1ـ مقدمه
نانو تکنولوژی، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستمهای جدید با در دست گرفتن کنترل در سطوح مولکولی و اتمی و استفاده از خواصی است که در آن سطوح ظاهر میشود. از همین تعریف ساده برمیآید که نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشتههاست. از زمانی که فاینمن، فیزیکدان برجسته آمریکایی، ایده کار با اتمها و مولکولها را مطرح کرد.
محققان جهان به کار در این عرصه روی آوردند. برای نانوتکنولوژی کاربردهایی را در حوزههای مختلف از غذا و دارو و تشخیص پزشکی و بیوتکنولوژی تا الکترونیک و کامپیوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژی، محیط زیست، مواد، هوافضا و امنیت ملی برشمردهاند. کاربردهای وسیع این عرصه به همراه اثرات اجتماعی، سیاسی و حقوقی آن، این فناوری را به عنوان یک زمینه "فرارشتهای و فرابخشی" مطرح نموده است.
2ـ نانوتکنولوژی و کاربردهای آن
علوم و فناوری نانو، عنصری اساسی در درک بهتر طبیعت در دهههای آتی خواهد بود. از جمله موارد مهم در آینده، همکاریهای تحقیقاتی میان رشتهای، آموزش خاص و انتقال ایدهها و افراد به صنعت خواهد بود. بخشی از تاثیرات و کاربردهای نانوتکنولوژی به شرح زیر میباشد:
2ـ 1ـ تولید، مواد و محصولات صنعتی
کارکرد منحصر به فرد باشند، انقلابی در مواد و فرآیندهای تولید آنها، ایجاد میکند. محقّقین قادر به ایجاد ساختارهایی از مواد
مواد برای میلههای شناساگر ژنتیکی یا زیستی در اکتشافات، جداسازی و تشخیص دارو کار میکنند و برخی متوجّه رهایش دارو هستند.
نانو ذرّات نیمه هادی یا نقاط کوانتومی، برحسب اندازه در هنگام رهایی نوین بر پایه اصول و معماری جدید؛ بکارگیری کارخانجات مولکولی یا خوشهای که مزّیت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند.
نانوتکنولوژی تغییر بنیانی مسیری است که در آینده، موجب ساخت مواد و ابزارها خواهد شد. امکان سنتز بلوکهای ساختمانی نانو با اندازه و ترکیب به دقّت کنترل شده و سپس چیدن آنها در ساختارهای بزرگتر، که دارای خواص و بیوسنتز و بیوفرآوری، راههای کلاً جدیدی برای ساخت محصولات شیمیایی و دارویی ارائه میدهند. گردهمآوری بلوکهای ساختمانی زیستی به شکل مواد و ابزارهای مصنوعی، خواص موردنظر مواد را با کارکردهای زیستی تلفیق میکند.
2ـ 2ـ پزشکی و بدن انسان
رفتار مولکولی در مقیاس نانومتر، سیستمهای زنده را اداره میکند. یعنی مقیاسی که شیمی، فیزیک، ریستشناسی و شبیهسازی کامپیوتری، همگی به آن سمت در حال گرایش هستند.
نگرشهای اخیر به سمت استفاده از ابزارها و سیستمهای نانو ساختاری، پیشنهاد میدهد که فرآیند آزمایشگاهی کنونی توالی ژنی (sequencing genome) را به نحو شگرفی با استفاده از سطوح و ابزارهای "نانو ساخته" (nanofabricated) کاراتر بسازیم. افزایش قدرت انسان برای ترسیم سرشت ژنتیکی یک فرد، روشهای شناسایی و درمان را دگرگون میکند.
پیشرفتهای نانو تکنولوژیکی، به طور خاص مطالعات بنیادی زیستشناسی و پاتولوژی سلولی را تقویت خواهد کرد. در نتیجه پیشرفت ابزارهای تحلیلگر جدید که قادر به شناسایی جهان نانومتر باشند، این امر بسیار محتمل خواهد بود که بتوان خواص شیمیایی و مکانیکی سلولها (از جمله فرآیندهایی مثل تقسیم سلولی و غیره) را اندازهگیری و تغییر داد. این قابلیتها تکمیلکننده (و به شدت پشتیبانیکننده) تکنیکهای مرسوم در علوم حیات هستند.
مواد زیست سازگار با کارآیی بالا، از توانایی بشر در کنترل نانو ساختارها حاصل خواهد شد. نانو مواد سنتزی معدنی و آلی را مثل اجزای فعّال، میتوان برای اعمال نقش تشخیصی (مثل ذرات کوانتومی که برای مرئیسازی بکار میرود) درون سلولها وارد نمود.
افزایش توان محاسباتی بوسیله نانو تکنولوژی، ترسیم وضعیت شبکههای ماکرومولکولی را در محیطهای واقعی ممکن میسازد. اینگونه شبیهسازیها برای بهبود قطعات کاشته شده زیست سازگار در بدن و جهت فرآیند کشف دارو، الزامی خواهد بود.
