WEBVTT

00:00:15.439 --> 00:00:21.319
חומרי נאנו ומבני נאנו
קיימים בכל עולמנו הטבעי.

00:00:21.319 --> 00:00:24.400
ראו את כנף השפירית.

00:00:24.400 --> 00:00:28.335
אם נבצע תקריב
של פי 100,000

00:00:28.335 --> 00:00:31.346
ונביט בקרומית השקופה,

00:00:31.346 --> 00:00:33.852
נראה את מבני הנאנו

00:00:33.852 --> 00:00:37.668
שחומקים מעין בלתי-מזוינת.

00:00:37.668 --> 00:00:40.237
הגרפן שקוף.

00:00:42.697 --> 00:00:45.819
הנה דגם מולקולרי של הגרפן.

00:00:45.819 --> 00:00:51.898
כדי שיהיה אפשר לראותו,
הוא הוגדל פי יותר מ-280 מיליון.

00:00:53.207 --> 00:00:56.478
הגרפן מורכב ממרכיב אחד ויחיד:

00:00:57.648 --> 00:00:58.959
פחמן.

00:00:59.589 --> 00:01:01.441
הוא עד כדי כך פשוט.

00:01:01.441 --> 00:01:05.652
אבל לגרפן יש הרבה תכונות מיוחדות.

00:01:06.052 --> 00:01:11.648
זהו הדק מכל החומרים.
עוביו אטום אחד בלבד.

00:01:12.218 --> 00:01:15.776
זהו החומר החזק ביותר
שנמדד אי-פעם.

00:01:16.186 --> 00:01:19.594
הקשר הפנימי של אטומי הפחמן
חזק יותר

00:01:19.594 --> 00:01:23.477
מהקשר הפחמני בן 4 הפאות
של היהלום.

00:01:24.167 --> 00:01:28.487
בה-בעת, הוא גמיש ומתיח.

00:01:29.187 --> 00:01:34.523
את הגרפן אפשר לכופף לגמרי
ולמתוח בשיעור של עד 20%.

00:01:34.993 --> 00:01:40.552
יש לו המוליכות התרמית הגבוהה
מכל החומרים, כולל נחושת.

00:01:41.072 --> 00:01:46.005
הוא מסוגל לעמוד בדחיסות הזרם
הגבוהה ביותר בטמפרטורת החדר,

00:01:46.745 --> 00:01:49.678
יש לו הניידות הפנימית
הגבוהה ביותר,

00:01:49.678 --> 00:01:53.633
שהיא פי 100 יותר
מזו של צורן,

00:01:54.093 --> 00:01:57.828
זהו החומר הבלתי-חדיר ביותר,

00:01:57.828 --> 00:02:02.951
אפילו אטומי ההליום הקטנים ביותר
אינם יכולים לעבור דרכו.

00:02:04.371 --> 00:02:06.805
הגרפן עתיד לשנות את העולם.

00:02:06.805 --> 00:02:11.777
תהיה לבטח חברה נבונה
ושונה לחלוטין

00:02:11.777 --> 00:02:14.241
בתוך 10 עד 20 שנה.

00:02:14.241 --> 00:02:18.199
הבה נחשוב מעט על העתיד.

00:02:18.989 --> 00:02:22.985
תארו לעצמכם
שכל חלונות הזכוכית השקופים

00:02:22.985 --> 00:02:27.059
יוכלו לחולל חשמל ברציפות
באור השמש

00:02:27.599 --> 00:02:30.912
ולספק אנרגיה לכל הבניינים.

00:02:31.712 --> 00:02:36.367
דמיינו שכל כלי הרכב החשמליים
והמכשירים האלקטרוניים

00:02:36.367 --> 00:02:40.922
יוכלו להיטען תוך 10 דקות
ולפעול במשך מספר ימים.

00:02:41.582 --> 00:02:47.259
תארו לעצמכם התפלה של מי-ים
בעזרת מכשיר-כיס

00:02:47.259 --> 00:02:50.967
שיהפוך אותם למי-שתיה
בכל מקום שתהיו בו.

