« نانو » فناوري امروز زندگي فردا

واضح آرشیو وب فارسی:هموطن سلام: « نانو » فناوري امروز زندگي فردا
قسمت اول
مجيد زندي
هفت ـ هشت سال پيش هنگامي كه نام نانو فناوري در مراكز دانشگاهي كشور ما بر سر زبانها افتاده بود از دوستي دانشگاهي پرسيدم اين فناوري جديد چه كاربردي دارد او نيز كه از جزئيات فناوري جديد بي خبر و فقط اسمش را شنيده بود گفت : فكر مي كنم به فناوريهايي كه در آن « نان » باشد نانو فناوري مي گويند!!
او آن روز اين مساله را البته به شوخي گفته بود ولي امروز اين شوخي رنگ واقعي تر به خود گرفت زيرا فناوري جديد « نانو » براي بسياري از كشورها به منبعي براي درآمدهاي كلان اقتصادي تبديل شده كه هم « نان و هم آب » براي آنها دارد كه اكنون مورد غبطه بسياري ديگر از كشورها شده كه در اين حوزه علمي پيشرفتي نداشته اند.
انسان ذاتا علاقمند به تعالي و پيشرفت است و اين موضوع تازه اي هم نيست با خلقت آدمي اين ويژگي در نهادش قرار داده شده كه در زمينه هاي مختلف به كمال فكر كند چرا كه مسير همه امور به سوي پروردگار مي رسد كه خود كمال مطلق است و ابداعات و اختراعات و پيشرفت هاي بشر هم در همين مجرا شكل گرفته است .
در اين رويكرد 10 تا 20 سال پيش كمتر كسي حتي اسم نانو و نانو فناوري را مي شنيد چرا كه يا هنوز بشر به آن نرسيده بود و يا اگر رسيده بود در پستوهاي آزمايشگاههاي خاص زمزمه آن مطرح بود. ولي اكنون كمتر كسي است كه نداند اين فناوري جديد چه افق چشم انداز وسيعي پيش روي بشر باز كرده است و كشورها هم رقابت وحشتناكي را براي در اختيار گرفتن اين فناوري در پيش گرفته اند زيرا به درستي فهميده اند كه بزرگراهي به نام نانو فناوري آنها را به توسعه يافتگي قرن آينده در عرصه صنعت پزشكي كشاورزي و حتي بازرگاني و خدمات خواهد رساند.
حال اگر بخواهيم به طور ساده بدانيم نانو فناوري چيست بايد بگوئيم كه اين فناوري فناوري ذرات و مولكولهاست . تاكنون درباره ميكرو شنيده ايم كه مولكولهاي هر ماده اي با ميكروسكوپ ديده مي شود. اما نانو واحد اندازه گيري قوي تري است كه ذرات مولكولي را تا حد بسيار ريزتر مي بيند يعني « هر نانو متر برابر با يك ميليارديوم متر » است . پس اگر هر 100 سانت يك متر مساحت را در خود جاي مي دهد يك ميليارد نانو متر مي تواند در يك متر مساحت جاي بگيرد كه بشر با استفاده از اين فناوري براي خود نانو پودرها نانوذرات نانورنگ ها نانولوله ها نانوكامپوزيت ها نانوسيم ها نانو حسگرها و نانو ترانزيستورها را ساخته است كه كاربردهاي گسترده اي در بسياري از علوم دارد كه مي تواند استحكام يك نخ نانويي را تا يك ميليارد برابر نخ هاي معمولي برساند!
بشر امروز از اين فناوري در توليد لوازم و تجهيزات الكتريكي صنايع فلزي و شيميايي پزشكي كشاورزي و حتي در موارد بسيار زيادي در بخش هوا و فضا استفاده مي برد كه ندانستن آن به نوعي بي سوادي دانشمندان يك كشور محسوب شود.
