המרדף אחר חדשנות והדבר הגדול הבא בעולמות התעשייה, הינו אחת ממשימות העל של המשק בארץ וברחבי העולם. הניסיון להתחקות אחר הטכנולוגיות המתקדמות ביותר ולהשיג יתרון יחסי, כל אחד בתחומו, הם בגדר מאבק בלתי פוסק הדורש תשומות ומשאבים רבים.
בכל הקשור לתעשייה הגלובלית רבתי, אחד התחומים שצוברים תאוצה משמעותית בעשורים האחרונים הוא תחום הפולימרים - תעשייה בעלת השלכה ישירה על כ-400 מיליון טון של חומרים בעולם ו-2 מיליון בישראל מדי שנה.
לא בכדי מדובר בחומר אשר לדעת רבים "שינה את פני העולם". הוא החל את דרכו עוד בימי מלחמת העולם השנייה. אז עשו בו שימוש האנגלים להגנה על מתקני הרדאר שלהם מפני גילוי וזיהוי ההתקפות האוויריות של הגרמנים, והגרמנים, שהצטיינו בפיזיקה וכימיה, מצאו בתכונות הפולימר, חומר קל בעל מסוגלות להגיע לתכונות מכאניות נהדרות, פתרון משמעותי כחלק מיצירת מכונת המלחמה שלהם. אלו היו למעשה רק הסנוניות הראשונות בדרך לשימוש בפולימרים גם בתעשיית הרכב ובנייה של מערכות מתקדמות, החל ממטוסים, רכבות, טילים ועוד. עצם האפשרות "לתפור" באמצעות תהליכים כימיים, שמקורם בפולימרים, מוצרים ייחודיים לפי דרישות מדויקות של התעשייה, היוו בגדר שובר שוויון של ממש.
בישראל השימוש הבולט בפולימרים לאורך השנים התרכז בתעשיות הפלסטיקה, שפרחו בקיבוצים וביישובים במרחב הכפרי והעירוני, בדרך לדרישה אליהם שהלכה והתגברה בקרב מגוון תעשיות נוספות, החל מעולמות הביטחון, החלל, הים והמרחב התת-ימי, דרך תעשיית הבריאות על רבדיה השונים, תעשיית האריזה, העוסקת בשימור מזון, וכמובן תעשיות מתקדמות, ובכללן ההייטק.
על פולימרים ואקדמיה
לאור הביקוש הגובר לעולמות הפולימרים, נוצרה במקביל דרישה ללימוד מעמיק של התחום לפני ולפנים. המטרה: מתן כלים בקרב מהנדסים בעלי יכולת לפיתוח ומחקר בתעשיית הפולימרים והפלסטיקה בישראל, תוך שאיפה מוצהרת להעלות את רמת המו"פ ולהתפתח לתחומים עדכניים וחדשניים.
בהיבט האקדמי נושאת הבשורה בתחום, היא מכללת שנקר, אשר חרתה על דגלה, מזה קרוב לשלושה עשורים, את לימוד הנדסת החומרים בכלל והנדסת הפולימרים בפרט.
על מנת לתהות על קנקנו של מסלול הלימודים המתואר במכללה, הנחשב ליחיד מסוגו בישראל, יש לחזור אחורה בזמן לשנת 1995, אז נוסדה המחלקה על ידי פרופ' שמואל קניג. "בעת ההיא היה מחסור אמיתי במהנדסים אשר הבינו ועסקו בפולימרים", מסבירה פרופ' חנה דודיוק, מומחית לחקר דבקים, פולימרים ויישומי ננו-טכנולוגיה ופיתוחים הקשורים לתעשייה, המשמשת ב-4 השנים האחרונות כראש המסלול לתואר שני בהנדסת חומרים פולימרים . לדבריה "רוב אנשי המקצוע דאז היו מהנדסי כימיה או כימאים. גם כאשר הוקמה המחלקה להנדסת חומרים בטכניון, הדגש שם היה על נושאים אחרים, כמו מטלורגיה או קרמיקה. הבנו שאם אנחנו מעוניינים באנשי מקצוע, שלא באו מהלימודים הקלאסיים ויוכלו לשרת את צרכי התעשייה, עלינו להקים מחלקה אשר תכשיר אותם באופן מעמיק בתחום הפולימרים".
ואכן, במרוצת השנים ביססה המחלקה להנדסת חומרים פולימרים בשנקר את מעמדה כשם דבר. היא מיועדת לבוגרי תואר ראשון בהנדסת חומרים פולימרים, כמו גם לבוגרי לימודי הנדסה ומדע על סוגיהם השונים, כשהיא דינמית ושומרת על עדכניות בהתאם לתמורות הטכנולוגיות החדשניות ביותר. הלימודים לתואר כוללים עבודת מחקר או פרויקט גמר, ומהווים הזדמנות לעסוק ולהתמחות בחומרים הנמצאים במוקדי ההתפתחות והקיימות בעולם.
