פרס המים של שטוקהולם
Stockholm Water Prize
חרות פרס המים היא תחרות בינלאומית המתקיימת מדי שנה בשטוקלהום, ומיועדת לבני נוער הכותבים עבודות מחקר בתחום המים ושימורם. מטרת התחרות היא לאפשר לבני נוער מבריקים אשר חוקרים את בעיית המים העולמית, האזורית והמקומית להציע פתרונות יעילים ולא שגרתיים לבעיה. מטרת התחרות העיקרית היא לבסס את הדור הבא של אנשי מקצוע בתחום המים ולעודד צעירים לחשיבה והתמודדות עם אתגרים של עולם שבו חסר ביטחון במים באספקטים שונים.
The Annual Junior Water Prize competition (SIWI, or WaterTank) is held in Stockholm, Sweden. During the competition, youth from all over the world compete by presenting their breakthrough research projects on the field of water. The main goal of this competition is to establish the next generation of professionals in the water industry, and encourage today’s youth to think about and cope with global challenges pertaining to a lack of water security, from a myriad of perspectives.
In 2020, representatives from the State of Israel advanced to the final round of the international SIWI competition, and was ranked among the top 10 countries in the world, thanks to a project presented by Nadav Algerbali, a student of the Ner Tamid Bnei Akiva Yeshiva High School in Hashmoniam. An Alpha Program student at the Hebrew University for Youth, Nadav presented his project on “The effectiveness of the use of minerals’ substitution responses when removing pollutants from groundwater.” The project was formulated under the advisement of Mr. Yoni Israeli, in the laboratory of Professor Simon Emmanuel, on the Hebrew University of Jerusalem’s campus.
In his research, Nadav examined the potential of growing algae near sea fish, and he created an integrated interface model that creates animal and plant-based proteins, using negligible amounts of sweet water resources. The study found that the Elba algae could be used as a biological filter, thereby reducing the negative environmental effects of fish cages from the shore by assimilating surplus nutritional materials and nitrogen compounds that are secreted from fish species. Growing algae and fish in integrated systems can reduce cattle, poultry, and land-based vegetable farming, which, in turn, can significantly decrease the use of sweet waters and enable hundreds of trillions of liters of water to be saved each year.
For more information about the competition, click here.
זכיות לשנת 2021
נועה ברודר תלמידת תוכנית אלפא באוניברסיטת בן גוריון
זכתה על עבודתה בנושא: ייצור שבבי אטומיים. העבודה בוצעה במסגרת תוכנית אלפא, באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, ביחידת הננו- פבריקציה, בהנחייתו של ד"ר ארז גולן.העבודה של נועה עלתה לגמר בתחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל. נועה הסבירה כי התעשייה האלקטרונית שואפת למזער את השבבים האלקטרוניים כדי להגדיל את מהירות החישוב של מעבדים. השבבים האלקטרוניים, הנמצאים כיום בשימוש בכל המחשבים, מבוססים על תנועה של אלקטרונים. לעומתם, קיימים שבבים חדשנים הנמצאים בשלבי מחקר, הנקראים שבבים אטומיים. אלו מבוססים על לכידה של אטומים בודדים באמצעות שדות מגנטים, קירור האטומים עד לעצירתם הכמעט מוחלות ושליטה בתנועה שלהם. למרות השוני העקרוני בין שני סוגי השבבים, קיים דמיון בתהליך היצור שלהם., בתהליך ייצור השבב האטומי נעשה שימוש בפוטורזיסט SU8. החומר, אשר משמש את תעשיית יצור השבבים האלקטרוניים, הוא בעל יכולת בידוד בין השבבים, בעל שקיפות טובה, מתאים לעבודה בוואקום גבוה, בעל חוזק מכאני ויציבות מבנית, תכונות המתאימות לתהליך פוטוליתוגרפיה. מטרה חשובה בתהליך היצור היא רמת חספוס נמוכה של השכבה החיצונית, דבר המאפשר לצפות אותה בשכבה של מראת זהב. נועה בחנה שני גורמים המשפיעים על רמת החספוס:1. עובי שכבת הפוטוריזיסט שמונחת על שכבת הבסיס.2. ריכוזו הכימי של פוטוריזיסט. התוצאות מראות שניתן לייצר שבב אטומי יעיל יותר ביכולות ההחזרה של קרני לייזר. במחקר נעשה שימוש במכשירים מתקדמים ביותר.
גלי ענבר תלמידת תוכנית אלפא באוניברסיטת תל אביב לנוער
זכתה על עבודתה בנושא: מיצלות פולימריות כמערכות חכמות להובלת תרופות. העבודה בוצעה במסגרת תוכנית אלפא, בבית הספר לכימיה באוניברסיטת תל אביב בהנחייתם של פרופ' רועי אמיר והדוקטורנט גדי סלור.
