كاربرد نانوفناوري در صنعت الكترونيك
به گزارش ICTPRESS : اين فناوري در نهايت به ساخت ابزار ابرمحاسباتي به كوچكي يك ساعت مچي خواهد شد. ظرفيت نهايي ذخيره اطلاعات، به حدود يك ترابيت در هر اينچ مربع خواهد رسيد اين امر به ذخيره سازي 50 DVD يا بيشتر، در يك هارد ديسك با ابعاد يك كارت اعتباري خواهد انجاميد.
ساخت تراشه ها در اندازه هاي فوق العاده كوچك، مثلاً در اندازه هاي 32 تا 90 نانومتر و توليد ديسك هاي نوري 100 گيگا بايتي در اندازه هاي كوچك از ديگر موارد كاربرد اين فناوري است.
نانوتكنولوژي، توانمندي توليد مواد، ابزار و سيستم هاي جديد با در دست گرفتن كنترل در سطوح مولكولي و اتمي و استفاده از خواصي است كه در آن سطوح، ظاهر مي شوند.
از همين تعريف ساده برمي آيد كه نانوتكنولوژي رشته اي جديد نيست بلكه رويكردي جديد در تمام رشته هاست. براي نانوتكنولوژي، كاربردهايي را در حوزه هاي مختلف از غذا، دارو، تشخيص پزشكي و بيوتكنولوژي گرفته تا الكترونيك، كامپيوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژي، محيط زيست، مواد، هوافضا و امنيت ملي برشمرده اند.
كاربردهاي وسيع اين عرصه به همراه پيامدهاي اجتماعي، سياسي و حقوقي آن، اين فناوري را به عنوان زمينه اي فرارشته اي و فرابخشي، مطرح ساخته است.
آزمايش ها و تحقيقات مرتبط با نانوتكنولوژي، گرچه از ابتداي دهه 80 قرن بيستم به طور جدي پي گيري شد، اما اثرات تحول آفرين، معجزه آسا و باور نكردني آن در روند تحقيق و توسعه، باعث شد تا نظر تمامي كشورهاي بزرگ به اين موضوع جلب شود.
امروزه، كشورها فناوري نانو را به مثابه يكي از مهم ترين اولويت هاي تحقيقاتي خويش طي دهه اول قرن بيست و يكم، تلقي مي كنند.
استفاده از اين فناوري در تمامي رشته هاي علوم پزشكي، پتروشيمي، مواد، صنايع دفاعي، الكترونيك، كامپيوترهاي كوانتومي و غيره، باعث شده است كه تحقيقات در زمينه نانو به عنوان چالشي اصلي در حوزه هاي علمي و صنعتي، پيش روي جهانيان خودنمايي كند .
نانوتكنولوژي و كاربردهاي آن
بخشي از تأثيرات و كاربردهاي نانوتكنولوژي عبارتند از:
توليد، مواد و محصولات صنعتي
نانوتكنولوژي، تغيير بنياني مسيري است كه در آينده، زمينه ساز ساخت مواد و ابزار خواهد شد. امكان سنتز بلوك هاي ساختماني نانو با اندازه و تركيب به دقت كنترل شده و سپس چيدن آنها در ساختارهاي بزرگ تر به گونه اي كه داراي خواص و كاركرد منحصر بفرد باشند، انقلابي در مواد و فرايندهاي توليد آنها ايجاد مي كند.
محققان قادر به ايجاد ساختارهايي از مواد خواهند شد كه در طبيعت نبوده و شيمي مرسوم نيز قادر به ايجادشان نبوده است. برخي مزاياي نانوساختارها عبارتند از: مواد سبك تر، قوي تر و قابل برنامه ريزي؛ كاهش هزينه عمر كاري از طريق كاهش دفعات نقص فني؛ ابزار نوين مبتني بر اصول و معماري جديد و به كارگيري كارخانه هاي مولكولي يا خوشه اي داراي مزيت مونتاژ مواد در سطح نانو.
پزشكي و بدن انسان
رفتار مولكولي در مقياس نانومتر، سيستم هاي زنده را اداره مي كند. يعني مقياسي كه شيمي، فيزيك، زيست شناسي و شبيه سازي كامپيوتري، همگي در حال گرايش به آن هستند.
فراتر از سهل شدن استفاده بهينه از دارو، نانوتكنولوژي مي تواند فرمولاسيون و مسيرهايي براي رهايش دارو1 تهيه كند كه به نحوي حيرت انگيز توان درماني داروها را افزايش مي دهد.
مواد زيست سازگار با كارايي بالا، از توانايي بشر در كنترل نانوساختارها حاصل خواهد شد. نانومواد سنتزي معدني و آلي را مي توان همانند اجزاي فعال براي اعمال نقش تشخيصي (نظير كاربرد ذرات كوانتومي براي مرئي سازي) وارد سلول ها كرد.
افزايش توان محاسباتي به وسيله نانوتكنولوژي، ترسيم وضعيت شبكه هاي ماكرومولكولي را در محيط هاي واقعي، ممكن مي سازد. اين گونه شبيه سازي ها براي بهبود قطعات كاشته شده زيست سازگار در بدن و نيز فرايند كشف دارو، الزامي خواهد بود.
دوام پذيري منابع: كشاورزي، آب، انرژي، مواد و محيط زيست پاك
نانوتكنولوژي، منجر به تغييراتي شگرف در استفاده از منابع طبيعي، انرژي و آب شده و پساب و آلودگي را كاهش خواهد داد.
فناوري هاي جديد، امكان بازيافت و استفاده مجدد از مواد، انرژي و آب را فراهم خواهند كرد. در زمينه محيط زيست، علوم و مهندسي نانو، مي تواند تأثيري قابل ملاحظه بر موارد ذيل بگذارد:
1. درك مولكولي فرايندهاي مقياس نانو
2. ايجاد و درمان مسائل زيست محيطي از طريق كنترل انتشار آلاينده ها
3. توسعه فناوري هاي «سبز» جديد كه محصولات جانبي ناخواسته كمتري دارند
4. جريانات و مناطق حاوي فاضلاب
گفتني است كه نانوتكنولوژي، از قابليت حذف آلودگي هاي كوچك از منابع آبي (كمتر از 200 نانومتر)، هوا (زير 20 نانومتر) و اندازه گيري و تخفيف مداوم آلودگي در مناطق بزرگتر، برخوردار است.
در زمينه انرژي، نانوتكنولوژي مي تواند به طوري قابل ملاحظه، كارايي، ذخيره سازي و توليد انرژي را تحت تأثير قرار داده و از ميزان مصرف انرژي بكاهد. مثلاً، شركت هاي مواد شيميايي، امروزه مواد پليمري تقويت شده با نانوذرات را ساخته اند كه مي توانند جايگزين اجزاي فلزي بدنه خودروها شوند. استفاده گسترده از اين نانوكامپوزيت ها مي تواند سالانه 5/1 ميليارد ليتر صرفه جويي مصرف بنزين را در پي داشته باشد.
مي توان نيمه هادي هاي مورد استفاده در ديودهاي نوراني (LED) را به مقدار زيادي در ابعاد نانو توليد كرد. در امريكا، تقريباً 20 درصد از كل برق توليدي، صرف روشنايي (لامپ هاي التهابي معمولي يا فلوئورسنت) مي شود. مطابق پيش بيني ها، طي 10 تا 15 سال آينده، پيشرفت هايي از اين دست مي توانند مصرف جهاني را بيش از 10 درصد كاهش دهد كه سالانه 100 ميليارد دلار صرفه جويي و 200 ميليون تن كاهش انتشار كربن را به همراه خواهد داشت.
