר מאי-פעם

41
00:03:08,062 --> 00:03:12,175
ומשמשים כחומר המבנה העיקרי

42
00:03:12,175 --> 00:03:16,498
של ספינות, כלי-רכב ומטוסים.

43
00:03:17,068 --> 00:03:21,733
דמיינו שבבים אלקטרוניים
שיכולים לבצע פעולות חישוב

44
00:03:21,733 --> 00:03:24,018
פי אלף מהר יותר

45
00:03:24,018 --> 00:03:27,694
בעזרת פלזמה, במקום אלקטרונים.

46
00:03:27,694 --> 00:03:33,208
חלומות אלה יתגשמו יום אחד
ויחוללו מהפכה בחברה שלנו,

47
00:03:33,672 --> 00:03:36,926
ואני מאמין שזה יקרה
עוד בימי חיינו,

48
00:03:36,926 --> 00:03:40,765
הודות לחקר חומר הנאנו
החדש הזה.

49
00:03:41,375 --> 00:03:44,979
אבל הפקת גרפן היא בעיה רצינית.

50
00:03:45,929 --> 00:03:49,669
למרות שכבר ידוע
שהגרפן קיים בגרפיט,

51
00:03:49,669 --> 00:03:52,941
רוב המדענים האמינו
שיהיה בלתי-אפשרי

52
00:03:52,941 --> 00:03:55,710
לבודד ממנו גרפן יציב.

53
00:03:55,710 --> 00:03:59,900
בשנות ה-30 של המאה ה-20,
לנדאו ופירלס חזו

54
00:03:59,900 --> 00:04:04,552
שגבישים דו-מימדיים יהיו
בלתי-יציבים מבחינה תרמודינמית

55
00:04:04,552 --> 00:04:06,829
ולכן לא יוכלו להתקיים.

56
00:04:06,829 --> 00:04:12,117
30 שנה לאחר מכן,
מרמין הוסיף את התוצאות האנליטיות

57
00:04:12,117 --> 00:04:16,037
שאיששו במלואה הנחה זו -

58
00:04:16,037 --> 00:04:19,176
עד 2004, כששני מדענים,

59
00:04:19,176 --> 00:04:21,595
אנדרה גיים וקוסטיה נובוסלוב,

60
00:04:21,595 --> 00:04:25,454
השתמשו בסרט דביק שקוף
כדי להפיק גרפן.

61
00:04:25,454 --> 00:04:30,471
בכך שהצמידו סרט דביק
מספר פעמים לשבבי גרפיט

62
00:04:30,471 --> 00:04:33,466
ובכל פעם קילפו שכבה,

63
00:04:35,126 --> 00:04:38,504
הגרפיט הלך ונעשה דק.

64
00:04:38,504 --> 00:04:42,870
למרות שברוב האזורים היו
שבבי גרפיט דקים,

65
00:04:42,870 --> 00:04:48,402
הרי שהם הצליחו לבודד לבסוף
כמה פיסות קטנות של גרפן חד-שכבתי.

66
00:04:48,784 --> 00:04:52,746
מאז, אלפי מדענים פתחו במחקר

67
00:04:52,746 --> 00:04:56,704
על יסוד פיסה זעירה זו
של גרפן חד-שכבתי

68
00:04:56,704 --> 00:04:59,531
בעזרת שיטת הסרט הדביק.

69
00:04:59,531 --> 00:05:03,792
התוכלו להאמין שפרס נובל לפיזיקה
לשנת 2010,

70
00:05:03,792 --> 00:05:06,398
הוענק לשני מדענים אלה

71
00:05:06,398 --> 00:05:11,155
על הניסוי פורץ-הדרך שלהם
בסרט דביק? (צחוק)

72
00:05:11,155 --> 00:05:13,803
ברור שזאת אינה דרך מעשית

73
00:05:13,803 --> 00:05:18,103
להפיק גרפן ולייצר מוצרים שימושיים
בהיקף נרחב.