התוכנית לתואר שני (.M.Sc) בהנדסת חומרים פולימרים, מכשירה מהנדסים ומדענים לתפקידי פיתוח ומחקר בתעשיות הפולימרים. מדובר כאמור על התוכנית היחידה מסוגה בישראל, שקיבלה לא רק את אישור המל"ג, אם כי גם את ברכת התעשייה המקומית, כשהיא זוכה במקביל להכרה מצד מוסדות אקדמיים מובילים בעולם. אחת מהן היא אוניברסיטת מסצ'וסטס לואל (UMass Lowell) בבוסטון, עימה מתקיים דוקטורט משותף, כולל מחקרים מתקדמים המבוססים על טהרת החומרים הפולימרים.
הדור הבא של הפולימרים
במסגרת הלימודים המוגדרים כמולטי-דיסצפילינריים מוצעים לסטודנטים שלושה אשכולות התמחות עיקריים. הראשון עוסק בקיימות פולימרים וטכנולוגיות מקיימות, לרבות שיטות ייצור, כלכלה מעגלית של מערכות פולימרים ועיצוב מקיים. המשותף לכולם הוא עיסוק בלתי פוסק בשאיפה למיחזור פלסטיקה לטובת שימושים חוזרים ומגוונים.
אשכול אחר מתמקד בתעשיית הביו-חומרים, תחום רחב היקף שתכליתו להיטיב את חיינו על ידי "החלפת" חומרים בגוף לטובת חומרים אלטרנטיביים בעלי עמידות וזמן חיים ארוך. אלו למעשה חומרים פולימרים מרוכבים בעלי פונקציונליות רב-ממדית. הם משמשים, בין היתר, כפולימרים מוליכי חשמל ואופטו-אלקטרוניים, בעלי חישה לטמפרטורה, לחות וחומציות המספקים הצצה מרתקת לתוך עולם שלם של פולימרים אשר לרוב אינם נגלים לעין. אשכול שלישי עוסק בחומרים פולימרים מתקדמים המבוססים על סיבים וחומרים ננו-קרמיים, מתכתיים ופולימרים המשרתים יישומים במבנים תעופתיים, ימיים, מערכות חלל ותעבורה יבשתית.
מידי סמסטר לומדים במסגרת החוג עשרות סטודנטים מצטיינים בתחומם, בעלי רקע בפולימרים או חומרים. הלימודים עצמם מתקיימים בצורה היברידית, מתוך רצון להנגיש אותם עבור סטודנטים מכל רחבי הארץ, וזאת מבלי להתפשר על איכות פדגוגית העולה בקנה אחד עם הסטנדרטים הגבוהים ביותר.
יד ביד עם התעשייה
התכלית המרכזית של החוג להנדסת חומרים פולימרים בשנקר היא לחקור וללמד באופנים שמקדמים את הידע בתחום וכן לספק פתרונות לתעשייה הישראלית. שאיפה זו מתכתבת עם פעילות נמרצת שמתקיימת במכללה לטובת חיבור ישיר עם החברות המובילות בתעשייה, לרבות שיתוף פעולה הדוק עם הרשות לחדשנות ואיגוד יצרני הפלסטיקה והגומי בהתאחדות התעשיינים.
"המוטו שלנו הוא לעבוד למען התעשייה", מכריזה פרופ' דודיוק. "הדגש כיום הוא על הבנה מעמיקה של הרמה המולקולרית ו'תפירה' של הפולימר ליישום הסופי. בתעשייה יש התמקדות בפיתוח חומרים חכמים לשירות האדם, ואנחנו פה בשביל לתת פתרונות אלה, כאן ועכשיו".
מהן ההזדמנויות אשר נפתחות עבור בוגרי המסלול בתעשייה?
"זה לא סוד שתעשיית ההייטק משוועת למוחות המובילים בתחום הנדסת הפולימרים. הסיבה לכך היא שמדובר בתחום בעל נגיעה ישירה כמעט לכל הנגזרות בתעשייה. למעשה, אין כמעט תחום תעשייתי שלא מתבסס על פלסטיקה בכלל ופולימרים בפרט, שכן זהו החומר הגלם הראשוני בטרם מצורפים אליו חומרים נוספים. אנחנו רואים בדור הבוגרים שלנו כממשיכי דרכנו וגאים לראות אותם פורחים בתעשיית הפלסטיקה המסורתית, תעשיית ההייטק, התעשייה הרפואית והביטחונית ולאחרונה ביישומים לחומרים ירוקים. כולנו משפחה גדולה. לא פעם הבוגרים חוזרים להתייעץ עימנו או להשתמש בתשתיות המחקריות של המחלקה ושל מרכז הפלסטיקה והגומי. להערכתי לפחות כ-90 אחוז מבוגרינו השתלבו בתעשיות העוסקות בפולימרים מסוגים שונים. זוהי הוכחה לכך שבשנקר יודעים לגדל אנשים שיודעים לחשוב ולהביא חדשנות ונשארים מחוברים לתעשייה".