גלי הסבירה כי שיטת שילוח תרופות מאפשרת הובלה ממוקדת יותר של מולקולות תרופה לרקמה ספציפית בגוף באמצעות ננו-נשא. ננו-נשא הוא שם כולל לקבוצה של ננו-חלקיקים אשר מסוגלים להקשר למולקולות התרופה או לכלוא אותן, להוביל אותן עד לאזור המטרה בגוף, להתפרק בצורה סלקטיבית, ולשחרר את התרופה ברקמת היעד. אחד מסוגי הננו-נשאים הנפוצים הוא המצילה. מטרת המחקר הייתה להבין מהי השפעת סוגי הקשרים שבמולקולות האמפיפיליות המרכיבות את המיצלה ובמולקולות אשר נכלאות במיצלה, על אופן כליאתן ועל תהליך הכליאה. נעשה שימוש בשני סוגים של מיצלות ובשני סוגים של מולקולות הידרופוביות המדמות תרופות שנכלאו במיצלות. כלי בדקה ארבע מערכות שונות עבור כל מיצלה, נבדקה יכולת הכליאה של כל אחת מן המולקולות ההידרופוביות המדמות תרופה. ממצאי הניסוי הוכיחו כי קיים קשר בין הידרופוביות הקשר הכימי בגרעין לבין יכולת הכליאה של המיצלה. תוצאות המחקר הראו כי לקשר האסטרי היה יתרון על פני הקשר האמידות לגבי יעילות הכליאה של התרופות בתוך המיצלה. כלומר, ככל שהקשר פונקציונלי בגרעין המיצלה, וגם הקשר הפונקציונלי במולקולות מודל התרופה, יותר הידרופובי, כך אחוזי הכליאה של מולקולת המודל במיצלה יגדלו. מסקנה זאת יכולה לסייע לשלוט בריכוז מולקולות התרופה בגרעין הרצוי. במהלך העבודה השתמשה גלי במכשירים אנליטיים.
2021 Peled Prize Winners
Noa Broder is an Alpha Program student at Ben Gurion University of the Negev.
She was awarded the 2021 Peled Prize for her research on “The Creation of Atomic Particles.” Her research was conducted within the framework of the Alpha Program in Ben Gurion University of the Negev’s Nano-fabrication unit, under the tutelage of Dr. Erez Golan.
Noa’s research made it to the finals of the Young Scientists and Developers in Israel competition. Noa explained that the electronics industry is on a mission to minimize the electronic particles in order to increase the speed of processors’ calculations. Currently used in all computers, electronic particles are based on the movement of electrons. Conversely, there are new particles currently being researched that are called atomic particles. These are based on the capturing of single atoms using magnetic fields, the cooling of atoms until they come to a near-complete stop, and controlling their movement. Despite the significant differences between these two types of particles, there are similarities regarding the process in which they are created. The process in which atomic particles are created involves the use of SU8 photoresist. This substance, also used in the creation of electronic particles, can isolate the particles, provides satisfactory transparency, is suitable for work in high vacuum states, has strong mechanical properties and structural stability - all characteristics befitting of the photolithography process. An important goal in this creation process is the outer layer’s low level of ‘roughness,’ which enables one to observe it under a golden mirror layer. Noa examined two factors that influence the roughness level:
The thickness of the photoresist layer placed on the base layer
The photoresist’s chemical concentration. The results indicate that one can create an atomic particle that can more efficiently return laser beams. This study used highly-advanced tools.
Gali Inbar is an Alpha Program student at the Tel Aviv University for Youth.
She was awarded the 2021 Peled Prize for her research on polymer micelles as smart drug transportation systems. The research was conducted within the framework of the Alpha Program at Tel Aviv University’s School of Chemistry, under the tutelage of Professor Roi Amir and doctoral student, Gadi Slur.
Gali explained that the method of sending out medications enables a more focused transportation of medication molecules to specific body tissue, by means of nano-carriers. A nano-carrier is a general name for a group of nano-particles that can bind themselves to the medication’s molecules - or capture them - and transport them to the target area in the body, break down selectively, and release the medication into the target tissue. One of the common types of nano-carriers is the micelle. The goal of this study was to understand the effect of various types of connections within the amphibious molecules that comprise the micelle, as well as within the molecules that are trapped within the micelle, how they are trapped, and what the trapping process entails. Two types of micelles and two types of hydrophobic molecules that simulate medications trapped in micelles were used. A tool examined four different systems for each micelle, as well as each hydrophobic-medication-simulating-molecule’s trapping capabilities. The study found that there is a connection between the hydrophobic-ness of the chemical connection in the nucleus, and the micelle’s trapping capability. The results indicate that there is an advantage to the אסטרי connection over the האמידות connection, with respect to the medication’s trapping efficiency within the micelle. Namely, the more functional the connection is within the micelle’s nucleus, the more functional the connection is within the medication-modeling-molecule (more hydrophobic), leading to the medication-modeling-molecule achieving greater trapping rates. This understanding can lead to the better controlling of medication molecule concentrations within the desired nuclei. During her study, Gali used analytical tools.