هوا و فضا
محدوديت هاي شديد سوخت براي حمل بار به مدار زمين و ماوراي آن و علاقه به فرستادن فضاپيما براي مأموريت هاي طولاني به مناطق دور از خورشيد، كاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفي را اجتناب ناپذير مي سازد. مواد و ابزار نانوساختاري، اميد حل اين مشكل را به وجود آورده است.
نانو ساخت در طراحي و ساخت مواد سبك وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت كه همواره مورد نياز هواپيماها، راكت ها، ايستگاه هاي فضايي و سكوهاي اكتشافي سياره اي يا خورشيدي هستند، عاملي تعيين كننده تلقي مي شود.
استفاده روزافزون از سيستم هاي كوچك شده تمام خودكار، منجر به پيشرفت هايي شگرف در فناوري ساخت و توليد خواهد شد. اين مسئله با توجه به اينكه محيط فضا داراي نيروي جاذبه كم و خلأ بالاست، موجب توسعه نانوساختارها و سيستم هاي نانويي كه ساخت آنها در زمين ممكن نيست، در فضا خواهد شد.
پيشينه جهاني فناوري نانو
حدود چهل سال پيش، ريچارد فين من، متخصص كوانتوم نظري و دارنده جايزه نوبل، طي سخنراني معروف خود (1959) با عنوان «آن پايين، فضاي بسياري هست» به بررسي بعد رشد نيافته علم مواد پرداخت. وي در آن زمان گفت: «اصول فيزيك، تا آنجايي كه من توانايي فهمش را دارم، خلاف امكان ساختن اتم به اتم چيزها حرفي نمي زنند». او فرض كرد كه: «اگر دانشمندان قبلي فرا گرفته اند كه چگونه ترانزيستورها و ديگر سازه ها را با مقياس هاي كوچك بسازند، پس خواهيم توانست كه آنها را كوچك و كوچك تر كنيم. در واقع، آنها به مرزهاي حقيقي شان در لبه هاي نامعلوم كوانتوم نزديك خواهند بود، به طوري كه يك اتم را در مقابل ديگري به گونه اي قرار دهيم كه بتوانيم كوچكترين محصول مصنوعي و ساختگي ممكن را ايجاد كنيم».
سؤال اين است كه با استفاده از اين فرم هاي بسيار كوچك، چه وسايلي را مي توان ساخت؟ فين من، در ذهن خود يك «دكتر مولكولي» را تصور كرد كه صدها بار از يك سلول منحصر بفرد، كوچكتر است. اين دكتر را مي توان به بدن انسان تزريق كرد تا درون بدن براي مطالعه و تأييد سلامتي سلول ها و يا انجام اعمال ترميمي و به طور كلي براي نگهداري بدن در سلامت كامل، به سير بپردازد. در سال هاي صنعتي، كلمه «بزرگ» از اهميت ويژه اي برخوردار بود. علوم بزرگ، پروژه هاي مهندسي بزرگ و غيره، حتي كامپيوترها در دهه 1950، تمام طبقات ساختمان را اشغال مي كردند. از هنگامي كه فين من نظرات و منطق خود را مطرح كرد، جهان روند حركت به سوي كوچك شدن را در پيش گرفت.
ماروين مينسكي تفكرات بسيار باروري داشت كه مي توانست به انديشه هاي فين من قوت ببخشد. او كه پدر يابنده هوش هاي مصنوعي دهه 70-1960 بود، جهان را در تفكراتي مربوط به آينده، رهبري مي كرد. در اواسط دهه 70، اريك دركسلر6 دانشجويي در حال فارغ التحصيلي بود، مينسكي را به عنوان استاد راهنماي تكميل پايان نامه خود انتخاب كرد. او كه به وسايل بسيار كوچك فين من علاقه مند شده بود، قصد داشت در مورد توانايي هاي آنها تحقيق كند.
مينسكي با وي موافقت كرد. در اوايل دهه 80، دركسلر كه درجه استادي خود را در رشته علوم كامپيوتر دريافت كرده بود، گروهي از دانشجويان را در قالب انجمني خاص، گرد هم آورد. در اين انجمن، او افكار جوانترها را با يك سري ايده هاي خود ممزوج كرده و آن را «نانوتكنولوژي» نامگذاري كرد. دركسلر، اولين مقاله علمي خود در مورد نانوتكنولوژي مولكولي (MNT) را در 1981 ارائه داد. سپس، كتاب Engin of Creation: The Coming Era of Nanotechnology را در 1986 به چاپ رساند. او تنها كسي بود كه تنها درجه دكتراي نانوتكنولوژي را در سال 1991 از دانشگاه MIT دريافت كرد. او كه پيشرو در طرح نانوتكنولوژي تلقي مي شود، هم اكنون رئيس استيتو Foresight و Research Fellow است.
چشم انداز فناوري نانو در افق زماني 2020
حوزه هاي نوظهور فناوري، مهندسي و علوم نانو مقياس، درك و كنترل بي سابقه اي را از سوي سازندگان تمامي اجسام طبيعي و مصنوعي، در پي داشته است. به نظر مي رسد در فاصله زماني سال هاي 2000 تا 2020، پيشرفت سريعي را از نظر دانش پايه فناوري نانو و توليد زيرساختارهاي آن براي مصارف كاربردي، شاهد خواهيم بود. برطبق براورد بنياد ملي علوم امريكا، تا سال 2015 ارزش محصولاتي كه فناوري نانو در اجزاي اصلي آنها دخالت خواهند داشت، در سطح جهان به يك هزار ميليارد دلار خواهد رسيد (روكو، 2005). در اين مدت، نياز صنايع مرتبط با فناوري نانو به نيروي كار، به حدود 2 ميليون نفر و فرصت شغلي به وجود آمده در فعاليت هاي پشتيباني اين فناوري، به حدود 3 برابر اين تعداد، خواهد رسيد (روكو، 2005).
سرمايه گذاري دولتي در جهان
بنا به گزارش سازمان هاي دولتي امريكا و كشورهاي اروپايي، ميزان سرمايه گذاري جهاني در زمينه تحقيق و توسعه فناوري نانو، طي مدت 8 سال تقريباً 9 برابر شده و از رقم 432 ميليون دلار در 1997، به رقم تقريبي 1/4 ميليارد در سال 2005 رسيده است.
فناوري نانو در ايران
حركت ترويجي، تقريباً بموقع در كشور شروع شد. از 1380 با برگزاري سمينار، چاپ كتاب و خبرنامه، راه اندازي سايت و همچنين برگزاري جلسات با افراد مؤثر، ترويج اين فناوري آغاز شده و همچنان ادامه دارد. در نتيجه، فناوري نانو به عنوان يكي از اولويت هاي كشور تعيين شده و به منظور پيگيري توسعه آن در كشور، در شهريور ماه 82، ستاد ويژه توسعه فناوري نانو تشكيل شد. اين ستاد، به رياست معاون اول رئيس جمهور، متشكل از وزراي علوم، تحقيقات و فناوري، بهداشت، درمان و آموزش پزشكي، صنايع و معادن، دفاع و پش.ن.م، جهاد كشاورزي و نفت، رئيس سازمان مديريت و برنامه ريزي كشور و همچنين رئيس دفتر همكاري هاي فناوري رياست جمهور (دبير ستاد) و 5 نفر از متخصصان و مديران كشور است. نمايندگان وزراي عضو ستاد و اعضاي حقيقي ستاد در قالب كميسيون هماهنگي در جلسات دو هفتگي حضور مي يابند. همچنين، به منظور هماهنگي اجراي برنامه ها در دستگاه ها، كميته هاي فناوري نانو در دستگاه هاي اجرايي تشكيل شده است.