اين حساسيت مرا بر آن داشت در اولين نمايشگاه فناوري نانو در دانشگاه تربيت مدرس تهران شركت كنم و ضمن معرفي بخشي از فعاليت نانو فناوري در كشور ضمن گفت و گو با محققان مخترعان و اساتيد اين فن و رشته به اين پاسخ برسيم كه آيا كشور ما خود را به اين فناوري مجهز كرده است آيا مي توان فوايد كاربردي اين علم را براي مردم هم قابل لمس و استفاده كرد يا اينكه صرفا در گوشه كتابخانه ها و آزمايشگاهها به كار گرفته خواهد شد
حساسيت من از اين بابت است كه بدانم چرا كشورهاي ديگر با كاربردي كردن علوم براي خود مزيت اقتصادي و درآمد مالي ايجاد مي كنند اما در كشور ما اين درست كه به دنبال علم مي رويم اما از آن انتظار درآمد مادي نداريم و هزينه هاي جاري خود را كماكان با فروش نفت تامين مي كنيم . اما بقيه كشور با به كارگيري نانو فناوري در الكترونيك تجهيزات ريزي توليد مي كنند كه ما مجبوريم آن را به قيمت گزاف خريداري نمائيم و... بسياري موارد كه شرح آن به درازا خواهد كشيد.
غرفه هاي اين نمايشگاه اگرچه به صورت فعاليت هاي دانشجويي درآمده بود اما سخنان فعالان اين بخش در خصوص تحقيقات انجام شده و نتايج به دست آمده بسيار شنيدني تر است .
آريا احمدوند دانشجو و مخترع سه نوع متحول كننده دوام بتن با استفاده از نانو فناوري درباره كاربرد نانو فناوري در استحكام بتن مي گويد : در يكي از تحقيقات من با به كارگيري مواد افزودني نانوسيليس دوام بتن را افزايش دادم و همزمان با كاهش نفوذپذيري در برابر آب و گاز و مايعات در بتن موفق به ثبت بتن خود تراكم اليافي با مقاومت فوق العاده بالا در برابر زلزله انفجار و تركش شدم .
وي ادامه مي دهد : هنگامي كه علم نانو فناوري آمد بسياري از شركت ها نمي دانستند از اين مواد در كدام بخش استفاده كنند و ما تحقيق كرديم كه در بتن چگونه مي توان از فناوري نانو استفاده كرد كه پس از تحقيق به ژنتيك بتن رسيديم . همانطور كه مي دانيم هنگامي كه در بتن ريزتر مي شويم به خمير سيمان مي رسيم . خمير سيمان از ژل سيليكات كلسيم نامحلول در آب و هيدروكسيد كلسيم (آهك آزاد) محلول در آب تشكيل مي شود اولين لايه تركيبي حاصل از واكنش شيميايي يا هيدراسيون سيمان با آب يك لايه نيمه تراوا به ضخامت حدودا يك نانو متر است و زير سيستم مخلوط سنگدانه ها به گونه اي نسبت بندي مي شود كه بيشترين تراكم را به وجود مي آورد و وجود حداقل مقدار سيمان سنگدانه ها را احاطه كرده و چسبندگي مناسبي را ايجاد مي كند.
وي ادامه مي دهد : يكي از معايب خمير سيمان شوره زدگي است كه به دليل همان آهك آزاد است آهك آزاد وقتي با سيليس تركيب مي شود اين تركيب از بين مي رود و دوباره به سيليكات كلسيم تبديل مي شود حال اگر از نانو سيليس استفاده كنيم باعث كاهش مقدار مصرف آب كاهش نفوذپذيري افزايش دوام و مقاومت ساختار بتن مي گردد كه استفاده از بتن با نفوذپذيري كم در ساخت سازه هاي بتني در محيط هاي فعال مانند فاضلاب و اسيدها افزايش دوام مقاومت و طول عمر مفيد سازه هاي بتني را به همراه دارد.
وي ادامه مي دهد : در اين تحقيق ما متوجه شديم كه ذرات نانو سيليس به علت زيردانگي با ذرات هيدروكسيد كلسيم درون خمير سيمان واكنش كاملتر و سريعتري انجام مي دهد كه باعث ايجاد ژلي نانومتر مي گردد در حاليكه در حالت قبلي كه با ميكرو سيليس تركيب مي شد در حد ميكرون بود.
آقاي احمدوند ادامه مي دهد : اينها تنها بخش محدودي از مزاياي استفاده از فناوري نانو در زمينه بتن است در عين حاليكه مي دانيم در صدها و هزاران مورد مي توان با انجام تحقيقات دامنه استفاده از نانو فناوري را افزايش داد كه اگر شركت هاي ايراني بتوانند در توليد مواد خام نانو هم فعال شوند به سودآوري بسيار زيادي خواهند رسيد.