00:02:50.967 --> 00:02:57.642
תארו לעצמכם מכשירים אלקטרוניים
משולבים בבגדינו,

00:02:57.642 --> 00:03:01.466
וחלקם - אפילו מושתלים מתחת לעור.

00:03:02.486 --> 00:03:06.164
דמיינו חומרים מרוכבים קלים

00:03:06.164 --> 00:03:08.062
חזקים יותר מאי-פעם

00:03:08.062 --> 00:03:12.175
ומשמשים כחומר המבנה העיקרי

00:03:12.175 --> 00:03:16.498
של ספינות, כלי-רכב ומטוסים.

00:03:17.068 --> 00:03:21.733
דמיינו שבבים אלקטרוניים
שיכולים לבצע פעולות חישוב

00:03:21.733 --> 00:03:24.018
פי אלף מהר יותר

00:03:24.018 --> 00:03:27.694
בעזרת פלזמה, במקום אלקטרונים.

00:03:27.694 --> 00:03:33.208
חלומות אלה יתגשמו יום אחד
ויחוללו מהפכה בחברה שלנו,

00:03:33.672 --> 00:03:36.926
ואני מאמין שזה יקרה
עוד בימי חיינו,

00:03:36.926 --> 00:03:40.765
הודות לחקר חומר הנאנו
החדש הזה.

00:03:41.375 --> 00:03:44.979
אבל הפקת גרפן היא בעיה רצינית.

00:03:45.929 --> 00:03:49.669
למרות שכבר ידוע
שהגרפן קיים בגרפיט,

00:03:49.669 --> 00:03:52.941
רוב המדענים האמינו
שיהיה בלתי-אפשרי

00:03:52.941 --> 00:03:55.710
לבודד ממנו גרפן יציב.

00:03:55.710 --> 00:03:59.900
בשנות ה-30 של המאה ה-20,
לנדאו ופירלס חזו

00:03:59.900 --> 00:04:04.552
שגבישים דו-מימדיים יהיו
בלתי-יציבים מבחינה תרמודינמית

00:04:04.552 --> 00:04:06.829
ולכן לא יוכלו להתקיים.

00:04:06.829 --> 00:04:12.117
30 שנה לאחר מכן,
מרמין הוסיף את התוצאות האנליטיות

00:04:12.117 --> 00:04:16.037
שאיששו במלואה הנחה זו -

00:04:16.037 --> 00:04:19.176
עד 2004, כששני מדענים,

00:04:19.176 --> 00:04:21.595
אנדרה גיים וקוסטיה נובוסלוב,

00:04:21.595 --> 00:04:25.454
השתמשו בסרט דביק שקוף
כדי להפיק גרפן.

00:04:25.454 --> 00:04:30.471
בכך שהצמידו סרט דביק
מספר פעמים לשבבי גרפיט

00:04:30.471 --> 00:04:33.466
ובכל פעם קילפו שכבה,

00:04:35.126 --> 00:04:38.504
הגרפיט הלך ונעשה דק.

00:04:38.504 --> 00:04:42.870
למרות שברוב האזורים היו
שבבי גרפיט דקים,

00:04:42.870 --> 00:04:48.402
הרי שהם הצליחו לבודד לבסוף
כמה פיסות קטנות של גרפן חד-שכבתי.

00:04:48.784 --> 00:04:52.746
מאז, אלפי מדענים פתחו במחקר

00:04:52.746 --> 00:04:56.704
על יסוד פיסה זעירה זו
של גרפן חד-שכבתי

00:04:56.704 --> 00:04:59.531
בעזרת שיטת הסרט הדביק.