وظايف ستاد
- تصويب اهداف، راهبردها و سياست هاي كلان و برنامه هاي ملي توسعه فناوري نانو در كشور
- تقسيم وظايف كلي دستگاه ها و تعيين مأموريت هاي بخشي و هماهنگي آنها در قالب برنامه بلندمدت ملي
- نظارت عالي بر تحقق اهداف و برنامه ها
ديدگاه ها و سياست هاي ستاد
برنامه هاي پژوهشي و فناوري كشور بايد در راستاي نيازهاي كشور بوده و تأثير آنها در زندگي مردم مشخص باشد. از اين رو ستاد «توليد ثروت و افزايش سطح و كيفيت زندگي مردم» را هدف اصلي برنامه هاي خود قرار داده است. اهداف ديگر، نظير ارتقاي سطح علمي كشور و مواردي از اين دست نيز به تبع هدف اصلي يعني توليد ثروت ملي دنبال خواهد شد. البته نيازهاي امروز و آينده مدنظر بوده و مواردي بايد مد نظر باشد كه موجب پيشگامي علمي كشور در دنيا شده و جهشي را از لحاظ علمي براي كشور فراهم كنند.
رعايت ماهيت فرابخشي در ساختار ستاد
اغلب فناوري هاي جديد، به دليل گستردگي حوزه تأثيرگذاري به سازمان يا وزارتخانه اي خاص مربوط نمي شوند بلكه سازمان هاي مختلفي از جنبه هاي گوناگون با آنها درگير هستند. واگذاري برنامه ريزي و مديريت اين گونه فناوري ها به سازمان يا وزارتخانه اي خاص، باعث عدم تبعيت ديگر سازمان ها از تصميم گيري هاي انجام شده مي شود.
به عقيده بيشتر صاحبنظران، يكي از مهم ترين مشكلات توسعه فناوري هاي جديد، فرابخشي نبودن متوليان آنهاست. تاد ويژه توسعه فناوري نانو، داراي ساختاري فرابخشي است و تمامي بازيگران مهم عرصه فناوري نانو، اعم از دستگاه هاي پژوهشي، آموزشي، صنعتي، سرمايه گذاري و سياستگذاري را شامل مي شود. اين ساختار فرابخشي، موجب مي شود تا همه بخش هاي درگير در توسعه فناوري نانو، خود را در سياست ها و برنامه هاي ستاد سهيم بدانند و در مرحله اجرا هماهنگي و هم افزايي بيشتري داشته باشند.
علاوه بر اين، دستگاه هاي مختلف با توجه به حوزه كاري خود داراي توانمندي ها و نيازهاي مختلفي هستند كه كنار هم قرار گرفتن آنها موجب مي شود تا از نيازها و توانمندي هاي همديگر آشنا شوند. به اين ترتيب، مشاركت هاي بين دستگاهي افزايش يابد و همچنين از موازي كاري و اتلاف سرمايه هاي كشور پيشگيري شود.
تأكيد بر تعيين محورهاي داراي اولويت براي فعاليت كشور در زمينه فناوري نانو
يكي از مباحثي كه ستاد از ابتداي تشكيل خود بر آن تأكيد ورزيده است، تعيين محورهاي اولويت دار براي فعاليت دستگاه هاي عضو ستاد است. از ويژگي هاي اين محورها بايد شفافيت (كلي نبودن)، قابليت دسترسي و تأثير قابل توجه فناوري نانو در آن حوزه باشد.
ستاد، بعد از تصويب محورهاي داراي اولويت كشور، فعاليت ها را به طور مستمر ارزيابي مي كند. ميزان حمايت هاي ستاد از دستگاه ها، با نحوه عملكرد آنها در قالب محورهاي مربوطه، متناسب خواهد بود.
هدفمند كردن آموزش و پژوهش
آموزش ها و پژوهش هايي كه با حمايت هاي ستاد انجام مي شود، حتماً بايد در راستاي نيازها و اولويت هاي كشور باشد. بنابراين، دانشگاه هايي كه قصد برگزاري دوره هاي كارشناسي ارشد يا دكتراي اين رشته را دارند، بايد دستگاهي را به عنوان شريك صنعتي خود انتخاب كنند و آموزش هاي خود را با نيازهاي شركاي صنعتي خويش تطبيق دهند. همچنين، محققين و متخصصيني كه براي فرصت مطالعاتي به خارج از كشور اعزام مي شوند، مأموريت مشخصي براي اخذ فناوري هاي مورد نياز كشور خواهند داشت.
توجه به تمامي حلقه هاي زنجيره ثمردهي فناوري
يكي از سياست هاي محوري ستاد، تأكيد بر كامل ديدن زنجيره ثمردهي فناوري در تمامي برنامه هاست. بنابراين، اگر محوري به عنوان اولويت انتخاب مي شود، دانشگاه ها بايد نيروي انساني مورد نياز آن را تربيت كنند، مؤسسات پژوهشي بايد مراحل آزمايشگاهي و نيمه صنعتي طرح هاي مربوط به محور مورد نظر را انجام دهند، سازمان هاي صنعتي و شركت ها وظيفه صنعتي و تجاري كردن دستاوردهاي طرح هاي پژوهشي را برعهده خواهند داشت و بانك ها و مؤسسات سرمايه گذاري خطرپذير نيز بسترهاي مالي مورد نياز براي انجام طرح هاي تعريف شده در قالب آن محور را، فراهم مي كنند.
شبكه سازي زيرساخت هاي پژوهشي بويژه تجهيزات آزمايشگاهي
بررسي مقالات فناوري نانوي جهان در سال هاي اخير (2003-1999) نشان مي دهد تجهيزاتي كه افزون بر 70 درصد از پژوهش ها با استفاده از آنها صورت گرفته است، حدود 10 مورد را شامل مي شود كه قريب به اتفاق آنها (به غير از يك مورد) در كشور وجود دارد. با اين وجود، اغلب محققين به تجهيزات مورد نياز خود دسترسي آسان و قابل اعتمادي ندارد و از امكانات موجود استفاده بهينه صورت نمي گيرد. ستاد، براي رفع اين مشكل يكي از برنامه هاي چهارگانه خود را در سال 83 به شبكه سازي آزمايشگاه هاي فناوري نانو در كشور اختصاص داده و از اين آزمايشگاه ها در قالب شبكه زيرساخت آزمايشگاهي فناوري نانو و براساس مكانيزم هاي رقابتي و تشويقي حمايت مي كند.
توسعه زيرساخت هاي لازم براي رشد فناوري نانو
ستاد، در تلاش است تا زيرساخت هاي لازم براي توسعه فناوري نانو، از جمله مراكز رشد، فن بازار، مراكز تدوين استاندارد، آزمايشگاه هاي مرجع حق مالكيت معنوي، صندوق هاي سرمايه گذاري ريسك پذير و غيره، بتدريج در كشور توسعه يابند. براي فراهم كردن اين زيرساخت ها، سعي مي شود تا حد امكان از ساختارها و امكانات موجود در كشور استفاده شود.
پيش نيازها و الزامات توسعه فناوري نانو
توسعه فناوري نانو، نيازمند زيرساخت هايي است كه بدون آنها، توسعه پايدار و متوازن اين فناوري امكان پذير نيست. براي هر مرحله از توسعه اين فناوري، زيرساخت هايي مورد نيازند كه بايد با مطالعه دائمي، از قبل آماده شوند.
نمونه هاي مهم زيرساخت هاي مورد نظر عبارتند از: مقررات تسهيل كننده، شبكه هاي اطلاع رساني، آزمايشگاه هاي تأييد كيفي و مرجع، مراكز رشد پارك هاي فناوري، صندوق هاي سرمايه گذاري خطرپذير و غيره. بيشتر اين زيرساخت ها، بين فناوري هاي مختلف مشترك اند، اما متأسفانه در كشور ما وجود ندارند و دولت بايد براي ايجاد و توسعه آنها برنامه ريزي و سرمايه گذاري كند.