74
00:05:18,103 --> 00:05:21,749
כיום, טונות שבבים זעירים
של גרפן רב-שכבתי,

75
00:05:21,749 --> 00:05:25,160
ממש כך, שבבי גרפן דקים,

76
00:05:25,160 --> 00:05:29,551
ניתנים לייצור בעזרת שיטת
הקילוף הכימי.


77
00:05:29,551 --> 00:05:33,427
אפשר לערבב אותם לתערובת
יציקת מחבטי טניס או צמיגי אופניים

78
00:05:33,427 --> 00:05:37,769
כדי לשפר את החוזק
ולהקטין את המשקל הכולל.

79
00:05:37,769 --> 00:05:41,256
אך החומר שמופק הוא שחור,

80
00:05:41,256 --> 00:05:46,444
וזה לא תואם לתכונת השקיפות
של הגרפן.

81
00:05:46,444 --> 00:05:51,286
אם הצבע שחור, משמע
שהשבבים עבים מדי.

82
00:05:52,266 --> 00:05:54,976
בה-בעת, השבבים קטנים מדי

83
00:05:54,976 --> 00:05:59,246
מכדי שיוכלו לבצע
את הדברים הנהדרים שציינתי.

84
00:06:00,398 --> 00:06:04,371
כחוקר נסיוני שחוקר את הגרפן,

85
00:06:04,371 --> 00:06:08,132
הייתי זקוק לשטח גדול
של גרפן חד-שכבתי

86
00:06:08,132 --> 00:06:10,293
עבור הניסויים שלי.

87
00:06:10,293 --> 00:06:13,346
אבל לא הצלחתי למצוא
שום קבוצת מחקר

88
00:06:13,346 --> 00:06:16,750
שתוכל לספק לי
את הגרפן באיכות הגבוהה,

89
00:06:16,750 --> 00:06:19,144
בהולנד, באותה עת.

90
00:06:19,144 --> 00:06:23,879
נסעתי מידי יום הלוך ושוב
בין אוניברסיטאות ליידן ודלפט

91
00:06:23,879 --> 00:06:29,634
והתחבטתי בבעיה, איך לגדל
דגימות גדולות של גרפן.

92
00:06:30,554 --> 00:06:33,294
המתקנים הקיימים

93
00:06:33,294 --> 00:06:36,695
לא איפשרו לי לבודד
גרפן באיכות גבוהה,

94
00:06:36,695 --> 00:06:41,550
בין אם משום שבציוד היתה
בקרה גסה מאד של זרימת הגז,

95
00:06:41,550 --> 00:06:45,320
או משום שאזור החימום
היה קטן מדי,

96
00:06:45,320 --> 00:06:48,507
מכדי לגדל דגימות גרפן גדולות.

97
00:06:48,927 --> 00:06:51,887
אפילו עוצמת התנור
לא היתה מספקת

98
00:06:51,887 --> 00:06:54,838
כדי להגיע ל-1,000 מעלות צלזיוס.

99
00:06:56,318 --> 00:06:59,798
יום אחר יום התעוררתי ב-6 בבוקר,

100
00:06:59,798 --> 00:07:02,289
וחזרתי הבית בחצות.

101
00:07:02,289 --> 00:07:06,059
ניסיתי את כל האפשרויות
שעלו בדעתי.

102
00:07:06,379 --> 00:07:12,435
אבל מנת-חלקי היתה רק
תסכול והישנות של הבעיות.

103
00:07:12,435 --> 00:07:14,824
חשבתי: "אם אמשיך כך,

104
00:07:14,824 --> 00:07:17,584
"לעולם לא אסיים
את מחקר הדוקטורט שלי."

105
00:07:18,624 --> 00:07:22,049
כעבור 4 חודשים,
החלטתי להפסיק לבזבז זמן

106
00:07:22,049 --> 00:07:24,579
ולבנות בעצמי כבשן.

107
00:07:24,579 --> 00:07:27,526
הודות למנחה שלי ולפקולטה,

108
00:07:27,526 --> 00:07:31,143
קיבלתי תקציב נוסף עבור הציוד.