00:04:59.531 --> 00:05:03.792
התוכלו להאמין שפרס נובל לפיזיקה
לשנת 2010,

00:05:03.792 --> 00:05:06.398
הוענק לשני מדענים אלה

00:05:06.398 --> 00:05:11.155
על הניסוי פורץ-הדרך שלהם
בסרט דביק? (צחוק)

00:05:11.155 --> 00:05:13.803
ברור שזאת אינה דרך מעשית

00:05:13.803 --> 00:05:18.103
להפיק גרפן ולייצר מוצרים שימושיים
בהיקף נרחב.

00:05:18.103 --> 00:05:21.749
כיום, טונות שבבים זעירים
של גרפן רב-שכבתי,

00:05:21.749 --> 00:05:25.160
ממש כך, שבבי גרפן דקים,

00:05:25.160 --> 00:05:29.551
ניתנים לייצור בעזרת שיטת
הקילוף הכימי.


00:05:29.551 --> 00:05:33.427
אפשר לערבב אותם לתערובת
יציקת מחבטי טניס או צמיגי אופניים

00:05:33.427 --> 00:05:37.769
כדי לשפר את החוזק
ולהקטין את המשקל הכולל.

00:05:37.769 --> 00:05:41.256
אך החומר שמופק הוא שחור,

00:05:41.256 --> 00:05:46.444
וזה לא תואם לתכונת השקיפות
של הגרפן.

00:05:46.444 --> 00:05:51.286
אם הצבע שחור, משמע
שהשבבים עבים מדי.

00:05:52.266 --> 00:05:54.976
בה-בעת, השבבים קטנים מדי

00:05:54.976 --> 00:05:59.246
מכדי שיוכלו לבצע
את הדברים הנהדרים שציינתי.

00:06:00.398 --> 00:06:04.371
כחוקר נסיוני שחוקר את הגרפן,

00:06:04.371 --> 00:06:08.132
הייתי זקוק לשטח גדול
של גרפן חד-שכבתי

00:06:08.132 --> 00:06:10.293
עבור הניסויים שלי.

00:06:10.293 --> 00:06:13.346
אבל לא הצלחתי למצוא
שום קבוצת מחקר

00:06:13.346 --> 00:06:16.750
שתוכל לספק לי
את הגרפן באיכות הגבוהה,

00:06:16.750 --> 00:06:19.144
בהולנד, באותה עת.

00:06:19.144 --> 00:06:23.879
נסעתי מידי יום הלוך ושוב
בין אוניברסיטאות ליידן ודלפט

00:06:23.879 --> 00:06:29.634
והתחבטתי בבעיה, איך לגדל
דגימות גדולות של גרפן.

00:06:30.554 --> 00:06:33.294
המתקנים הקיימים

00:06:33.294 --> 00:06:36.695
לא איפשרו לי לבודד
גרפן באיכות גבוהה,

00:06:36.695 --> 00:06:41.550
בין אם משום שבציוד היתה
בקרה גסה מאד של זרימת הגז,

00:06:41.550 --> 00:06:45.320
או משום שאזור החימום
היה קטן מדי,

00:06:45.320 --> 00:06:48.507
מכדי לגדל דגימות גרפן גדולות.

00:06:48.927 --> 00:06:51.887
אפילו עוצמת התנור
לא היתה מספקת

00:06:51.887 --> 00:06:54.838
כדי להגיע ל-1,000 מעלות צלזיוס.

00:06:56.318 --> 00:06:59.798
יום אחר יום התעוררתי ב-6 בבוקר,

00:06:59.798 --> 00:07:02.289
וחזרתי הבית בחצות.

00:07:02.289 --> 00:07:06.059
ניסיתי את כל האפשרויות
שעלו בדעתי.

00:07:06.379 --> 00:07:12.435
אבל מנת-חלקי היתה רק
תסכול והישנות של הבעיות.

00:07:12.435 --> 00:07:14.824
חשבתי: "אם אמשיך כך,

00:07:14.824 --> 00:07:17.584
"לעולם לא אסיים
את מחקר הדוקטורט שלי."

00:07:18.624 --> 00:07:22.049
כעבור 4 חודשים,
החלטתי להפסיק לבזבז זמן

00:07:22.049 --> 00:07:24.579
ולבנות בעצמי כבשן.