اگر در مواردي امكان ايجاد آنها به صورت كلي وجود ندارد، در مورد فناوري نانو بايد به صورت خاصي عمل شود. تا نبود زيرساخت، مانع از اجراي برنامه ها نشود. مثلاً، ايجاد بسترهاي حقوقي و قانوني مناسب از سوي دولت، باعث تسريع در پيشرفت فناوري نانو خواهد شد.
سند «راهبرد آينده»
اين سند، راهبرد توسعه فناوري نانو در جمهوري اسلامي ايران است كه چارچوب فعاليت كشور را در سال هاي 1384 تا 1393 مشخص سازد. اين سند به سه افق زماني كوتاه مدت (2 سال) ميان مدت (5 سال) و بلندمدت (10 سال) تقسيم شده است و شامل چشم انداز و مأموريت، اهداف كلان، راهبردها و برنامه هاي اجرايي و همچنين ساختار مديريت كلان توسعه فناوري نانو است.
توانمندي هاي موجود در كشور
تجهيزات آزمايشگاهي
در مطالعه اي صورت گرفته در زمينه مقالات فناوري نانو توسط سايت پايگاه داده ISI طي سال هاي 1999 تا 2003 (جمعاً حدود 100هزار مقاله)، تعداد دستگاه هاي تعيين مشخصات مختلف ذكر شده در آنها، بهدست آمد. بر اين اساس، تنوع بسيار زيادي در دستگاه هاي مورد استفاده وجود دارد. 10 مورد از آنها بيش از 75 درصد مقالات را در بر مي گرفتند كه به ترتيب عبارتند از: IR, Raman, STM, XPS, NMR, SEM, AFM, XRD, TEM و MS
گرچه اغلب تجهيزات مورد نياز فعاليت در زمينه نانو، در كشور وجود دارد اما پراكندگي، نداشتن نيروي انساني لازم و عدم برخورداري از سرويس تعمير و نگهداري خوب و نيز بخش نگري و تملك شخصي تجهيزات، از مشكلات موجود در اين زمينه است كه ستاد، برنامه اي براي رفع اين مشكلات دارد.
طرح ها و پروژه هاي اجرا شده
در حال حاضر، در سطح آزمايشگاهي چند مركز پژوهشي و دانشگاهي، موفق به توليد نانولوله هاي كربني و نانوذرات فلزي (نقره، اكسيد روي و...) شدها ند پنج شركت، توسط بخش خصوصي در زمينه نانو ثبت شده كه بعضي از آنها مرحله آزمايشگاهي استفاده از فناوري براي تقويت محصولات موجود را پشت سر گذاشته و به دنبال استفاده از اين فناوري در پروژه هاي بزرگ كشور هستند.
در ابعاد آزمايشگاهي و نيمه صنعتي، دستاوردهايي در زمينه هاي زير تحقق يافته است:
- توليد چند نوع نانو پودر
- توليد نانولوله هاي كربني
- استفاده از نانوذرات در عروق مصنوعي
- توليد مكمل روغن
- توليد چند نوع نانوكامپوزيت
- توليد مواد و سيالات مغناطيسي
- لايه نشاني نانومتري
- ساخت يك نمونه دستگاه STM
در برنامه طرح هاي كوتاه مدت ستاد طي سال 1383 در 6 وزارتخانه عضو ستاد، در مجموع حدود 180 طرح پژوهشي و صنعتي به تصويب رسيد كه حدود 600 نفر از محققين كشور در آنها درگير هستند.
فعاليت هاي علمي- آموزشي
از لحاظ نيروي انساني پتانسيل خوبي در كشور وجود دارد كه نيازمند ساماندهي و هدفمند كردن پژوهش هاي آنها در راستاي اولويت ها و نيازهاي كشور هستيم. در راستاي برنامه توسعه منابع انساني ستاد در سال 1383، 6 دانشگاه مجوز برگزاري دوره دكتري و 6 دانشگاه يا مركز پژوهشي مجوز برگزاري دوره كارشناسي ارشد را دريافت كرده اند و 4 مركز آموزش عالي براي سال تحصيلي 85-84 دانشجوي كارشناسي ارشد ميپذيرند.
همچنين در 6 دانشگاه ، فناوري نانو به عنوان درس اختياري تدريس شده است. 7 پايان نامه كارشناسي، 70 پايان نامه كارشناسي ارشد و 11 پايان نامه دكترا در اين زمينه تعريف شده و يا به پايان رسيده است. تقريباً 30 طرح پژوهشي دانشگاهي و 20 طرح تحقيقاتي صنعتي نيز توسط محققان انجام شده است.
بيش از 15 پايگاه اينترنتي فعال نيز در حوزه فناوري نانو در كشور وجود دارد كه مراجعه كنندگان قابل توجهي در روز دارند.
بيش از 12 عنوان كتاب در زمينه فناوري نانو در ايران به چاپ رسيده است. كتابخانه هاي كشور نيز حدود 400 عنوان كتاب در زمينه علوم و فناوري نانو را در اختيار دارند.
مقالات معتبر علمي
ايران از لحاظ توليد مقالات علمي (به استناد پايگاه داده ISI) در سال هاي 1998 تا 2003، با 44 مقاله، رتبه 57 در جهان و رتبه 6 در كشورهاي اسلامي (همراه با مالزي) را داشت. خوشبختانه در سال 2004، رتبه ايران به 42 در جهان و 2 در كشورهاي اسلامي ارتقا يافت. بخش اعظمي از اين مقالات، توسط محققان دانشگاه هاي شهرستاني ارائه شده و چيزي حدود 150 مقاله نيز در كنفرانس ها و مجلات معتبر داخلي به چاپ رسيده است. طي سال هاي گذشته، كل مقالات محققان ايراني در عرصه هاي مختلف روند صعودي داشته است. با اين حال، شيب افزايش مقالات نانوفناوري ايران كمتر از كل مقالات است.
سهم نانوفناوري در كل مقالات جهان، از 2 درصد در سال 2000 به حدود 5/3 درصد در سال 2004 افزايش يافت.
مراكز فعال در زمينه فناوري نانو
مراكز فعالي بطور ويژه و با رسالت فعاليت در فناوري نانو تأسيس شده اند كه از اين بين،بيش از 6 مورد شركت خصوصي بوده و به صورت انكوباتوري انجام فعاليت كرده اند و بقيه، مراكز دولتي يا عمومي هستند و عموماً با رسالت ترويج فناوري نانو تأسيس شده اند. انجمن نانوفناوري ايرن با هدف ترويج فناوري نانو و تعدادي پژوهشكده در وزارت علوم و وزارت بهداشت، با هدف تحقيق در زمينه فناوري نانو به وجود آمده اند.
در اين بين شركت هاي خصوصي توليداتي داشته اند كه در شرف صنعتي شدن و توليد انبوه هستند(توليد نانو ذرات نقره براي مصارف آنتي باكتريال) از دستاوردهاي ترويجي مراكز دولتي نيز مي توان به برگزاري تقريباً 100 همايش در كشور اشاره كرد.
دسته بزرگي از مراكز فعال داخلي با رسالت فناوري نانو، در دل مراكز بزرگتر تشكيل شده اند؛ يعني در مراكزي كه رسالت آنها فناوري نانو نبوده، ولي به دليل ضرورت موضوع، واحدي را در اين راستا تشكيل داده اند. بارزترين مثال اين امر دانشگاه هاي كشور هستند. نتايج بررسي ها نشان مي دهند كه كمتر دانشگاه معتبر داخلي را مي توان يافت كه محققان آنها به تحقيق و انتشار مقاله در زمينه فناوري نانو نپرداخته باشند.
در گزارش بعدي آي سي تي پرس آمار و وضعيت فعلي كشور در حوزه نانوتكنولوژي ارائه مي شود.