2ـ 3ـ دوامپذیری منابع: کشاورزی، آب، انرژی، مواد و محیط زیست پاک
نانوتکنولوژی چنانچه ذکر شد، منجر به تغییراتی شگرف در استفاده از منابع طبیعی، انرژی و آب خواهد شد و پساب و آلودگی را کاهش خواهد داد. همچنین فنّاوریهای جدید، امکان بازیافت و استفاده مجدد از مواد، انرژی و آب را فراهم خواهند کرد.
در زمینه محیط زیست، علوم و مهندسی نانو، میتواند تاثیر قابل ملاحظهای، در درک مولکولی فرآیندهای مقیاس نانو که در طبیعت رخ میدهد؛ در ایجاد و درمان مسائل زیست محیطی از طریق کنترل انتشار آلایندهها؛ در توسعه فنّاوریهای "سبز" جدید که محصولات جانبی ناخواسته کمتری دارند و یا در جریانات و مناطق حاوی فاضلاب، داشته باشد. لازم به ذکر است، نانوتکنولوژی توان حذف آلودگیهای کوچک از منابع آبی (کمتر از 200 نانومتر) و هوا (زیر 20 نانومتر) و اندازهگیری و تخفیف مداوم آلودگی در مناطق بزرگتر را دارد.
در زمینه انرژی، نانوتکنولوژی میتواند به طور قابل ملاحظهای کارآیی، ذخیرهسازی و تولید انرژی را تحت تاثیر قرار داده مصرف انرژی را پایین بیاورد. به عنوان مثال، شرکتهای مواد شیمیایی، مواد پلیمری تقویت شده با نانو ذرات را ساختهاند که میتواند جایگزین اجزای فلزی بدنه اتومبیلها شود. استفاده گسترده از این نانو کامپوزیتها میتواند سالیانه 5/1 میلیارد لیتر صرفهجویی مصرف بنزین به همراه داشته باشد.
یا انتظار میرود تغییرات عمدهای در فنّاوری روشنایی در 10 سال آینده رخ دهد. میتوان نیمه هادیهای مورد استفاده در دیودهای نورانی (LEDها) را به مقدار زیاد در ابعاد نانو تولید کرد. در آمریکا، تقریباً 02% کل برق تولیدی، صرف روشنایی (چه لامپهای التهابی معمولی و چه فلوئورسنت) میشود. مطابق پیشبینیها در 10 تا 15 سال آینده، پیشرفتهایی از این دست میتواند مصرف جهانی را بیش از 01% کاهش دهد که 100 میلیارد دلار در سال صرفهجویی و 200 میلیون تن کاهش انتشار کربن را به همراه خواهد داشت.
در زمینه آب، باید گفت جمعیت جهان در حال افزایش و منابع آب آشامیدنی در حال کاهش است. سازمان ملل پیشبینی میکند که در سال 2025، 48 کشور (معادل 23% جمعیت جهان) دچار کمبود آب آشامیدنی باشند. [2 و 4] تخلیص و نمکزدایی آب از زمینههای مورد توجّه در دفاع پیشگیرانه و امنیت زیست محیطی است، چرا که در سطح جهان ممکن است در آینده با مشکل کمبود آب مواجه شویم. استفاده از آب شرب با دو برابر سرعت افزایش جمعیت و کمبود حاصل از آن ـ که بر اثر آلودگی نیز تشدید میشود ـ افزایش مییابد.
دستگاههایی به کمک نانوتکنولوژی ساخته شدهاند، که آب دریا را با انرژی 10 برابر کمتر از دستگاه اسمز معکوس و لااقل 100 برابر کمتر از تقطیر، نمکزدایی میکنند. این فرآیند کارا از نظر مصرف انرژی کاملا عملی است، چون الکترودهای با مساحت سطحی بسیار بالا ساخته شدهاند که از طریق کنار هم قرار دادن نانو لولههای کربنی و دیگر ابتکارات طراحی، رسانای الکتریسیته شدهاند.
2ـ 4ـ کشاورزی
نانوتکنولوژی مستقیماً در پیشرفت کشاورزی سهیم خواهد بود؛ از جمله: مواد شیمیایی سازگار با زیست، که برای تغذیه گیاه یا حفظ آن در برابر حشرات به شکل مولکولی طرّاحی شدهاند؛ ارتقای ژنتیکی گیاهان و حیوانات؛ انتقال ژنها و دارو به حیوانات؛ امکان سازگاری گیاهان با خشکسالی و شوری و...
2ـ 5ـ هوا و فضا
محدودیتهای شدید سوخت برای حمل بار به مدار زمین و ماورای آن، و علاقه به فرستادن فضاپیما برای ماموریتهای طولانی به مناطق دور از خورشید، کاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفی را اجتنابناپذیر میسازد. مواد و ابزارآلات نانو ساختاری، امید حل این مشکل را بوجود آورده است.