109
00:07:31,143 --> 00:07:35,296
באותה עת גם זכיתי
בפרס "הרעיון הפרוע לצעירים",

110
00:07:35,296 --> 00:07:37,913
בשווי 10,000 יורו,

111
00:07:37,913 --> 00:07:43,185
מה שאיפשר לי להוציא בחופשיות
את הכסף על החומר.

112
00:07:46,285 --> 00:07:52,669
אני עדיין זוכר את אותו רגע,
ביום שלישי, ה-17.4.2012.

113
00:07:53,190 --> 00:07:56,187
אחרי שנה שלמה
של ימי עבודה ארוכים,

114
00:07:56,187 --> 00:07:59,756
התחלתי בבדיקה הראשונה
של המערכת שבניתי בעצמי

115
00:07:59,756 --> 00:08:03,226
משאבת הריק שלקחתי
ממקום כלשהו במעבדה

116
00:08:03,226 --> 00:08:09,018
היתה בת יותר מ-8 שנים
ועבדה כבר מעל 29,000 שעות.

117
00:08:09,808 --> 00:08:13,467
לא רק זה, אלא שהמשאבה
היתה מפסיקה לפעול

118
00:08:13,467 --> 00:08:17,815
ברגע שהטמפרטורה היתה עוברת
את ה-40 מעלות צלזיוס.

119
00:08:19,085 --> 00:08:23,412
אז קניתי מאוורר קטן ב-30 יורו,

120
00:08:23,412 --> 00:08:27,183
שהצליח לקרר היטב את המשאבה.

121
00:08:29,123 --> 00:08:32,964
זה הכבשן שבניתי.

122
00:08:34,574 --> 00:08:39,334
אסביר את היתרונות
של המערכת הביתית הזאת.

123
00:08:39,334 --> 00:08:42,212
הכבשן הזה מסוגל לחמם את
שפופרת הקוורץ בת ה-1 אינץ' הזאת

124
00:08:42,212 --> 00:08:45,280
ליותר מ-1,000 מעלות צלזיוס

125
00:08:45,280 --> 00:08:49,920
עם תנודת טמפרטורה
של פחות ממעלת צלזיוס אחת.

126
00:08:51,140 --> 00:08:56,190
יש כיסוי חסין-ירי שקוף
עשוי לקסאן,

127
00:08:56,190 --> 00:09:00,493
שיכול להגן מפני
התפוצצות גז אפשרית

128
00:09:00,493 --> 00:09:03,560
ולשמור על בטיחותו של החוקר.

129
00:09:03,560 --> 00:09:08,924
יש גלגל-יד קטן לשליטה מרחוק
בהזזת הכבשן

130
00:09:09,974 --> 00:09:11,173
שמאלה

131
00:09:11,973 --> 00:09:13,506
וימינה,

132
00:09:14,196 --> 00:09:17,554
בעזרת גלגל-שיניים ושרשרת,

133
00:09:17,554 --> 00:09:20,993
כמו אלה שבאופניים.

134
00:09:20,993 --> 00:09:26,400
בעזרת המערך הזה יכולתי
לחמם ולצנן את הדגימה

135
00:09:26,400 --> 00:09:30,366
פי 10 מהר יותר
מאשר בכל ציוד מסחרי.

136
00:09:30,366 --> 00:09:36,926
עלות המערכת הזאת
נמוכה מ-20,000 יורו,

137
00:09:36,926 --> 00:09:42,159
זולה ביותר מפי 7
מכל ציוד מסחרי קיים.

138
00:09:43,229 --> 00:09:46,998
ניתן למטב את כל הרכיבים
ולשלוט בהם היטב.

139
00:09:46,998 --> 00:09:50,541
הביצועים שלהם טובים בהרבה.

140
00:09:50,541 --> 00:09:54,536
נהניתי מניהול הניסוי
בעזרת המערכת שבניתי.

141
00:09:55,336 --> 00:09:58,203
זהו הגרפן שגידלתי.

142
00:09:58,203 --> 00:10:02,123
גבישי הגרפן גדלים
כמו גבישי שלג.