گزارش ICTPRESS از نانوفناوري
كاربرد نانوفناوري در صنعت الكترونيك
ICTPRESS - با استفاده از ذخيره سازي اطلاعات در مقياس فوق العاده كوچك، مي توان ظرفيت ذخيره سازي اطلاعات را در حد هزار برابر يا بيشتر، افزايش داد.
به گزارش ICTPRESS : اين فناوري در نهايت به ساخت ابزار ابرمحاسباتي به كوچكي يك ساعت مچي خواهد شد. ظرفيت نهايي ذخيره اطلاعات، به حدود يك ترابيت در هر اينچ مربع خواهد رسيد اين امر به ذخيره سازي 50 DVD يا بيشتر، در يك هارد ديسك با ابعاد يك كارت اعتباري خواهد انجاميد.
ساخت تراشه ها در اندازه هاي فوق العاده كوچك، مثلاً در اندازه هاي 32 تا 90 نانومتر و توليد ديسك هاي نوري 100 گيگا بايتي در اندازه هاي كوچك از ديگر موارد كاربرد اين فناوري است.
نانوتكنولوژي، توانمندي توليد مواد، ابزار و سيستم هاي جديد با در دست گرفتن كنترل در سطوح مولكولي و اتمي و استفاده از خواصي است كه در آن سطوح، ظاهر مي شوند.
از همين تعريف ساده برمي آيد كه نانوتكنولوژي رشته اي جديد نيست بلكه رويكردي جديد در تمام رشته هاست. براي نانوتكنولوژي، كاربردهايي را در حوزه هاي مختلف از غذا، دارو، تشخيص پزشكي و بيوتكنولوژي گرفته تا الكترونيك، كامپيوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژي، محيط زيست، مواد، هوافضا و امنيت ملي برشمرده اند.
كاربردهاي وسيع اين عرصه به همراه پيامدهاي اجتماعي، سياسي و حقوقي آن، اين فناوري را به عنوان زمينه اي فرارشته اي و فرابخشي، مطرح ساخته است.
آزمايش ها و تحقيقات مرتبط با نانوتكنولوژي، گرچه از ابتداي دهه 80 قرن بيستم به طور جدي پي گيري شد، اما اثرات تحول آفرين، معجزه آسا و باور نكردني آن در روند تحقيق و توسعه، باعث شد تا نظر تمامي كشورهاي بزرگ به اين موضوع جلب شود.
امروزه، كشورها فناوري نانو را به مثابه يكي از مهم ترين اولويت هاي تحقيقاتي خويش طي دهه اول قرن بيست و يكم، تلقي مي كنند.
استفاده از اين فناوري در تمامي رشته هاي علوم پزشكي، پتروشيمي، مواد، صنايع دفاعي، الكترونيك، كامپيوترهاي كوانتومي و غيره، باعث شده است كه تحقيقات در زمينه نانو به عنوان چالشي اصلي در حوزه هاي علمي و صنعتي، پيش روي جهانيان خودنمايي كند .
نانوتكنولوژي و كاربردهاي آن
بخشي از تأثيرات و كاربردهاي نانوتكنولوژي عبارتند از:
توليد، مواد و محصولات صنعتي
نانوتكنولوژي، تغيير بنياني مسيري است كه در آينده، زمينه ساز ساخت مواد و ابزار خواهد شد. امكان سنتز بلوك هاي ساختماني نانو با اندازه و تركيب به دقت كنترل شده و سپس چيدن آنها در ساختارهاي بزرگ تر به گونه اي كه داراي خواص و كاركرد منحصر بفرد باشند، انقلابي در مواد و فرايندهاي توليد آنها ايجاد مي كند.
محققان قادر به ايجاد ساختارهايي از مواد خواهند شد كه در طبيعت نبوده و شيمي مرسوم نيز قادر به ايجادشان نبوده است. برخي مزاياي نانوساختارها عبارتند از: مواد سبك تر، قوي تر و قابل برنامه ريزي؛ كاهش هزينه عمر كاري از طريق كاهش دفعات نقص فني؛ ابزار نوين مبتني بر اصول و معماري جديد و به كارگيري كارخانه هاي مولكولي يا خوشه اي داراي مزيت مونتاژ مواد در سطح نانو.
پزشكي و بدن انسان
رفتار مولكولي در مقياس نانومتر، سيستم هاي زنده را اداره مي كند. يعني مقياسي كه شيمي، فيزيك، زيست شناسي و شبيه سازي كامپيوتري، همگي در حال گرايش به آن هستند.
فراتر از سهل شدن استفاده بهينه از دارو، نانوتكنولوژي مي تواند فرمولاسيون و مسيرهايي براي رهايش دارو1 تهيه كند كه به نحوي حيرت انگيز توان درماني داروها را افزايش مي دهد.
مواد زيست سازگار با كارايي بالا، از توانايي بشر در كنترل نانوساختارها حاصل خواهد شد. نانومواد سنتزي معدني و آلي را مي توان همانند اجزاي فعال براي اعمال نقش تشخيصي (نظير كاربرد ذرات كوانتومي براي مرئي سازي) وارد سلول ها كرد.
افزايش توان محاسباتي به وسيله نانوتكنولوژي، ترسيم وضعيت شبكه هاي ماكرومولكولي را در محيط هاي واقعي، ممكن مي سازد. اين گونه شبيه سازي ها براي بهبود قطعات كاشته شده زيست سازگار در بدن و نيز فرايند كشف دارو، الزامي خواهد بود.
دوام پذيري منابع: كشاورزي، آب، انرژي، مواد و محيط زيست پاك
نانوتكنولوژي، منجر به تغييراتي شگرف در استفاده از منابع طبيعي، انرژي و آب شده و پساب و آلودگي را كاهش خواهد داد.
فناوري هاي جديد، امكان بازيافت و استفاده مجدد از مواد، انرژي و آب را فراهم خواهند كرد. در زمينه محيط زيست، علوم و مهندسي نانو، مي تواند تأثيري قابل ملاحظه بر موارد ذيل بگذارد:
1. درك مولكولي فرايندهاي مقياس نانو
2. ايجاد و درمان مسائل زيست محيطي از طريق كنترل انتشار آلاينده ها
3. توسعه فناوري هاي «سبز» جديد كه محصولات جانبي ناخواسته كمتري دارند
4. جريانات و مناطق حاوي فاضلاب
گفتني است كه نانوتكنولوژي، از قابليت حذف آلودگي هاي كوچك از منابع آبي (كمتر از 200 نانومتر)، هوا (زير 20 نانومتر) و اندازه گيري و تخفيف مداوم آلودگي در مناطق بزرگتر، برخوردار است.
در زمينه انرژي، نانوتكنولوژي مي تواند به طوري قابل ملاحظه، كارايي، ذخيره سازي و توليد انرژي را تحت تأثير قرار داده و از ميزان مصرف انرژي بكاهد. مثلاً، شركت هاي مواد شيميايي، امروزه مواد پليمري تقويت شده با نانوذرات را ساخته اند كه مي توانند جايگزين اجزاي فلزي بدنه خودروها شوند. استفاده گسترده از اين نانوكامپوزيت ها مي تواند سالانه 5/1 ميليارد ليتر صرفه جويي مصرف بنزين را در پي داشته باشد.
مي توان نيمه هادي هاي مورد استفاده در ديودهاي نوراني (LED) را به مقدار زيادي در ابعاد نانو توليد كرد. در امريكا، تقريباً 20 درصد از كل برق توليدي، صرف روشنايي (لامپ هاي التهابي معمولي يا فلوئورسنت) مي شود. مطابق پيش بيني ها، طي 10 تا 15 سال آينده، پيشرفت هايي از اين دست مي توانند مصرف جهاني را بيش از 10 درصد كاهش دهد كه سالانه 100 ميليارد دلار صرفه جويي و 200 ميليون تن كاهش انتشار كربن را به همراه خواهد داشت.