وي ادامه مي دهد : در زندگي هر موادي را كه در صنعت استفاده مي كنيم مي توانيم با توليد نانويي آن مواد از مزاياي فراوان آن بهره مند شويم در همين زمينه اگر سازه هاي ساختماني سدها و نيروگاهها و... با استفاده از بتن نانو فناوري ساخته شود ضمن كمك به طول عمر بنا هزينه هاي خوردگي فرسايش را نيز به مراتب كاهش خواهيم داد زيرا هم اكنون يكي از مشكلات فراوان سازه هاي دريايي ايران در شمال و جنوب خوردگي لوله هاي نفت و گاز و تاسيسات دريايي است كه با به كارگيري از فناوري نانو مي توانيم از سرمايه گذاريهاي خود فايده بيشتري ببريم و عمر تاسيسات بندري و دريايي را افزايش دهيم .
وي درباره مشكل پيش روي محققان كشورمان در زمينه نانو فناوري هم مي گويد : با توجه به اينكه بسياري از شركت ها و حتي مراكز رسمي كشور از جزئيات اين علم كم اطلاع هستند نحوه برخورد آنها رضايت بخش نيست و همين مشكلات سبب شده كه علم موجود را نتوانيم كاربردي كنيم و چون در ايران كاربردي نمي شود و حتي از سوي مراكز دولتي براي ثبت آن تلاش نمي شود شركت هاي ايراني خود را مجبور مي دانند در صورتي كه بخواهند از فناوري نانو استفاده كنند بايد به سمت شركت هاي خارجي بروند كه همين ضعف سبب خروج سرمايه از كشور مي شود.
آقاي عليرضا نوري مخترع ديگر كشورمان كه با استفاده از فناوري نانو سطح سطوح آب گريز را توليد و به ثبت رسانده است هم درباره كار خود مي گويد : اين كار را با استفاده از نانو ذرات اكسيد آهن انجام دادم كه كارهاي ديگرم تغيير ساختاري در نانو اكسيد آهن است كه به نام بنده گواهي نامه ثبت اختراع صادر شده است .
وي مي افزايد : مواد آب گريز در دنيا كم نيستند ولي روشي كه ما استفاده كرديم به كمك تغيير در ساختار نانو اكسيد آهن به روشي رسيديم كه شاخك هاي آب گريز اين مواد سبب آب گريزي سطح اجسام مي شود.
وي درباره كاربردهاي اين نانو فناوري مي گويد : كاربردهاي اين مواد نانويي فراوان است به عنوان نمونه اگر از اين مواد براي روكش سطح توربين هاي بخار استفاده شود مانع رسوب سطح فلز مي شود در حاليكه اگر سطح توربين هاي بخار رسوب بگيرد هم عمر آن كم مي شود و هم كارايي آن كاهش مي يابد.
وي مي افزايد : اگر از اين مواد در توربين هاي آبي آبگرمكن ها لوله هاي انتقال آب بدنه كشتي ها تاسيسات و تجهيزات دريايي و... استفاده شود عمر مفيد آنها افزايش مي يابد.
وي درباره طرح هاي ديگر نانو فناوري تحقيقاتي خود مي گويد : مطالعاتي درباره نانو فناوري روغن ترمز و روغن هيدروليك انجام دادم كه براي اولين بار ناسا آن را آن هم بر اساس پايه نفت ساخته كه در صنعت به دليل اشتعال پذيري و پريدگي در دماي بالا نمي تواند كاربرد فراواني داشته باشد كه من آمدم از روغن ترمز و روغن هيدروليك استفاده كردم كه موفق به توليد نانو ذرات نسوز شدم كه كاربردهاي خاص خودش را دارد.
دكتر سعيد خزائي عضو هيات علمي دانشگاههاي تهران امام حسين (ع ) و امام خميني (ره ) و رئيس مركز آينده پژوهي فناوريهاي نوين هم درباره نانو فناوري مي گويد : نانوفناوري توانمندي توليد مواد ابزارها و سامانه هاي جديد با استفاده از سيستم كنترل مولكولي و اتمي است و استفاده از ويژگي هايي كه به مرور ظاهر مي شود. در حقيقت چنين ساختارها و بافت هايي قبل از اين هم در عالم طبيعت وجود داشته و اين فناوري جديد به ما اين امكان را مي دهد كه با استفاده از كنترل در سطوح مولكولي و اتمي بتوانيم ابزارها و سامانه هاي جديد و روابط جديدي را در اين عرصه تعريف كنيم كه باعث ايجاد توانمنديهاي جديد شود.