143
00:10:02,123 --> 00:10:04,096
גז מתאן,

144
00:10:04,596 --> 00:10:09,805
שמהווה כ-80% מהגז הטבעי
המשמש לבישול,

145
00:10:10,505 --> 00:10:13,689
יכול להתפרק לאטומי פחמן

146
00:10:16,919 --> 00:10:19,959
על גבי מצע נחושת

147
00:10:23,229 --> 00:10:28,347
ב-1,000 מעלות צלזיוס
בסביבת גז אציל.

148
00:10:32,823 --> 00:10:35,985
אטומי הפחמן ייצמדו זה לזה

149
00:10:35,985 --> 00:10:40,027
וייצרו טבעות פחמן
במבנה של כוורת,

150
00:10:40,027 --> 00:10:42,109
כמו שיש בגרפיט.

151
00:10:42,589 --> 00:10:47,081
אני יכול להשתמש באיזוטופ של פחמן
לסימון נוהל הגידול.

152
00:10:47,801 --> 00:10:53,027
התוכלו לדמיין שגודלו
של גביש גרפן בודד

153
00:10:53,027 --> 00:10:56,273
הוא מעט יותר ממילימטרים ספורים,

154
00:10:56,273 --> 00:11:02,921
גדול יותר מפי מיליון
מגודל אטום הפחמן?

155
00:11:06,911 --> 00:11:11,786
האם תאמינו שדגימה זו נוצרה
לפני 6 חודשים,

156
00:11:12,584 --> 00:11:19,423
ושכבת הגרפן הבודדת עודנה מסוגלת
להגן על הנחושת מפני התחמצנות?

157
00:11:20,053 --> 00:11:23,778
גבישי הגרפן ממשיכים לגדול,

158
00:11:24,408 --> 00:11:27,196
מתחברים עם גבישי הגרפן הסמוכים,

159
00:11:27,196 --> 00:11:30,191
ובסופו של דבר יוצרים
יריעה רציפה.

160
00:11:30,881 --> 00:11:33,214
ברגע שאין עוד נחושת חשופה,

161
00:11:33,214 --> 00:11:35,871
גידול הגרפן ייעצר.

162
00:11:36,921 --> 00:11:42,385
בסיום, תהיה לנו שכבת גרפן
חד-שכבתי ואיכותי ביותר.

163
00:11:43,369 --> 00:11:46,414
עמיתי ואני הוכחנו לראשונה

164
00:11:46,414 --> 00:11:49,353
שאיכות הגרפן המלאכותי

165
00:11:49,353 --> 00:11:53,128
טובה כמו זו שהופקה
בשיטת הסרט הדביק,

166
00:11:53,128 --> 00:11:56,767
אבל הגודל רב יותר.

167
00:11:58,117 --> 00:12:02,910
לייצור המוני של גרפן
ולהורדה משמעותית של העלות,

168
00:12:02,910 --> 00:12:08,045
תוכנן ונבנה
כבשן גדול וטוב יותר.

169
00:12:08,845 --> 00:12:11,224
הכבשן מצויד בשפופרת קוורץ
גדולה יותר,

170
00:12:11,224 --> 00:12:15,649
והכבשן ישמור תמיד
על טמפרטורה קבועה.

171
00:12:15,649 --> 00:12:18,328
מעת שגידול הגרפן הסתיים,

172
00:12:18,328 --> 00:12:24,075
הייתי צריך רק להזיז את הכבשן
הרחק מן השפופרת

173
00:12:24,075 --> 00:12:26,402
ולהוציא את דגימת הגרפן.

174
00:12:26,402 --> 00:12:30,814
יכולתי מיד להתחיל בשלב השני
של מחזור גידול הגרפן.

175
00:12:31,544 --> 00:12:34,152
את יעילותו של גידול גרפן באיכות גבוהה

176
00:12:34,152 --> 00:12:36,959
ניתן לשפר פי 10 עד 20

177
00:12:36,959 --> 00:12:41,137
וצריכת האנרגיה תרד בהרבה.

