نانو تکنولوژی در ایران

نانو تکنولوژی تولید مولکولی یا به زبان ساده تر, ساخت اشیاء اتم به اتم, مولکول به مولکول توسط بازوهای روبات برنامه ریزی شده در مقیاس نانومتریک است که معادل یک میلیاردم متر است و پهنای هر نانومتر معادل ۳ تا ۴ اتم است

نانو تکنولوژی تولید مولکولی یا به زبان ساده تر، ساخت اشیاء اتم به اتم، مولکول به مولکول توسط بازوهای روبات برنامه ریزی شده در مقیاس نانومتریک است که معادل یک میلیاردم متر است و پهنای هر نانومتر معادل ۳ تا ۴ اتم است. نانوتکنولوژی ساخت ابزارهای نوین مولکولی منحصر به فرد با بکارگیری خواص شیمیایی کاملاً شناخته شده اتم ها و مولکول ها (نحوه پیوند آنها به یکدیگر) را ارائه می دهد

مدت ها است که کاربرد واژه نانو تکنولوژی در محافل دولتی و دانشگاهی توجه افراد کنجکاو و علاقه مند به شناخت تحولات جدید را به خود مشغول کرده است.

این واژه که ریشه لاتین دارد به معنای ده به توان منهای ۹ است و معنای خاص دیگری ندارد ولی موضوع علم و فن آوری «نانو» به کوچکترین ابعاد یک ماده مربوط می شود و با اعمال تغییر در روابط این اجزاء خاصیت های جدیدی در پدیده های جهان به وجود می آید.

● نانوتکنولوژی چیست؟

رایانه ها اطلاعات را تقریباً بدون صرف هیچ هزینه ای باز تولید می کنند. نانوتکنولوژی نیز علمی است که با آن می توان اضافه کنند (کنار هم قرار دهند). این امر ساختن خودکار محصولات را بدون نیروی کار سنتی همانند عمل نسخه برداری در ماشین های زیراکس میسر می کند. صنعت الکترونیک با روند کوچک سازی احیاء می گردد و کار در ابعاد کوچکتر منجر به ساخت ابزاری می شود که قادر به دستکاری اتم های منفرد مثل پروتئین ها در سیب زمینی و همانند سازی اتم های خاک، هوا و آب می گردد.

پیوند علم مواد، شیمی و علوم مهندسی که نانوتکنولوژی نامیده می شود، عرصه ای را به وجود می آ ورد که ماشین آلات خود تکثیر کننده محصولاتی از اتم های اولیه ارزان تولید می کنند.

نانوتکنولوژی تولید مولکولی یا به زبان ساده تر، ساخت اشیاء اتم به اتم، مولکول به مولکول توسط بازوهای روبات برنامه ریزی شده در مقیاس نانومتریک است که معادل یک میلیاردم متر است و پهنای هر نانومتر معادل ۳ تا ۴ اتم است. نانوتکنولوژی ساخت ابزارهای نوین مولکولی منحصر به فرد با بکارگیری خواص شیمیایی کاملاً شناخته شده اتم ها و مولکول ها (نحوه پیوند آنها به یکدیگر) را ارائه می دهد. مهارت مطروحه در این تکنولوژی دستکاری اتم ها بطور جداگانه و جای دادن دقیق آنان در مکانی است که برای رسیدن به ساختار دلخواه و ایده آل مورد نیاز است. امروزه این امکان وجود دارد و بازده پیش بینی شده از تسلط این تکنولوژی بسیار فراتر از موفقیت هایی است که تا کنون انسان بدان ها نائل شده است.

قابلیت های فنی تولید نانوتکنولوژی را می توان شامل، محصولات خود تکثیر کننده، رایانه هایی با سرعت میلیاردها برابر رایانه های امروز، اختراعات بسیار جدید (که امروزه ناممکن است)، سفرهای فضایی امن و مقورن به صرفه، بکارگیری این علم به اعتقاد کارشناسان در واقع باعث ختم تقریبی بیماری ها، سالخوردگی و مرگ و میر می شود و دستیابی به تحصیلات عالی برای همه بچه های دنیا فراهم می شود و احیای مجدد بسیاری از حیوانات و گیاهان منقرض شده و احیا و سازماندهی اراضی ممکن می گردد.

در جهان اطلاعات و فناوری دیجیتالی کپی برداری را سریع، ارزان، کامل، عاری از هزینه یا پیچیدگی محتوایی کرده اند. حال اگر همین وضعیت در جهان ماده اتفاق بیافتد، چه می شود. هزینه تولید یک تن تری بیت تراشه های RAM تقریباً معادل با هزینه تولید همان مقدار فولاد خواهد شد.