وي ادامه مي دهد : با اين تعريف مي توان گفت كه نانوفناوري يك رويكرد جديد است نه يك دانش گذشته و منسوخ . نانوفناوري شناخت و كنترل مواد در سطوح تقريبي يك تا 100 نانومتر است كه 10 به توان منفي 9 را يك نانومتر معرفي مي كنند يعني اگر ضخامت يك برگ كاغذ را حدود 100 هزار نانومتر بدانيم ابعاد بسيار گسترده مولكولي آن را درك خواهيم كرد كه براين اساس شكل جديدي از مصنوعات ايجاد مي شود كه دنيا به سمت مصنوعات مينياتوري و كوچكترسازي و كوچكترشدن پيش مي رود كه با اين تعريف روزي مي رسد كه يك كارخانه را در روي يك ميز تحرير قرار دهيد (براي قرابت به ذهن مطرح شد).
دكتر خزائي درباره قدرت كسب اين علم مي گويد : آرايش جديد دادن به مولكولها كه به طور عادي در طبيعت وجود ندارد! يعني تركيب مولكول ها و به كارگيري آن در سطوح نانومتري اين اختيار را به بشر داده كه از هر مولكول در جاي موردنظر استفاده كند كه طبيعت خود به خود ميليون ها سال پيش هم در بسياري موارد اين كار را انجام داده بود اما بشر امروز به اين علم رسيده كه بتواند آن را در كنترل خود بگيرد و براي خود نمونه هاي جديد طراحي كند و بسازد كه تاكنون نمونه آن در طبيعت وجود نداشته است . يعني قدرتي به بشر داده كه تاكنون در حد خيال بوده و يا حتي قدرت تعريف آن را حتي در خيال نداشته است .
وي درباره عمر اين علم در جهان هم مي گويد : عمر اين فناوري در جهان به 20 سال هم نمي رسد اما سرمايه گذاريهاي وسيعي كه در كشورهاي جهان انجام شده به نتايج بسيار فراواني رسيده اند كه ما متاسفانه حداقل در نيم قرن گذشته شاهد فناوري همانند فناوريهاي ديجيتالي ارتباطي و... بوديم كه ما در كشور فرصت هاي استفاده درست از آن را از دست داده ايم . نانو فناوري هم يك فرصت جديد براي ما محسوب مي شود كه اگر مي توانستيم به آن توجه كنيم خوب بود در حاليكه به مزيت رقابتي و سودآوري آن توجه نكرديم و اين فرصت هم تا حدود زيادي از دست ما رفت .
وي درباره دلايل از دست دادن فرصت ها در كشور براي استفاده از فناوريهاي جديد هم مي گويد : متاسفانه ما زماني به سمت فناوري خاص كشيده مي شويم كه آن فناوري در جهان اشباع شده باشد يا ديگر فرصتي براي ما براي رقابت با كشورهاي پيشگام وجود نداشته باشد كما اينكه در زمينه نانو فناوري هم رژيم صهيونيستي اكنون پيشرفت هاي بسيار زيادي كرده در آسيا كره جنوبي و تايوان پيشرفت هاي شگرفي داشتند و هر ساله هم تقريبا رشد 50 درصدي سرمايه گذاري در زمينه نانوفناوري در اين كشورها را داريم .
وي درباره جايگاه كشورمان در اين زمينه هم مي گويد : براي اين كار من مي توانم مثال المپيك ورزشي چين را بياورم ما در بسياري رشته هاي ورزشي در المپيك شركت كرديم و بازيكنان ما هم به آخر خط مي رسيدند اما مدال را به كسي مي دهند كه زودتر از بقيه به خط پايان برسد و در شمارش مدال ها جايگاه هر كشوري معنا پيدا مي كند يعني در حقيقت در ساير كشورها بخش خصوصي فعاليت گسترده اي در زمينه نانوفناوري دارد و اين مقبوليت كار براي بخش خصوصي باعث جذب سرمايه گذاري و زنجيره هاي ارتباطي مي شود در حاليكه در كشور ما اگرچه از لحاظ تئوري در جايگاه مناسبي قرار داريم اما آنچنان كه لازم است حركت ها هدفدار و در خور توجه نيست به همين دليل است كه به بسترهاي درست براي پيشرفت توجه نداريم .