هوا و فضا
محدوديت هاي شديد سوخت براي حمل بار به مدار زمين و ماوراي آن و علاقه به فرستادن فضاپيما براي مأموريت هاي طولاني به مناطق دور از خورشيد، كاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفي را اجتناب ناپذير مي سازد. مواد و ابزار نانوساختاري، اميد حل اين مشكل را به وجود آورده است.
نانو ساخت در طراحي و ساخت مواد سبك وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت كه همواره مورد نياز هواپيماها، راكت ها، ايستگاه هاي فضايي و سكوهاي اكتشافي سياره اي يا خورشيدي هستند، عاملي تعيين كننده تلقي مي شود.
استفاده روزافزون از سيستم هاي كوچك شده تمام خودكار، منجر به پيشرفت هايي شگرف در فناوري ساخت و توليد خواهد شد. اين مسئله با توجه به اينكه محيط فضا داراي نيروي جاذبه كم و خلأ بالاست، موجب توسعه نانوساختارها و سيستم هاي نانويي كه ساخت آنها در زمين ممكن نيست، در فضا خواهد شد.
پيشينه جهاني فناوري نانو
حدود چهل سال پيش، ريچارد فين من، متخصص كوانتوم نظري و دارنده جايزه نوبل، طي سخنراني معروف خود (1959) با عنوان «آن پايين، فضاي بسياري هست» به بررسي بعد رشد نيافته علم مواد پرداخت. وي در آن زمان گفت: «اصول فيزيك، تا آنجايي كه من توانايي فهمش را دارم، خلاف امكان ساختن اتم به اتم چيزها حرفي نمي زنند». او فرض كرد كه: «اگر دانشمندان قبلي فرا گرفته اند كه چگونه ترانزيستورها و ديگر سازه ها را با مقياس هاي كوچك بسازند، پس خواهيم توانست كه آنها را كوچك و كوچك تر كنيم. در واقع، آنها به مرزهاي حقيقي شان در لبه هاي نامعلوم كوانتوم نزديك خواهند بود، به طوري كه يك اتم را در مقابل ديگري به گونه اي قرار دهيم كه بتوانيم كوچكترين محصول مصنوعي و ساختگي ممكن را ايجاد كنيم».
سؤال اين است كه با استفاده از اين فرم هاي بسيار كوچك، چه وسايلي را مي توان ساخت؟ فين من، در ذهن خود يك «دكتر مولكولي» را تصور كرد كه صدها بار از يك سلول منحصر بفرد، كوچكتر است. اين دكتر را مي توان به بدن انسان تزريق كرد تا درون بدن براي مطالعه و تأييد سلامتي سلول ها و يا انجام اعمال ترميمي و به طور كلي براي نگهداري بدن در سلامت كامل، به سير بپردازد. در سال هاي صنعتي، كلمه «بزرگ» از اهميت ويژه اي برخوردار بود. علوم بزرگ، پروژه هاي مهندسي بزرگ و غيره، حتي كامپيوترها در دهه 1950، تمام طبقات ساختمان را اشغال مي كردند. از هنگامي كه فين من نظرات و منطق خود را مطرح كرد، جهان روند حركت به سوي كوچك شدن را در پيش گرفت.
ماروين مينسكي تفكرات بسيار باروري داشت كه مي توانست به انديشه هاي فين من قوت ببخشد. او كه پدر يابنده هوش هاي مصنوعي دهه 70-1960 بود، جهان را در تفكراتي مربوط به آينده، رهبري مي كرد. در اواسط دهه 70، اريك دركسلر6 دانشجويي در حال فارغ التحصيلي بود، مينسكي را به عنوان استاد راهنماي تكميل پايان نامه خود انتخاب كرد. او كه به وسايل بسيار كوچك فين من علاقه مند شده بود، قصد داشت در مورد توانايي هاي آنها تحقيق كند.
مينسكي با وي موافقت كرد. در اوايل دهه 80، دركسلر كه درجه استادي خود را در رشته علوم كامپيوتر دريافت كرده بود، گروهي از دانشجويان را در قالب انجمني خاص، گرد هم آورد. در اين انجمن، او افكار جوانترها را با يك سري ايده هاي خود ممزوج كرده و آن را «نانوتكنولوژي» نامگذاري كرد. دركسلر، اولين مقاله علمي خود در مورد نانوتكنولوژي مولكولي (MNT) را در 1981 ارائه داد. سپس، كتاب Engin of Creation: The Coming Era of Nanotechnology را در 1986 به چاپ رساند. او تنها كسي بود كه تنها درجه دكتراي نانوتكنولوژي را در سال 1991 از دانشگاه MIT دريافت كرد. او كه پيشرو در طرح نانوتكنولوژي تلقي مي شود، هم اكنون رئيس استيتو Foresight و Research Fellow است.
چشم انداز فناوري نانو در افق زماني 2020
حوزه هاي نوظهور فناوري، مهندسي و علوم نانو مقياس، درك و كنترل بي سابقه اي را از سوي سازندگان تمامي اجسام طبيعي و مصنوعي، در پي داشته است. به نظر مي رسد در فاصله زماني سال هاي 2000 تا 2020، پيشرفت سريعي را از نظر دانش پايه فناوري نانو و توليد زيرساختارهاي آن براي مصارف كاربردي، شاهد خواهيم بود. برطبق براورد بنياد ملي علوم امريكا، تا سال 2015 ارزش محصولاتي كه فناوري نانو در اجزاي اصلي آنها دخالت خواهند داشت، در سطح جهان به يك هزار ميليارد دلار خواهد رسيد (روكو، 2005). در اين مدت، نياز صنايع مرتبط با فناوري نانو به نيروي كار، به حدود 2 ميليون نفر و فرصت شغلي به وجود آمده در فعاليت هاي پشتيباني اين فناوري، به حدود 3 برابر اين تعداد، خواهد رسيد (روكو، 2005).
سرمايه گذاري دولتي در جهان
بنا به گزارش سازمان هاي دولتي امريكا و كشورهاي اروپايي، ميزان سرمايه گذاري جهاني در زمينه تحقيق و توسعه فناوري نانو، طي مدت 8 سال تقريباً 9 برابر شده و از رقم 432 ميليون دلار در 1997، به رقم تقريبي 1/4 ميليارد در سال 2005 رسيده است.
فناوري نانو در ايران
حركت ترويجي، تقريباً بموقع در كشور شروع شد. از 1380 با برگزاري سمينار، چاپ كتاب و خبرنامه، راه اندازي سايت و همچنين برگزاري جلسات با افراد مؤثر، ترويج اين فناوري آغاز شده و همچنان ادامه دارد. در نتيجه، فناوري نانو به عنوان يكي از اولويت هاي كشور تعيين شده و به منظور پيگيري توسعه آن در كشور، در شهريور ماه 82، ستاد ويژه توسعه فناوري نانو تشكيل شد. اين ستاد، به رياست معاون اول رئيس جمهور، متشكل از وزراي علوم، تحقيقات و فناوري، بهداشت، درمان و آموزش پزشكي، صنايع و معادن، دفاع و پش.ن.م، جهاد كشاورزي و نفت، رئيس سازمان مديريت و برنامه ريزي كشور و همچنين رئيس دفتر همكاري هاي فناوري رياست جمهور (دبير ستاد) و 5 نفر از متخصصان و مديران كشور است. نمايندگان وزراي عضو ستاد و اعضاي حقيقي ستاد در قالب كميسيون هماهنگي در جلسات دو هفتگي حضور مي يابند. همچنين، به منظور هماهنگي اجراي برنامه ها در دستگاه ها، كميته هاي فناوري نانو در دستگاه هاي اجرايي تشكيل شده است.