"نانو ساختن" (Nanofabrication) همچنین در طراحی و ساخت مواد سبک وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، موردنیاز برای هواپیماها، راکتها، ایستگاههای فضایی و سکّوهای اکتشافی سیّارهای یا خورشیدی، تعیینکننده است. همچنین استفاده روزافزون از سیستمهای کوچک شده تمام خودکار، منجر به پیشرفتهای شگرفی در فنّاوری ساخت و تولید خواهد شد. این مساله با توجه به اینکه محیط فضا، نیروی جاذبه کم و خلا بالا دارد، موجب توسعه نانو ساختارها و سیستمهای نانو ـ که ساخت آنها در زمین ممکن نیست ـ در فضا خواهد شد.
2ـ 6ـ امنیت ملی
برخی کاربردهای دفاعی نانوتکنولوژی عبارتند از: تسلط اطلّاعاتی از طریق نانو الکترونیک پیشرفته بعنوان یک قابلیت مهم نظامی، امکان آموزش موثّرتر نیرو، به کم سیستمهای واقعیت مجازی پیچیدهتر حاصله از الکترونیک نان ساختاری، استفاده بیشتر از اتوماسیون و رباتیک پیشرفته برای جبران کاهش نیروی انسانی نظامی، کاهش خطر برای سربازان و بهبود کارآیی خودروهای نظامی، دستیابی به کارآیی بالاتر (وزن کمتر و قدرت بیشتر) مورد نیاز در صحنههای نظامی و در عین حال تعداد دفعات نقص فنّی کمتر و هزینه کمتر در عمر کاری تجهیزات نظامی، پیشرفت در امر شناسایی و در نتیجه مراقبت عوامل شیمیایی، زیستی و هستهای، بهبود طرّاحی در سیستمهای مورد استفاده در کنترل و مدیریت عدم تکثیر سلاحهای هستهای، تلفیق ابزارهای نانو و میکرومکانیکی جهت کنترل سیستمهای دفاع هستهای.
در بسیاری موارد، فرصتهای اقتصادی و نظامی مکمّل هم هستند. کاربردهای درازمدت نانوتکنولوژی در زمینههای دیگر، پشتیبانیکننده امنیت ملّی است و بالعکس.
3ـ نگاهی به وضعیت جهانی نانوتکنولوژی
بسیاری از کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه (در حدود 30 کشور)، برنامههایی را در سطح ملی برای پشتیبانی از فعالیتهای تحقیقاتی و صنعتی نانوتکنولوژی تدوین و اجرا مینمایند. زیرا نانوتکنولوژی به عنوان انقلابی در شرف وقوع، آینده اقتصادی کشورها و جایگاه آنها در جهان را تحت تاثیر جدی قرار خواهد داد و این مساله در این کشورها توسط صاحبنظران و محققان تبیین شده و برای مدیران اجرایی به صورت یک امر شفاف و قطعی درآمده است.
در بخشی از این کشورها، در یکی دو سال اخیر تحرکات شدیدی از طرف دولتها برای سرعت بخشیدن به توسعه نانوتکنولوژی صورت گرفته و فعالیتهایی که تاقبل از این به صورت خودجوش توسط محققان انجام میگرفته است، با تشویق و حمایتهای مستقیم دولت ادامه یافتهاند که در این قسمت به چند کشور اشاره میشود:
3ـ 1ـ آمریکا
دولت آمریکا در سال 1998 با توجه به خواست وسیع محققان و دانشگاهیان، گروه کاری بین بخشی علوم و فناوری نانو را تشکیل داد. این گروه در فوریه 2000، گزارشی با عنوان "پیشگامی ملی نانو تکنولوژی؛ به سوی انقلاب صنعتی بعدی" به رئیسجمهور آمریکا ارائه نمود که رئیسجمهور نیز آن را از طریق دستیار علوم و فناوری خود به کنگره ارائه داد.
بخشی از این گزارش صرف تهییج مسئولان آمریکا برای توجه جدی به این موضوع شده است تا آنجا که در صفحه 31 این گزارش 101 صفحهای عدم توجه به جنبههای مهم این کار از جمله جنبههای فرابخشی آن مساوی با در معرض خطر قرار گرفتن آینده اقتصادی، کیفیت زندگی و امنیت ملی آمریکا دانسته شده است. آنچه در این گزارش پیشنهاد شده، برنامهای ملی است که از طریق کمیتهای در عالیترین سطح و به صورت متمرکز هدایت میشود و در آن ضمن تعیین اولویتهای پنجگانه کشور، تکلیف هر یک از وزارتخانهها و سازمانها، نحوه اجرای آن و بودجه لازم برای هر دستگاه در هر زمینه مشخص شده است.
برای این برنامه در کنگره 423 میلیون دلار به تصویب میرسد؛ در حالی که کل بودجههایی که در سال 1997 به صورت پراکنده توسط سازمانهای مختلف دولتی هزینه شده کمتر از 120 میلیون دلار است. کمیته مزبور برای سال 2002، مبلغ 508 میلیون دلار به تصویب رسانده است. یکی از اهداف اصلی این برنامه، کسب پیشگامی در تمامی زمینههای مربوط به نانوتکنولوژی در جهان میباشد.