رئيس مركز آينده پژوهي فناوريهاي نوين مي گويد : اين فناوري براي حركت به فناوريهاي ديگري نياز دارد كه نانو فناوري را مورد حمايت خود قرار دهند در حاليكه ما عمدتا به دنبال فناوريهاي زودبازده هستيم به همين دليل جز برخي از بخش ها كه ضرورت ها ايجاب مي كرد همانند حركت هاي پزشكي و نظامي كه كارهاي خوبي هم انجام شده در بقيه موارد به طور كلي در رقابت با كشورهاي پيشگام چشم انداز مناسبي در ساير بخش ها قابل مشاهده نيست .
وي ادامه مي دهد : امروزه در برخي از كشورها با استفاده از نانو فناوري در حوزه پزشكي و سلامت و بقيه حوزه ها از قبيل توليد و ذخيره سازي انرژي كه يكي از مسايل بسيار مهم و مورد نياز هم در كشور ما مطرح است يا موارد ديگري در بخش حمل و نقل مواد غذا آب محيط زيست و... تحقيقات و سرمايه گذاري فراواني انجام داده اند و به نتايج بسيار چشمگيري هم رسيده اند.
وي درباره پيشرفت هاي تخصصي كشورها در حوزه هاي خاص از نانوفناوري و ضرورت انتخاب مناسب ترين حوزه فعاليت براي كشور ما هم مي گويد : هر كشوري تلاش كرده در حوزه اي پيشگام باشد و اگر در رده هاي اول اين علم جايي نداشته باشيد از گردونه رقابت خارج خواهيم شد به عنوان نمونه كشورهاي اروپايي كه به بخش نانوفناوري پزشكي و مواد توجه بسيار مي شود آمريكا به تنهايي در همه زمينه هاي نانوفناوري رقيب بقيه كشورهاست كه به نظر من مزيت ها در حوزه نفت و پتروشيمي است كه بايد در آن بخش متمركز شويم .
دايره نفوذ فناوري بسيار زياد است و اگرچه اين فناوري در دهه اخير فناوري نويني محسوب مي شود اما گسترس نفوذ آن آنچنان فراگير است كه در آينده اي نزديك به همه ملزومات زندگي بشر هم نفوذ خواهد كرد تا حدي كه مي توان مدعي شد در آينده اي نزديك زندگي بدون فناوري نانو ممكن نخواهد شد كه ويژگي هاي ديگر اين فناوري را در شماره آينده و با كمك محققان و مخترعان كشورمان پي مي گيريم .
نانوفناري به خدمت گرفتن ذرات به مقياس يك ميليارد كوچكتر از ذرات شناخته شده است كه در زمينه هاي مختلف صنعتي كشاورزي پزشكي و حتي فضايي به كمك بشر آمد و او را قدرتمند تر از بشر ديروز ساخته است
آريا احمدوند دانشجو و مخترع بتن نانويي : با استفاده از نانوسيليس در تهيه بتن ضمن افزايش عمر بنا مانع از فرسايش و خوردگي سدها و سازه هاي دريايي به ويژه در بخش هاي بندري و نفت و گاز كشورمان خواهيم شد
عليرضا نوري مخترع نانو ذرات آب گريز : به دليل اينكه بسياري از شركت ها و حتي مراكز دولتي در كشور اطلاعات كمي درباره نانوفناوري دارند محققان كشورمان در بسياري موارد نمي توانند با حمايت شركت هاي خصوصي و دولتي تحقيقات نانوفناوري خود را كاربردي نمايند آنگاه براي واردات اين مواد سرمايه هاي فراواني از كشور خارج خواهد شد
دكتر سعيد خزايي عضو هيات علمي دانشگاه و رئيس مركز آينده پژوهي فناوريهاي نوين : تحقيقات علمي در زمينه نانو فناوري در ايران به روز است اما زماني سرمايه گذاريها انجام مي شود كه بقيه كشورها توليد محصول را براي خود سودآور و رقابتي كرده اند آنگاه درباره شركت هاي ايراني از رقابت با شركت هاي خارجي باز مي مانند اين مشكل به دليل نبود حلقه هاي ارتباطي تحقيق و توليد است
دوشنبه 25 شهريور 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: هموطن سلام]

[مشاهده در: www.hamvatansalam.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 216]