יש לך דוגמאות מהשטח?
"לאורך השנים יצאו מהחוג מוחות מבריקים שהשפיעו הלכה למעשה על התעשיות המובילות בארץ ובעולם. אחד מהם הפך למהנדס המוביל בתחום הפולימרים בטסלה, בעוד אחרים נמנים על תעשיית ההייטק המשגשגת בישראל. עצם ההיכרות שלנו במכללה עם הגורמים המובילים בתעשייה, מגלמת בתוכה יתרון עבור הסטודנטים שלנו, שזוכים לרוב מיד עם סיום לימודיהם למצוא את דרכם בתעשייה".
ההשתלבות בתעשייה היא מטרת העל של המחלקה?
"בהחלט. חשוב להבהיר שבניגוד לאקדמיות המובילות באוניברסיטאות שמכוונות למחקר בסיסי, הדגש מבחינתנו הוא קודם כל הרצון לשרת את התעשייה הישראלית והבינלאומית. המטרה היא לקחת תלמידים עם הבנה בפולימרים ובוגרים שלנו, ולהביא אותם עד לכדי מצב בו יצליחו לנהל מחקרים מתקדמים, ובהמשך לבצע מחקרים שכאלו עם מדינות מרחבי אירופה, ארצות הברית והמזרח הרחוק. כבר היום יש לנו מספר לא מבוטל של פטנטים שהבוגרים שלנו פיתחו, עדות לסל הכלים הרחב שהם מקבלים במסגרת לימודיהם".
עד כמה שיתופי הפעולה הבינלאומיים הם חלק מרכזי בתוכנית הלימודים?
"אנחנו מבצעים שורה של מחקרים משותפים, המתבצעים תוך ליווי ומימון משותפים. אלו מתרחשים על בסיס הרמה האקדמית הגבוהה של הסגל והתשתית הייחודית שהמחלקה מציעה, הודות לציוד ומכשור למחקר ופיתוח. אנחנו מתכוונים לפעול להכרה בתוכנית הדוקטורט אותה אנו מקדמים בימים האלה במדע והנדסת חומרים פולימרים בשיתוף עם אוניברסיטאות בישראל. יש לנו כבר אישור להגשת תוכנית משותפת, כחלק מהמעורבות המולטי דיסציפלינארית שהמכללה שלנו חרתה על דגלה".
מהם האתגרים הניצבים בפני תעשיית הפולימרים בארץ ובעולם?
"במבט קדימה, האתגר הגדול מתרכז בנושא הקיימות ומשבר האקלים. מדובר במשבר בקנה מידה עולמי, שמחייב את ההתגייסות של כולנו. לאור הבנת המציאות, נמשיך לתת לסטודנטים שלנו את הכלים והערך הלימודי הגבוה ביותר, כך שיוכלו להימצא בחזית העשייה והחדשנות, ובמקביל לבסס את מעמדם בצמרת התעשייה בארץ ובעולם".
האישה הראשונה: פרופ' חנה דודיוק, ראש התוכנית לתואר שני בהנדסת חומרים פולימרים על איכות ההכשרה אותה מקבלים במחלקה להנדסת חומרים פולימרים בשנקר יכולים להעיד בוגריה, שרבים מהם השתלבו בתפקידי מפתח בתעשייה.
חלק מהותי מההצלחה של המסלול המתואר, נעוץ בתשתית לימודית ענפה עליה מנצחת ביד רמה, פרופ' חנה דודיוק, מהחוקרות המובילות בתחום הנדסת ומדע הפולימרים ומי שבעברה שימשה כחברת המועצה להשכלה גבוהה בתחומי הטכנולוגיה והמדע.
פרופ' דודיוק הייתה חלק מצמרת המהנדסים של רפא"ל במשך שני עשורים, במהלכם נמצאה בסוד העניינים ולקחה חלק אקטיבי בפיתוח של טילים ומערכות אלקטרוניות מתקדמות. בנוסף, נרשמו לזכותה עד היום למעלה מ-200 פרסומים ו-32 פטנטים בתחום הפולימרים התרמוסטים, כשהיא משמשת במקביל כיועצת בתחום לחברות הישראליות המובילות במשק.
מזה יותר מ-25 שנים היא מהווה חלק מהצוות הפדגוגי והאקדמי המוערך של המכללה, כשהיא זוכה להעביר את הידע והניסיון הרב שצברה בתחום הנדסת החומרים הפולימרים, בקרב הסטודנטים שלה.
בשיתוף שנקר