3ـ 2ـ ژاپن
محققان ژاپنی از دهه 1970 میلادی به صورت خودجوش در زمینههای تحقیقاتی نانوتکنولوژی وارد شدهاند تا آنجا که کلمه نانوتکنولوژی نیز اول بار توسط یک محقق ژاپنی مورد استفاده قرار گرفت. دولت ژاپن اولین بار در ابتدای دهه 1990 بودجهای را برای پشتیبانی از این تحقیقات اختصاص داد و این روند ادامه یافت تا اینکه در سال 1997، 120 میلیون دلار و در سال 2001، 430 میلیون دلار اختصاص یافته است.
3ـ 3ـ کره جنوبی
دولت کره جنوبی 5 زمینه فناوری را به عنوان صنایع نسل بعدی به عنوان اولویت این کشور اعلام نموده و برای آنها تا سال 2005، مبلغ 10 تریلیون ون معادل 8 میلیارد دلار اختصاص داده است. فناوری اطلاعات، بیوتکنولوژی، فناوریهای محیط زیست و فناوریهای فرهنگی به عنوان حوزههای منتخب دولت کره جنوبی اعلام گردیده است. دولت کره جنوبی، در زمینه نانو تکنولوژی، پرورش 12،600 کارشناس و متخصص را در 10 سال آینده برنامهریزی نموده است.
3ـ 4ـ کانادا
دولت کانادا، با تدوین برنامه 5 ساله، 120 میلیون دلار را برای سرمایهگذاری در زمینه نانوتکنولوژی در 5 سال آینده اختصاص داد. دولت، یک موسسه ملی نانوتکنولوژی را با ظرفیت 160 محقق و تکنسین تاسیس نموده است. این موسسه شبکه گستردهای را از محققان دانشگاههای سراسر کشور ایجاد خواهد کرد. نخستوزیر کانادا با اعلام این برنامه گفت: "نانوتکنولوژی، همان تاثیر انقلاب صنعتی قرن نوزدهم را بر جوامع خواهد داشت."
4ـ روند رشد و آینده نانوتکنولوژی
پژوهشگران و کارشناسان صنایع دریافتهاند که در علوم و مهندسی در حال نزدیک شدن به این اندازه ناپیدا (نانومتر) هستیم. دیگر این سوال مطرح نیست که آیا نانوتکنولوژی توسعه مییابد یا خیر؛ بلکه این سوال مطرح است که چه کسی در هر عرصه، پیشتاز خواهد بود؟ به نظر میرسد سال 2001، نقطه شروع نمودار متعارف رشد S شکل برای نانوتکنولوژی باشد و ما برای رسیدن به بخش رشد صعودی منحنی به 5 سال زمان نیاز داریم. نرخ افزایش اکتشافات علمی این بیان را تقویت میکند.
این نمودار نشان میدهد که در آینده نزدیک شاهد رشد چشمگیر تولیدات نانوتکنولوژی و نفوذ آن به زندگی انسان خواهیم بود.
5ـ ضرورت ورود کشور ایران به این عرصه
بسیاری از کشورهای پیشرفته و در حال پیشرفت، برنامههایی را برای پشتیبانی از فعالیتهای تحقیقاتی و صنعتی نانوتکنولوژی تدوین و اجرا مینمایند. زیرا نانوتکنولوژی به عنوان انقلابی در شرف وقوع، آینده اقتصادی کشورها و جایگاه آنها در جهان را تحت تاثیر جدی قرار خواهد داد و این مسئله در این کشورها توسط صاحبنظران و محققان تبیین شده و برای مدیران اجرایی به صورت یک امر شفاف و قطعی درآمده است.
در بخشی از این کشورها، در یکی دو سال اخیر تحرکات شدیدی از طرف دولتها برای سرعت بخشیدن به توسعه نانوتکنولوژی صورت گرفته و فعالیتهایی که تا قبل از این به صورت خودجوش توسط محققان انجام میگرفته است، با تشویق و حمایتهای مستقیم دولت ادامه یافتهاند. اما یک سوال مهم برای کشور ما و بسیاری از کشورها که هنوز به نانوتکنولوژی به عنوان تمدن آینده علمی توجه کافی نکردهاند، این است که آیا باید با این روند همراه شد یا نه؟ توجه به فضای بسیار بزرگ و در حال ایجاد نانوتکنولوژی و حجم وسیع فعالیتهای مربوط به آن در دنیا، این باور را به انسان القاء میکند که دیر یا زود باید آینده را دید و برای ورود به آن اقدام نمود.
5ـ 1ـ ورود کشورها به عرصه نانوتکنولوژی اجتنابناپذیر است.
بسیاری از صاحبنظران و محققان، نانوتکنولوژی را مساوی آینده دانستهاند. به عنوان نمونه کمیته مشاوران رئیسجمهور در علوم و فناوری در تایید برنامه ملی نانوتکنولوژی برای سال 2001، از نانوتکنولوژی به عنوان محور آینده جهان یاد میکند.