00:07:24.579 --> 00:07:27.526
הודות למנחה שלי ולפקולטה,

00:07:27.526 --> 00:07:31.143
קיבלתי תקציב נוסף עבור הציוד.

00:07:31.143 --> 00:07:35.296
באותה עת גם זכיתי
בפרס "הרעיון הפרוע לצעירים",

00:07:35.296 --> 00:07:37.913
בשווי 10,000 יורו,

00:07:37.913 --> 00:07:43.185
מה שאיפשר לי להוציא בחופשיות
את הכסף על החומר.

00:07:46.285 --> 00:07:52.669
אני עדיין זוכר את אותו רגע,
ביום שלישי, ה-17.4.2012.

00:07:53.190 --> 00:07:56.187
אחרי שנה שלמה
של ימי עבודה ארוכים,

00:07:56.187 --> 00:07:59.756
התחלתי בבדיקה הראשונה
של המערכת שבניתי בעצמי

00:07:59.756 --> 00:08:03.226
משאבת הריק שלקחתי
ממקום כלשהו במעבדה

00:08:03.226 --> 00:08:09.018
היתה בת יותר מ-8 שנים
ועבדה כבר מעל 29,000 שעות.

00:08:09.808 --> 00:08:13.467
לא רק זה, אלא שהמשאבה
היתה מפסיקה לפעול

00:08:13.467 --> 00:08:17.815
ברגע שהטמפרטורה היתה עוברת
את ה-40 מעלות צלזיוס.

00:08:19.085 --> 00:08:23.412
אז קניתי מאוורר קטן ב-30 יורו,

00:08:23.412 --> 00:08:27.183
שהצליח לקרר היטב את המשאבה.

00:08:29.123 --> 00:08:32.964
זה הכבשן שבניתי.

00:08:34.574 --> 00:08:39.334
אסביר את היתרונות
של המערכת הביתית הזאת.

00:08:39.334 --> 00:08:42.212
הכבשן הזה מסוגל לחמם את
שפופרת הקוורץ בת ה-1 אינץ' הזאת

00:08:42.212 --> 00:08:45.280
ליותר מ-1,000 מעלות צלזיוס

00:08:45.280 --> 00:08:49.920
עם תנודת טמפרטורה
של פחות ממעלת צלזיוס אחת.

00:08:51.140 --> 00:08:56.190
יש כיסוי חסין-ירי שקוף
עשוי לקסאן,

00:08:56.190 --> 00:09:00.493
שיכול להגן מפני
התפוצצות גז אפשרית

00:09:00.493 --> 00:09:03.560
ולשמור על בטיחותו של החוקר.

00:09:03.560 --> 00:09:08.924
יש גלגל-יד קטן לשליטה מרחוק
בהזזת הכבשן

00:09:09.974 --> 00:09:11.173
שמאלה

00:09:11.973 --> 00:09:13.506
וימינה,

00:09:14.196 --> 00:09:17.554
בעזרת גלגל-שיניים ושרשרת,

00:09:17.554 --> 00:09:20.993
כמו אלה שבאופניים.

00:09:20.993 --> 00:09:26.400
בעזרת המערך הזה יכולתי
לחמם ולצנן את הדגימה

00:09:26.400 --> 00:09:30.366
פי 10 מהר יותר
מאשר בכל ציוד מסחרי.

00:09:30.366 --> 00:09:36.926
עלות המערכת הזאת
נמוכה מ-20,000 יורו,

00:09:36.926 --> 00:09:42.159
זולה ביותר מפי 7
מכל ציוד מסחרי קיים.

00:09:43.229 --> 00:09:46.998
ניתן למטב את כל הרכיבים
ולשלוט בהם היטב.

00:09:46.998 --> 00:09:50.541
הביצועים שלהם טובים בהרבה.

00:09:50.541 --> 00:09:54.536
נהניתי מניהול הניסוי
בעזרת המערכת שבניתי.