وظايف ستاد
- تصويب اهداف، راهبردها و سياست هاي كلان و برنامه هاي ملي توسعه فناوري نانو در كشور
- تقسيم وظايف كلي دستگاه ها و تعيين مأموريت هاي بخشي و هماهنگي آنها در قالب برنامه بلندمدت ملي
- نظارت عالي بر تحقق اهداف و برنامه ها
ديدگاه ها و سياست هاي ستاد
برنامه هاي پژوهشي و فناوري كشور بايد در راستاي نيازهاي كشور بوده و تأثير آنها در زندگي مردم مشخص باشد. از اين رو ستاد «توليد ثروت و افزايش سطح و كيفيت زندگي مردم» را هدف اصلي برنامه هاي خود قرار داده است. اهداف ديگر، نظير ارتقاي سطح علمي كشور و مواردي از اين دست نيز به تبع هدف اصلي يعني توليد ثروت ملي دنبال خواهد شد. البته نيازهاي امروز و آينده مدنظر بوده و مواردي بايد مد نظر باشد كه موجب پيشگامي علمي كشور در دنيا شده و جهشي را از لحاظ علمي براي كشور فراهم كنند.
رعايت ماهيت فرابخشي در ساختار ستاد
اغلب فناوري هاي جديد، به دليل گستردگي حوزه تأثيرگذاري به سازمان يا وزارتخانه اي خاص مربوط نمي شوند بلكه سازمان هاي مختلفي از جنبه هاي گوناگون با آنها درگير هستند. واگذاري برنامه ريزي و مديريت اين گونه فناوري ها به سازمان يا وزارتخانه اي خاص، باعث عدم تبعيت ديگر سازمان ها از تصميم گيري هاي انجام شده مي شود.
به عقيده بيشتر صاحبنظران، يكي از مهم ترين مشكلات توسعه فناوري هاي جديد، فرابخشي نبودن متوليان آنهاست. تاد ويژه توسعه فناوري نانو، داراي ساختاري فرابخشي است و تمامي بازيگران مهم عرصه فناوري نانو، اعم از دستگاه هاي پژوهشي، آموزشي، صنعتي، سرمايه گذاري و سياستگذاري را شامل مي شود. اين ساختار فرابخشي، موجب مي شود تا همه بخش هاي درگير در توسعه فناوري نانو، خود را در سياست ها و برنامه هاي ستاد سهيم بدانند و در مرحله اجرا هماهنگي و هم افزايي بيشتري داشته باشند.
علاوه بر اين، دستگاه هاي مختلف با توجه به حوزه كاري خود داراي توانمندي ها و نيازهاي مختلفي هستند كه كنار هم قرار گرفتن آنها موجب مي شود تا از نيازها و توانمندي هاي همديگر آشنا شوند. به اين ترتيب، مشاركت هاي بين دستگاهي افزايش يابد و همچنين از موازي كاري و اتلاف سرمايه هاي كشور پيشگيري شود.
تأكيد بر تعيين محورهاي داراي اولويت براي فعاليت كشور در زمينه فناوري نانو
يكي از مباحثي كه ستاد از ابتداي تشكيل خود بر آن تأكيد ورزيده است، تعيين محورهاي اولويت دار براي فعاليت دستگاه هاي عضو ستاد است. از ويژگي هاي اين محورها بايد شفافيت (كلي نبودن)، قابليت دسترسي و تأثير قابل توجه فناوري نانو در آن حوزه باشد.
ستاد، بعد از تصويب محورهاي داراي اولويت كشور، فعاليت ها را به طور مستمر ارزيابي مي كند. ميزان حمايت هاي ستاد از دستگاه ها، با نحوه عملكرد آنها در قالب محورهاي مربوطه، متناسب خواهد بود.
هدفمند كردن آموزش و پژوهش
آموزش ها و پژوهش هايي كه با حمايت هاي ستاد انجام مي شود، حتماً بايد در راستاي نيازها و اولويت هاي كشور باشد. بنابراين، دانشگاه هايي كه قصد برگزاري دوره هاي كارشناسي ارشد يا دكتراي اين رشته را دارند، بايد دستگاهي را به عنوان شريك صنعتي خود انتخاب كنند و آموزش هاي خود را با نيازهاي شركاي صنعتي خويش تطبيق دهند. همچنين، محققين و متخصصيني كه براي فرصت مطالعاتي به خارج از كشور اعزام مي شوند، مأموريت مشخصي براي اخذ فناوري هاي مورد نياز كشور خواهند داشت.
توجه به تمامي حلقه هاي زنجيره ثمردهي فناوري
يكي از سياست هاي محوري ستاد، تأكيد بر كامل ديدن زنجيره ثمردهي فناوري در تمامي برنامه هاست. بنابراين، اگر محوري به عنوان اولويت انتخاب مي شود، دانشگاه ها بايد نيروي انساني مورد نياز آن را تربيت كنند، مؤسسات پژوهشي بايد مراحل آزمايشگاهي و نيمه صنعتي طرح هاي مربوط به محور مورد نظر را انجام دهند، سازمان هاي صنعتي و شركت ها وظيفه صنعتي و تجاري كردن دستاوردهاي طرح هاي پژوهشي را برعهده خواهند داشت و بانك ها و مؤسسات سرمايه گذاري خطرپذير نيز بسترهاي مالي مورد نياز براي انجام طرح هاي تعريف شده در قالب آن محور را، فراهم مي كنند.
شبكه سازي زيرساخت هاي پژوهشي بويژه تجهيزات آزمايشگاهي
بررسي مقالات فناوري نانوي جهان در سال هاي اخير (2003-1999) نشان مي دهد تجهيزاتي كه افزون بر 70 درصد از پژوهش ها با استفاده از آنها صورت گرفته است، حدود 10 مورد را شامل مي شود كه قريب به اتفاق آنها (به غير از يك مورد) در كشور وجود دارد. با اين وجود، اغلب محققين به تجهيزات مورد نياز خود دسترسي آسان و قابل اعتمادي ندارد و از امكانات موجود استفاده بهينه صورت نمي گيرد. ستاد، براي رفع اين مشكل يكي از برنامه هاي چهارگانه خود را در سال 83 به شبكه سازي آزمايشگاه هاي فناوري نانو در كشور اختصاص داده و از اين آزمايشگاه ها در قالب شبكه زيرساخت آزمايشگاهي فناوري نانو و براساس مكانيزم هاي رقابتي و تشويقي حمايت مي كند.
توسعه زيرساخت هاي لازم براي رشد فناوري نانو
ستاد، در تلاش است تا زيرساخت هاي لازم براي توسعه فناوري نانو، از جمله مراكز رشد، فن بازار، مراكز تدوين استاندارد، آزمايشگاه هاي مرجع حق مالكيت معنوي، صندوق هاي سرمايه گذاري ريسك پذير و غيره، بتدريج در كشور توسعه يابند. براي فراهم كردن اين زيرساخت ها، سعي مي شود تا حد امكان از ساختارها و امكانات موجود در كشور استفاده شود.
پيش نيازها و الزامات توسعه فناوري نانو
توسعه فناوري نانو، نيازمند زيرساخت هايي است كه بدون آنها، توسعه پايدار و متوازن اين فناوري امكان پذير نيست. براي هر مرحله از توسعه اين فناوري، زيرساخت هايي مورد نيازند كه بايد با مطالعه دائمي، از قبل آماده شوند.
نمونه هاي مهم زيرساخت هاي مورد نظر عبارتند از: مقررات تسهيل كننده، شبكه هاي اطلاع رساني، آزمايشگاه هاي تأييد كيفي و مرجع، مراكز رشد پارك هاي فناوري، صندوق هاي سرمايه گذاري خطرپذير و غيره. بيشتر اين زيرساخت ها، بين فناوري هاي مختلف مشترك اند، اما متأسفانه در كشور ما وجود ندارند و دولت بايد براي ايجاد و توسعه آنها برنامه ريزي و سرمايه گذاري كند.