به دلیل تاثیرات این فناوری بر اکثر فناوریهای موجود، عقیده صاحبنظران این است که متخصصان رشتههای مختلف بدون گرایش به مباحث مقیاس نانو در دهههای آینده فرصتی برای رشد نخواهند داشت و شکوفایی بسیاری از فناوریهای مهم از جمله فناوری اطلاعات و بیوتکنولوژی به عنوان دو دستاورد بسیار عظیم قرن بیستم بدون بهرهگیری از نانوتکنولوژی دچار اختلال خواهند شد. از این جهت این مسئله برای دانشگاهیان، محققان و مسئولان هر کشور امری حیاتی است.
5ـ 2ـ دلایل اساسی ضرورت ورود کشور به عرصه نانوتکنولوژی
علاوه بر موضوع فوق، میتوان دلایل زیر را برای اجتنابناپذیری ورود کشورهایی چون ایران اقامه نمود:
نانوتکنولوژی در بسیاری از فناوریها و در نتیجه در زندگی انسانها، تاثیر اساسی دارد.
ماهیت فرارشتهای علوم و فناوری نانو به عنوان توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستمهای جدید با دقت اتم و مولکول، موجب تعریف کاربردهای بسیاری زیادی در عرصههای مختلف علمی و صنعتی شده است. برای نانوتکنولوژی کاربردهای بسیاری را در حوزههای دارو و غذا و بهداشت، درمان بیماریها، محیط زیست، انرژی، الکترونیک، کامپیوتر و اطلاعات، مواد، ساخت و تولید، هوافضا، بیوتکنولوژی و کشاورزی و امنیت ملی و دفاع برشمردهاند.
به همین دلیل بر تمام فناوریها تاثیر گذاشته و دیر یا زود باید شاهد محصولات آنها بود. به عنوان نمونه در بخش پزشکی و بهداشت، یک زمینه کاری بسیار مهم، سیستم توزیع دارو در داخل بدن میباشد. مصرف دارو در حال حاضر به صورت حجمی است در حالی که سلولهای خاصی از بدن نیازمند آن میباشند. در روش جدید دارو با وسایل تزریق متفاوت با امروزه به صورت مستقیم به سمت سلولهای مشخص جهتگیری شده و دارو به محل نیاز تحویل داده میشود. با همین مکانیزم، بیماریهای بزرگ و کوچک در آغاز شکلگیری قابل تشخیص و درمان خواهند بود.
یا در بخش مواد، پروژههایی در دست کار میباشد که موادی با وزن بسیار کم و خواص بسیار مناسب تولید شوند. کاربرد این مواد در ساختمان، خودرو، هواپیما و بسیاری از ملزومات زندگی انسانها دیده خواهد شد. بنابراین عرصه بسیار وسیع نانوتکنولوژی که زندگی انسانها را نیز در برخواهد گرفت، خود القاءکننده این نتیجه خواهد بود که نمیتوان به روی آن چشم بست.
تاثیر نانوتکنولوژی بر امنیت جهانی
از نظر دفاعی، نانوتکنولوژی برای کشورها، هم فرصت است هم تهدید. به لحاظ کاربردهای بسیار زیادی که این فناوری میتواند در امور نظامی داشته باشد، گرایش زیادی در بخش دفاعی کشورها به تحقیق و توسعه نانوتکنولوژی صورت گرفته است. این کاربردها از لباسهای مانع خطر تا پرندههای بسیار کوچک، تجهیزات اطلاعاتی و بسیاری موارد دیگر است که هماکنون با حمایت وزارتخانههای دفاع کشورهایی چون آمریکا، ژاپن و برخی کشورهای اروپایی به صورت پروژههای تحقیقاتی در حال انجام هستند.
از این جهت این فناوری برای کشورها یک تهدید محسوب میشود. اما برای کشورهایی که بتوانند با استفاده از روند موجود، جایگاهی را در آینده امنیت جهانی برای خود در نظر بگیرند، یک فرصت خواهد بود. با توجه به اینکه این کاربردها بسیار متنوع هستند، هر کشوری میتواند زمینهای را برای پیشگامی در جهان سهم خود نماید و در آینده رقابتهای بینالمللی نقش داشته باشد.
شکلگیری بازارهای بسیار بزرگ
شواهد موجود نشان میدهد که درصد بالایی از بازارهای محصولات مختلف متکی بر نانوتکنولوژی خواهد بود و به همین دلیل دولتها و شرکتهای بزرگ و کوچک به دنبال کسب جایگاهی برای خود در این بازارها هستند. میهیل روکو، رئیس کمیته علوم و فناوری نانو در ریاست جمهوری آمریکا طی مقالهای در ماه می سال 2001، پتانسیل نانوتکنولوژی برای تغییر چشمگیر در اقتصاد جهانی را یادآوری نموده است. بر مبنای پیشبینی وی و بخش دیگری از صاحبنظران در ده الی 15 سال آینده نانوتکنولوژی بازار نیمه هادی را به طور کامل تحت تاثیر قرار خواهد داد.