178
00:12:41,137 --> 00:12:43,783
אם נבנה מאות כבשנים גדולים יותר,

179
00:12:43,783 --> 00:12:47,895
יתאפשר במהרה ייצור המוני
של גרפן.

180
00:12:51,215 --> 00:12:56,389
זאת שכבת גרפן על מצע שקוף.

181
00:12:58,079 --> 00:13:01,098
אני מסוגל לראות דרכה
את כולכם.

182
00:13:04,688 --> 00:13:07,319
אבל יש בה משהו מיוחד.

183
00:13:19,644 --> 00:13:21,520
היא מוליכה

184
00:13:25,260 --> 00:13:26,831
וגמישה.

185
00:13:29,661 --> 00:13:36,481
(מחיאות כפיים)

186
00:13:40,231 --> 00:13:46,236
כעת אתם יכולים לדמיין
כל מיני יישומים עתידיים לגרפן הזה.

187
00:13:51,032 --> 00:13:54,258
לפי שעה, מחיר פיסת הגרפן
הקטנה הזאת

188
00:13:54,258 --> 00:13:56,984
הוא כ-1,000 יורו.

189
00:13:57,654 --> 00:14:03,472
אני מאמין שמחיר הגרפן יירד
לפחות מ-1 יורו

190
00:14:03,472 --> 00:14:05,364
תוך שנים ספורות,

191
00:14:05,364 --> 00:14:08,624
כי החומרים בהם אנו משתמשים
להפקת גרפן,

192
00:14:08,964 --> 00:14:10,523
כגון...

193
00:14:11,553 --> 00:14:15,242
גז טבעי ורדיד נחושת,

194
00:14:15,998 --> 00:14:17,884
נפוצים מאד.

195
00:14:18,524 --> 00:14:22,752
לכולנו תהיה גישה לגרפן
בעתיד הקרוב,

196
00:14:23,265 --> 00:14:25,377
ונוכל להגשים את החלום.

197
00:14:25,377 --> 00:14:29,586
זיכרו: אמרתי לכם שעולמנו
יהיה טוב יותר.

198
00:14:30,498 --> 00:14:33,758
בינתיים אינני יכול להראות לכם
חלונות זכוכית שקופים

199
00:14:33,758 --> 00:14:36,165
שיפיקו חשמל,

200
00:14:36,165 --> 00:14:40,556
ואינני יכול להראות לכם
את האלקטרוניקה שבבגדי,

201
00:14:41,436 --> 00:14:45,700
אבל אני יכול להראות לכם משהו
שטרם ראיתם.

202
00:14:47,209 --> 00:14:53,297
זהו גרפן שקוף שהודפס במבני תיל

203
00:14:54,225 --> 00:14:57,775
בכנף הפולימרית השקופה הזאת.

204
00:14:58,486 --> 00:15:01,536
הגרפן כה מיוחד,

205
00:15:01,536 --> 00:15:05,536
שברגע שמפעילים עליו
כמות אנרגיה זעירה, הוא מתכווץ.

206
00:15:06,486 --> 00:15:09,886
והגרפן כה חזק,
שהוא מסוגל להרים

207
00:15:09,886 --> 00:15:14,366
את הכנף הפולימרית,
שכבדה ממנו פי אלף,

208
00:15:14,366 --> 00:15:18,486
ולחקות פעולת נפנוף כנפיים,
כמו רובוט ביולוגי.

209
00:15:23,615 --> 00:15:28,225
ראו מה עשיתי וכמה השגתי
בשנים המועטות הללו.

210
00:15:29,665 --> 00:15:32,205
אם כולכם תקחו חלק במאמץ שלי,

211
00:15:32,205 --> 00:15:35,965
להפיק גרפן באיכות גבוהה
ובהיקף רחב,

212
00:15:35,965 --> 00:15:39,965
אני מאמין שנוכל ביחד
להגשים את חלומנו.

213
00:15:39,965 --> 00:15:41,245
תודה לכם.

214
00:15:41,245 --> 00:15:44,225
(מחיאות כפיים)