00:09:55.336 --> 00:09:58.203
זהו הגרפן שגידלתי.

00:09:58.203 --> 00:10:02.123
גבישי הגרפן גדלים
כמו גבישי שלג.

00:10:02.123 --> 00:10:04.096
גז מתאן,

00:10:04.596 --> 00:10:09.805
שמהווה כ-80% מהגז הטבעי
המשמש לבישול,

00:10:10.505 --> 00:10:13.689
יכול להתפרק לאטומי פחמן

00:10:16.919 --> 00:10:19.959
על גבי מצע נחושת

00:10:23.229 --> 00:10:28.347
ב-1,000 מעלות צלזיוס
בסביבת גז אציל.

00:10:32.823 --> 00:10:35.985
אטומי הפחמן ייצמדו זה לזה

00:10:35.985 --> 00:10:40.027
וייצרו טבעות פחמן
במבנה של כוורת,

00:10:40.027 --> 00:10:42.109
כמו שיש בגרפיט.

00:10:42.589 --> 00:10:47.081
אני יכול להשתמש באיזוטופ של פחמן
לסימון נוהל הגידול.

00:10:47.801 --> 00:10:53.027
התוכלו לדמיין שגודלו
של גביש גרפן בודד

00:10:53.027 --> 00:10:56.273
הוא מעט יותר ממילימטרים ספורים,

00:10:56.273 --> 00:11:02.921
גדול יותר מפי מיליון
מגודל אטום הפחמן?

00:11:06.911 --> 00:11:11.786
האם תאמינו שדגימה זו נוצרה
לפני 6 חודשים,

00:11:12.584 --> 00:11:19.423
ושכבת הגרפן הבודדת עודנה מסוגלת
להגן על הנחושת מפני התחמצנות?

00:11:20.053 --> 00:11:23.778
גבישי הגרפן ממשיכים לגדול,

00:11:24.408 --> 00:11:27.196
מתחברים עם גבישי הגרפן הסמוכים,

00:11:27.196 --> 00:11:30.191
ובסופו של דבר יוצרים
יריעה רציפה.

00:11:30.881 --> 00:11:33.214
ברגע שאין עוד נחושת חשופה,

00:11:33.214 --> 00:11:35.871
גידול הגרפן ייעצר.

00:11:36.921 --> 00:11:42.385
בסיום, תהיה לנו שכבת גרפן
חד-שכבתי ואיכותי ביותר.

00:11:43.369 --> 00:11:46.414
עמיתי ואני הוכחנו לראשונה

00:11:46.414 --> 00:11:49.353
שאיכות הגרפן המלאכותי

00:11:49.353 --> 00:11:53.128
טובה כמו זו שהופקה
בשיטת הסרט הדביק,

00:11:53.128 --> 00:11:56.767
אבל הגודל רב יותר.

00:11:58.117 --> 00:12:02.910
לייצור המוני של גרפן
ולהורדה משמעותית של העלות,

00:12:02.910 --> 00:12:08.045
תוכנן ונבנה
כבשן גדול וטוב יותר.

00:12:08.845 --> 00:12:11.224
הכבשן מצויד בשפופרת קוורץ
גדולה יותר,

00:12:11.224 --> 00:12:15.649
והכבשן ישמור תמיד
על טמפרטורה קבועה.

00:12:15.649 --> 00:12:18.328
מעת שגידול הגרפן הסתיים,

00:12:18.328 --> 00:12:24.075
הייתי צריך רק להזיז את הכבשן
הרחק מן השפופרת

00:12:24.075 --> 00:12:26.402
ולהוציא את דגימת הגרפן.

00:12:26.402 --> 00:12:30.814
יכולתי מיד להתחיל בשלב השני
של מחזור גידול הגרפן.

00:12:31.544 --> 00:12:34.152
את יעילותו של גידול גרפן באיכות גבוהה

00:12:34.152 --> 00:12:36.959
ניתן לשפר פי 10 עד 20

00:12:36.959 --> 00:12:41.137
וצריכת האנרגיה תרד בהרבה.