خبرهایی نیز که اخیراً از شرکتهای اصلی سازنده پردازندههای کامپیوتر در آمریکا و ژاپن منتشر شده است، از ورود پردازندههای حاوی یک میلیارد نانو ترانزیستور تا قبل از 10 سال آینده حکایت دارد. به عنوان مثال شرکت اینتل اعلام نموده است که در سال 2007 پردازندههای متکی بر نانوترانزیستور را با قدرت و سرعت بسیار بیشتر و مصرف کمتر نسبت به آخرین دستاوردهای امروزی نیمه هادیها وارد بازار خواهد کرد.
در بخش دارو نیز پیشبینی شده است تا 10 الی 15 سال آینده نیمی از این صنعت متکی بر نانوتکنولوژی خواهد بود که خود نیاز به وسایل تزریق جدید و آموزشهای پزشکی روزآمد خواهد داشت یا در مورد مواد شیمیایی، فقط ذکر بازار 100 میلیارد دلاری کاتالیستها که تا 10 سال آینده به طور کامل متکی بر کاتالیستهای نانو ساختاری خواهد بود برای نشان دادن اهمیت بحث کافی است. از هماکنون بازار بزرگی برای بکارگیری مواد جدید در محصولات فعلی در حال شکلگیری است.
موادی که میتوانند خواص جدید و فوقالعادهای به محصولات موجود بخشیده و موجب کاهش قیمت آنها شوند. به عنوان نمونه نانو لولههای کربنی (Carbon Nanotubes) با وزن بسیار کمتر و استحکام بسیار بیشتر نسبت به موادی چون فولاد، بخش زیادی از صنایع را در آینده تحت تاثیر قرار خواهد داد.
در کنار این پیشبینیها، این سوال باید مطرح شود که جایگاه کشورهایی که به نانوتکنولوژی دسترسی ندارند، در بازارهای آینده و اقتصاد جهانی چه خواهد بود. با توجه به اینکه سهم هر کشور یا بنگاه در زمان شکلگیری یک بازار تثبیت میشود، زمان سرمایهگذاری برای رسیدن به جایگاه مناسب، همین امروز است.
6ـ دلایلی برای در اولویت قرار گرفتن نانوتکنولوژی در شرایط حاضر
نانوتکنولوژی را باید به عنوان یک مقوله بلندمدت نگاه کرد که حداقل نیمه اول قرن بیست و یکم را به طور مداوم تحت تاثیر قرار میدهد. صاحبنظران جهان دورنمای نسبتاً شفافی از مسائل و دستاوردهای کوتاهمدت، میانمدت و بلندمدت نانوتکنولوژی ارائه کردهاند که همین دورنمای شفاف به ما کمک میکند که برنامهریزی مناسبی را جهت همراهی کشور با روند جهانی آن طراحی و پیاده کنیم. کشورهای مختلف، در آموزش و پژوهش نانو به عنوان فعالیت بلندمدت سرمایهگذاری نمودهاند و برای دستیابی به دستاوردهای نزدیک نیز پژوهشهای متعددی در حوزههایی چون نانومواد، نانوالکترونیک و مانند آن در دست انجام میباشد.
6ـ 1ـ دلایل مربوط به ویژگیهای نانوتکنولوژی
نانوتکنولوژی، یک فنّاوری عام و فراگیر میباشد که در بسیاری از فنّاوریهای دیگر کاربرد داشته در بعضی از آنها ایجاد تحول مینماید.
* تاثیر زیاد نانوتکنولوژی بر رفاه و زندگی مردم
* تاثیر زیاد نانوتکنولوژی بر امنیت و دفاع
* تاثیر زیاد نانوتکنولوژی بر حفظ محیط زیست (در حال حاضر پروژههای بسیار زیادی در کشورهای مختلف برای حل مشکلات زیست محیطی تعریف شده است.)
* نانوتکنولوژی تمام دستاوردهای گذشته بشر را که در ماده تحقق یافته است، متحول میسازد؛ در واقع تحول نانوتکنولوژی ظرف چند دهه به اندازه تحولات چندین قرن خواهد بود.
* نانوتکنولوژی باعث همگرایی رشتههای علمی و تخصصهای مختلف شده و شروع فعالیت در آن باعث جهش در چندین زمینه میشود.
* نانوتکنولوژی رقیب سایر فنّاوریها نیست بلکه مکمل و پایه آنهاست.
* کاربردهای نانوتکنولوژی همه جا همراه با هزینه کمتر، دوام و عمر بیشتر، مصرف انرژی پایینتر، هزینه نگهداری کمتر و خواص بهتر میباشد.
* نانوتکنولوژی موجد وضع معیارها و استانداردهایی خواهد بود که کسانی که در تولید محصولات تاخیر داشته باشند، نمیتوانند در آینده فروشنده آنها باشند.