اگر در مواردي امكان ايجاد آنها به صورت كلي وجود ندارد، در مورد فناوري نانو بايد به صورت خاصي عمل شود. تا نبود زيرساخت، مانع از اجراي برنامه ها نشود. مثلاً، ايجاد بسترهاي حقوقي و قانوني مناسب از سوي دولت، باعث تسريع در پيشرفت فناوري نانو خواهد شد.
سند «راهبرد آينده»
اين سند، راهبرد توسعه فناوري نانو در جمهوري اسلامي ايران است كه چارچوب فعاليت كشور را در سال هاي 1384 تا 1393 مشخص سازد. اين سند به سه افق زماني كوتاه مدت (2 سال) ميان مدت (5 سال) و بلندمدت (10 سال) تقسيم شده است و شامل چشم انداز و مأموريت، اهداف كلان، راهبردها و برنامه هاي اجرايي و همچنين ساختار مديريت كلان توسعه فناوري نانو است.
توانمندي هاي موجود در كشور
تجهيزات آزمايشگاهي
در مطالعه اي صورت گرفته در زمينه مقالات فناوري نانو توسط سايت پايگاه داده ISI طي سال هاي 1999 تا 2003 (جمعاً حدود 100هزار مقاله)، تعداد دستگاه هاي تعيين مشخصات مختلف ذكر شده در آنها، بهدست آمد. بر اين اساس، تنوع بسيار زيادي در دستگاه هاي مورد استفاده وجود دارد. 10 مورد از آنها بيش از 75 درصد مقالات را در بر مي گرفتند كه به ترتيب عبارتند از: IR, Raman, STM, XPS, NMR, SEM, AFM, XRD, TEM و MS
گرچه اغلب تجهيزات مورد نياز فعاليت در زمينه نانو، در كشور وجود دارد اما پراكندگي، نداشتن نيروي انساني لازم و عدم برخورداري از سرويس تعمير و نگهداري خوب و نيز بخش نگري و تملك شخصي تجهيزات، از مشكلات موجود در اين زمينه است كه ستاد، برنامه اي براي رفع اين مشكلات دارد.
طرح ها و پروژه هاي اجرا شده
در حال حاضر، در سطح آزمايشگاهي چند مركز پژوهشي و دانشگاهي، موفق به توليد نانولوله هاي كربني و نانوذرات فلزي (نقره، اكسيد روي و...) شدها ند پنج شركت، توسط بخش خصوصي در زمينه نانو ثبت شده كه بعضي از آنها مرحله آزمايشگاهي استفاده از فناوري براي تقويت محصولات موجود را پشت سر گذاشته و به دنبال استفاده از اين فناوري در پروژه هاي بزرگ كشور هستند.
در ابعاد آزمايشگاهي و نيمه صنعتي، دستاوردهايي در زمينه هاي زير تحقق يافته است:
- توليد چند نوع نانو پودر
- توليد نانولوله هاي كربني
- استفاده از نانوذرات در عروق مصنوعي
- توليد مكمل روغن
- توليد چند نوع نانوكامپوزيت
- توليد مواد و سيالات مغناطيسي
- لايه نشاني نانومتري
- ساخت يك نمونه دستگاه STM
در برنامه طرح هاي كوتاه مدت ستاد طي سال 1383 در 6 وزارتخانه عضو ستاد، در مجموع حدود 180 طرح پژوهشي و صنعتي به تصويب رسيد كه حدود 600 نفر از محققين كشور در آنها درگير هستند.
فعاليت هاي علمي- آموزشي
از لحاظ نيروي انساني پتانسيل خوبي در كشور وجود دارد كه نيازمند ساماندهي و هدفمند كردن پژوهش هاي آنها در راستاي اولويت ها و نيازهاي كشور هستيم. در راستاي برنامه توسعه منابع انساني ستاد در سال 1383، 6 دانشگاه مجوز برگزاري دوره دكتري و 6 دانشگاه يا مركز پژوهشي مجوز برگزاري دوره كارشناسي ارشد را دريافت كرده اند و 4 مركز آموزش عالي براي سال تحصيلي 85-84 دانشجوي كارشناسي ارشد ميپذيرند.
همچنين در 6 دانشگاه ، فناوري نانو به عنوان درس اختياري تدريس شده است. 7 پايان نامه كارشناسي، 70 پايان نامه كارشناسي ارشد و 11 پايان نامه دكترا در اين زمينه تعريف شده و يا به پايان رسيده است. تقريباً 30 طرح پژوهشي دانشگاهي و 20 طرح تحقيقاتي صنعتي نيز توسط محققان انجام شده است.
بيش از 15 پايگاه اينترنتي فعال نيز در حوزه فناوري نانو در كشور وجود دارد كه مراجعه كنندگان قابل توجهي در روز دارند.
بيش از 12 عنوان كتاب در زمينه فناوري نانو در ايران به چاپ رسيده است. كتابخانه هاي كشور نيز حدود 400 عنوان كتاب در زمينه علوم و فناوري نانو را در اختيار دارند.
مقالات معتبر علمي
ايران از لحاظ توليد مقالات علمي (به استناد پايگاه داده ISI) در سال هاي 1998 تا 2003، با 44 مقاله، رتبه 57 در جهان و رتبه 6 در كشورهاي اسلامي (همراه با مالزي) را داشت. خوشبختانه در سال 2004، رتبه ايران به 42 در جهان و 2 در كشورهاي اسلامي ارتقا يافت. بخش اعظمي از اين مقالات، توسط محققان دانشگاه هاي شهرستاني ارائه شده و چيزي حدود 150 مقاله نيز در كنفرانس ها و مجلات معتبر داخلي به چاپ رسيده است. طي سال هاي گذشته، كل مقالات محققان ايراني در عرصه هاي مختلف روند صعودي داشته است. با اين حال، شيب افزايش مقالات نانوفناوري ايران كمتر از كل مقالات است.
سهم نانوفناوري در كل مقالات جهان، از 2 درصد در سال 2000 به حدود 5/3 درصد در سال 2004 افزايش يافت.
مراكز فعال در زمينه فناوري نانو
مراكز فعالي بطور ويژه و با رسالت فعاليت در فناوري نانو تأسيس شده اند كه از اين بين،بيش از 6 مورد شركت خصوصي بوده و به صورت انكوباتوري انجام فعاليت كرده اند و بقيه، مراكز دولتي يا عمومي هستند و عموماً با رسالت ترويج فناوري نانو تأسيس شده اند. انجمن نانوفناوري ايرن با هدف ترويج فناوري نانو و تعدادي پژوهشكده در وزارت علوم و وزارت بهداشت، با هدف تحقيق در زمينه فناوري نانو به وجود آمده اند.
در اين بين شركت هاي خصوصي توليداتي داشته اند كه در شرف صنعتي شدن و توليد انبوه هستند(توليد نانو ذرات نقره براي مصارف آنتي باكتريال) از دستاوردهاي ترويجي مراكز دولتي نيز مي توان به برگزاري تقريباً 100 همايش در كشور اشاره كرد.
دسته بزرگي از مراكز فعال داخلي با رسالت فناوري نانو، در دل مراكز بزرگتر تشكيل شده اند؛ يعني در مراكزي كه رسالت آنها فناوري نانو نبوده، ولي به دليل ضرورت موضوع، واحدي را در اين راستا تشكيل داده اند. بارزترين مثال اين امر دانشگاه هاي كشور هستند. نتايج بررسي ها نشان مي دهند كه كمتر دانشگاه معتبر داخلي را مي توان يافت كه محققان آنها به تحقيق و انتشار مقاله در زمينه فناوري نانو نپرداخته باشند.
در گزارش بعدي آي سي تي پرس آمار و وضعيت فعلي كشور در حوزه نانوتكنولوژي ارائه مي شود.
نظرات : 0