00:12:41.137 --> 00:12:43.783
אם נבנה מאות כבשנים גדולים יותר,

00:12:43.783 --> 00:12:47.895
יתאפשר במהרה ייצור המוני
של גרפן.

00:12:51.215 --> 00:12:56.389
זאת שכבת גרפן על מצע שקוף.

00:12:58.079 --> 00:13:01.098
אני מסוגל לראות דרכה
את כולכם.

00:13:04.688 --> 00:13:07.319
אבל יש בה משהו מיוחד.

00:13:19.644 --> 00:13:21.520
היא מוליכה

00:13:25.260 --> 00:13:26.831
וגמישה.

00:13:29.661 --> 00:13:36.481
(מחיאות כפיים)

00:13:40.231 --> 00:13:46.236
כעת אתם יכולים לדמיין
כל מיני יישומים עתידיים לגרפן הזה.

00:13:51.032 --> 00:13:54.258
לפי שעה, מחיר פיסת הגרפן
הקטנה הזאת

00:13:54.258 --> 00:13:56.984
הוא כ-1,000 יורו.

00:13:57.654 --> 00:14:03.472
אני מאמין שמחיר הגרפן יירד
לפחות מ-1 יורו

00:14:03.472 --> 00:14:05.364
תוך שנים ספורות,

00:14:05.364 --> 00:14:08.624
כי החומרים בהם אנו משתמשים
להפקת גרפן,

00:14:08.964 --> 00:14:10.523
כגון...

00:14:11.553 --> 00:14:15.242
גז טבעי ורדיד נחושת,

00:14:15.998 --> 00:14:17.884
נפוצים מאד.

00:14:18.524 --> 00:14:22.752
לכולנו תהיה גישה לגרפן
בעתיד הקרוב,

00:14:23.265 --> 00:14:25.377
ונוכל להגשים את החלום.

00:14:25.377 --> 00:14:29.586
זיכרו: אמרתי לכם שעולמנו
יהיה טוב יותר.

00:14:30.498 --> 00:14:33.758
בינתיים אינני יכול להראות לכם
חלונות זכוכית שקופים

00:14:33.758 --> 00:14:36.165
שיפיקו חשמל,

00:14:36.165 --> 00:14:40.556
ואינני יכול להראות לכם
את האלקטרוניקה שבבגדי,

00:14:41.436 --> 00:14:45.700
אבל אני יכול להראות לכם משהו
שטרם ראיתם.

00:14:47.209 --> 00:14:53.297
זהו גרפן שקוף שהודפס במבני תיל

00:14:54.225 --> 00:14:57.775
בכנף הפולימרית השקופה הזאת.

00:14:58.486 --> 00:15:01.536
הגרפן כה מיוחד,

00:15:01.536 --> 00:15:05.536
שברגע שמפעילים עליו
כמות אנרגיה זעירה, הוא מתכווץ.

00:15:06.486 --> 00:15:09.886
והגרפן כה חזק,
שהוא מסוגל להרים

00:15:09.886 --> 00:15:14.366
את הכנף הפולימרית,
שכבדה ממנו פי אלף,

00:15:14.366 --> 00:15:18.486
ולחקות פעולת נפנוף כנפיים,
כמו רובוט ביולוגי.

00:15:23.615 --> 00:15:28.225
ראו מה עשיתי וכמה השגתי
בשנים המועטות הללו.

00:15:29.665 --> 00:15:32.205
אם כולכם תקחו חלק במאמץ שלי,

00:15:32.205 --> 00:15:35.965
להפיק גרפן באיכות גבוהה
ובהיקף רחב,

00:15:35.965 --> 00:15:39.965
אני מאמין שנוכל ביחד
להגשים את חלומנו.

00:15:39.965 --> 00:15:41.245
תודה לכם.

00:15:41.245 --> 00:15:44.225
(מחיאות כפיים)