6ـ 2ـ دلایل مربوط به شرایط جهانی
رویکرد جدید و اولویت بسیاری از فنّاوریهای جدید نیز مقیاس نانو بوده حتی پاسخگوی چالشهای مطرح آنها میباشد؛ به عنوان مثال دو چالش عمده پیل سوختی یعنی ذخیره ایمن هیدروژن و عدم استفاده از مواد گرانبها، با نانوتکنولوژی حل خواهد شد.
سرمایهگذاری کلان کشورها در این زمینه کشورهای مختلف را وادار به همراهی با این کاروان جهانی میکند؛ مگر آنکه بخواهیم در آینده فقط مصرفکننده محصولات نانوتکنولوژی باشیم که با توجه به گستردگی کاربرد آن، مساله بسیار بزرگی خواهد بود.
سرعت تصمیمگیری در این عرصه اهمیت زیادی دارد و گرنه سرعت تحولات جهانی فاصله ما با جهان را روزبروز بیشتر میکند. در مورد نانوتکنولوژی، زمان تصمیمگیری، فقط همین حالاست.
6ـ 3ـ دلایل مربوط به ویژگیهای کشور
به دلیل جدید بودن نانوتکنولوژی، جمهوری اسلامی ایران از کشورهای پیشرفته چندان عقب نیست در حالیکه در بسیاری از فنّاوریها به دلیل ایجاد شدن شبکههای غیر قابل نفوذ شانس چندانی برای ما وجود ندارد.
برای ورود به عرصه نانوتکنولوژی، داشتن زیرساختهای علمی و صنعتی مقیاس میکرو لازم نیست. (اگرچه این موضوع در بدو امر در ذهن تداعی میکند و بسیاری از افراد این اشکال را به حضور کشور در نانوتکنولوژی میگیرند، اما شناخت کافی از زمینههای نانوتکنولوژی موید این مساله است که بسیاری از محورهای کاربردی نانو نیاز به این پیشنیاز ندارد. تجربه متخصصان داخلی نیز در تولید بعضی مواد و پروژههای دیگر این موضوع را تصدیق میکند.)
تصمیمگیری برای حضور در فنّاوریهای جدید باید در زمان خود انجام گیرد وگرنه بعد از فعالیت وسیع کشورها و شکلگیری بازارهای آن ـ که ضمناً به دلیل تحقق کاربردهای نظامی آن تحریمها نیز ایجاد خواهند شد ـ حضور در آن تقریبا بینتیجه است.
تقویت کشور در عرصه نانوتکنولوژی میتواند موجب پیشرفت کشور در حوزههایی چون الکترونیک، مواد و مانند آنها شود.
کشور ما پیش از آنکه به فکر رقابت باشد باید به فکر حضور فعال در زمینههایی باشد که متعلق به ما بوده و کشور را در دنیا مطرح نماید. با توجه به گستردگی عرصه نانوتکنولوژی چنین زمینههایی وجود دارد ولی زمان تصمیمگیری برای آن، همین امروز است. زیرا هر کس زودتر اقدام کند میتواند به چنین نتیجهای برسد.
کشور ما در نانوتکنولوژی عقب نیست و متخصصان آماده کار در کشور وجود دارند. حتی در بعضی زمینهها محصولاتی نیز در مقیاس آزمایشگاهی تولید شده است.
7ـ راهکارهایی برای توسعه نانوتکنولوژی در جمهوری اسلامی ایران
با توجه به ویژگیهای نانوتکنولوژی و شرایط کشور اهداف فعالیت کشور در نانوتکنولوژی میتواند موارد زیر باشد:
* استفاده از مزایای نانوتکنولوژی در صنایع موجود کشور با هدف جهش صنعتی
* کسب موقعیت پیشتازی در جهان در محورهای منتخب
* عقب نماندن از جهان و همراهی با کاروان جهانی پیشرفت علم و فناوری
برای رسیدن به این اهداف، راهکارهای زیر پیشنهاد میشود:
تصویب یک برنامه ملی برای مشارکت و هماهنگی بخشهای مختلف دولت، دانشگاهها و مراکز پژوهشی، بخش خصوصی و صنعت با در نظر گرفتن نهاد هماهنگکننده (در این برنامه اولویتهای آموزشی، پژوهشی و صنعتی کشور مشخص میشود و با اختصاص بودجه به هر یک از بخشها، وظیفه اجرای برنامه به آنها داده میشود و ضمنا راهکارهای حمایت از بخش خصوصی و اقدامات لازم برای رفع موانع موجود دیده میشود.)
* افزایش آگاهیهای عمومی در مورد پتانسیل نانوتکنولوژی
* آموزش در سطوح مختلف
* حمایت از شرکتهای خصوصی و نوپا
* تحقیقات توسعهای با انتخاب محور مناسب و ایجاد چرخه کامل ثمردهی نوآوری
* ترویج نانوتکنولوژی در صنایع
* همکاری بینالمللی به منظور سرعت بخشیدن به فعالیتها
8ـ بایدهای توسعه نانوتکنولوژی در کشور
برای موفقیت در عرصه نانوتکنولوژی به زیرساختهای سنگینی نیاز نیست و با انتخاب محورهای مناسب میتوان به موفقیتهای ارزندهای رسید. اما به هر حال موارد زیر لازم است:
* فرهنگسازی و ترویج فعالیت آموزشی، پژوهشی و صنعتی در زمینه نانوتکنولوژی
* تسهیل همکاریهای بینالمللی
* تسهیل دستیابی به اطلاعات علمی جهان در این زمینه
در طول نیم قرن گذشته جهان تقریبا هر دهه با یک فناوری کلیدی روبرو بوده است که بعضی از آنها کشورهای مختلفی را از مشکلات نجات داده و باعث تولید ثروتهای زیادی در آنها شده است. متاسفانه کشور ما در این فناوریها فقط در بعد آموزش و تا حدودی پژوهش موفق بوده است و این فناوریها نقش مهمی در توسعه کشور ما نداشتهاند. یکی از مهمترین مشکلات ما فقدان نظام نوآوری و عدم ارتباط بخشهای آموزش، پژوهش، تولید و تجارت میباشد. به عبارت دیگر عدم تشکیل زنجیره کامل ثمردهی نوآوری باعث شده است فعالیتهای پراکندهای انجام و بخش زیادی از آنها بینتیجه بماند.
به نظر نویسنده، یکی از مهمترین عوامل موفقیت کشور در این عرصه "انتخاب محورهای مناسب و تکمیل زنجیره نوآوری در آن محورها" میباشد. این موضوع باید در طرح ملی نانوتکنولوژی دیده شده و تمام موانع حقوقی، مالی و... آن شناسایی و برای رفع آنها اقدام شود.
یکی دیگر از بایدهای توسعه نانوتکنولوژی در کشور، "تصمیمگیری بموقع" میباشد. با توجه به شرایط جهانی که بخشی از آن در این مقاله مطرح گردید، زمان حضور جدی جمهوری اسلامی ایران در این عرصه همین امروز است.
علاوه بر این به نظر میرسد موارد زیر نیز باید در نظر گرفته شود:
الف: در آموزش
* ایجاد دورههای کارشناسی ارشد و دکترا در رشتههای مختلف
* تعریف دروس نانوتکنولوژی در دوره کارشناسی دانشگاهها
* گنجاندن مفاهیم علمی نانو در دروس دبیرستان
* اعزام دانشجو به خارج از کشور
ب: در پژوهش
* شناسایی حوزههای مهم و اولویتدار در رشتههای مختلف
* شناسایی حوزههای مهم بینرشتهای و حمایت از پژوهشهای بینرشتهای
* تعریف پروژههای مشترک بینالمللی در دانشگاهها و مراکز پژوهشی
* حمایت از پایاننامههای کارشناسی ارشد و دکترا
* تاسیس آزمایشگاههای ملی
* ایجاد دفتر پشتیبانی و تجهیز آزمایشگاهها
ج: در صنعت
* آشنایی صنعت با کاربردهای نانوتکنولوژی
* ایجاد واحدهای تحقیق و توسعه نانوتکنولوژی در صنایع مهم و حیاتی کشور
* حمایتهای مختلف برای سرمایهگذاری صنعت و تجاری شدن نتایج پژوهشهای دانشگاهی
د: فعالیتهای مربوط به هدایت و هماهنگی
* نهاد هماهنگکننده فرابخشی
* ایجاد دفتر مطالعه مستمر در روند نانوتکنولوژی
* ایجاد شبکههایی از افراد با تخصصهای مختلف
* ایجاد هماهنگی میان نهادهای آزمایشگاهی، مطالعاتی و...
* وجود دفتر خاص برای تقبل ریسک در بعضی موارد
* ایجاد مرکزی برای دریافت و اجرای طرحهای پژوهشی ـ صنعتی ایرانیان خارج از کشور
9ـ نبایدهای توسعه نانوتکنولوژی در کشور
برای موفقیت در این عرصه باید از موارد زیر اجتناب نمود:
* فعالیتهای پراکنده و ناهماهنگ
* برنامهریزی مقطعی
* هدفگذاری صرفا کیفی (نه توام با اهداف کمی)
* توجه نکردن به منبع اصلی سفارش پژوهش یعنی صنعت و بازار
* دور نگهداشتن متخصصان از اطلاعات علمی جهان و...
10ـ نتیجهگیری
نانوتکنولوژی، عرصه مهمی در علم و فناوری است که در سالهای اخیر توجه کشورها، بنگاهها، مراکز آموزشی و پژوهشی ومحققان را به خود جلب نموده است. حضور در این عرصه برای کشورها اجتنابناپذیر بوده و برای کشور ما نیز ضرورت دارد اما در این عرصه تصمیمگیری بموقع و صحیح ضرورت داشته و یکی از الزامات اصلی آن تشکیل شبکه نوآوری در محورهای منتخب میباشد. تدوین و اجرای طرح جامع و آیندهنگر و نهاد هماهنگکننده فرابخشی نیز یکی دیگر از شرایط اصلی موفقیت در این عرصه میباشد.
پینوشتها در دفتر نشریه موجود است.