نانوتکنولوژی روند زیانبار ناشی از انقلاب صنعتی را معکوس می کند و توانایی های غیرقابل تصوری را ایجاد می کند، انسان در معرض یک انقلاب اجتماعی تسریع شده و قدرتمند است که ناشی از علم نانوتکنولوژی است. در آینده نزدیک گروهی از دانشمندان قادر به ساخت اولین آدم آهنی با مقیاس نانومتری می گردند که قادر به همانندسازی است. طی چند سال با تولید پنج میلیارد تریلیون نانوروبات، تقریباً تمامی فرایندهای صنعتی و نیروی کار کنونی ازرده خارج می شود. کالاهای مصرفی به وفور یافت شده، ارزان، و با دوام خواهند شد. داروها یک جهش سریع را تجربه خواهد کرد. سفرهای فضایی و همانندسازی امن و مقرون به صرفه می شود. به این دلایل و دلایلی دیگر، سبک های زندگی روزمره در جهان بطور زیربنایی متحول می شود و الگوی رفتاری انسان ها تحت الشعاع این روند قرار می گیرد.

مقیاس نانو تجربه جدیدی می باشد، اما تبدیل کشفیات تازه به تکنولوژی هنوز هم به روش سنتی آن انجام می گیرد. .

تصور کنید یک میلیارد مرتبه کوچک تر شوید و بتوانید در محیط گازی، مایع و یا جامد شنا کنید. در این سفر چیزهایی که شما با آنها مواجه می شوید مد نظر ما نیست، بلکه عدم پیوستگی (گسستگی) اتم ها و مولکول هایی که ارکان طبیعت را تشکیل می دهند، اهمیت دارد.

حدود ۴۰ سال پیش ریچارد فینمن تکنولوژی ای را تجسم کرد که با استفاده از جعبه ابزار طبیعت اجسام را اتم به اتم یا مولکول به مولکول می ساخت. در دو دهه اخیر شاهد اولین جرقه های این تجسم بوده ایم و برخی نوآوری ها و کشفیات کلیدی در این مدت مشاهده شده اند، مثلاً میکروسکوپ تونلی روبشی که می تواند تصویری از یک اتم واحد به ما دهد و با مهارت آن را کنترل کند، و یا خانواده ای از مولکول ها نظیر باکی بال ها و نانوتیوپ های کربنی را که خواص منحصر به فردی دارند را تصویرسازی کندو خواصشان را کنترل نماید.

همچنین مقیاس های نانومتری اندازه مولکول های بیولوژیکی نظیر DNA و پروتئین ها و مواد غیرآلی شامل نیمه هادی ها، سرامیک ها و فلزات نانوساختاری را پوشش می دهد. این هم پوشانی اخیراً تشکیل مواد هیبریدی نانومتری را که خواص و عملکردهای منحصر به فردی دارند، امکان پذیر ساخته است.

اگر ما تصوراتمان را گسترش دهیم، می توانیم تکنولوژی هایی را متصور شویم که متفاوت از تکنولوژی های فعلی خواهند بود. به عنوان مثال پردازش و ذخیره اطلاعات می تواند بر پایه بیت های اطلاعاتی ای انجام گیرد که به عنوان ذرات واحدی (الکترون ها و یا فوتون ها) تعریف شده اند، بنابراین تغییرات عظیمی در چگالی و مصرف برق ایجاد می گردد. مراقبت های بهداشتی و بیوتکنولوژیکی می توانند متکی بر روش های مولکولی نانو ساختاری ای شوند که دارو را در بدن ما به محل دقیق مورد نیاز آن می فرستند و یا تومورهای سرطانی را در آغاز تکوین ردیابی می نمایند.

انسان می تواند موتورها و یخچال های بر پایه مواد ترموالکتریک نانوساختاری را متصور شود که نه تنها قابلیت عملکرد بالاتری از دستگاه های امروزی خواهند داشت، بلکه از نظر زیست محیطی نیز بی خطرتر هستند، نانوساختار همچنین خواص مکانیکی فلزات سرامیک ها را تنظیم می کند که این امر می تواند تأثیر عظیمی بر صنایع حمل و نقل و صنایع فضایی داشته باشد. اگر تمامی این اهداف برآورده شوند، یک پایه تکنولوژیکی جدید پدید می آید که اثرات اجتماعی و اقتصادی اساسی دارد. ؛ درحال حاضر این فناوری در اغلب زمینه ها موجود نیست، کلید فناوری تنها در دانش نیست، بلکه در ترکیب دانش و مهندسی است. بنابراین نانو مهندسی یکی از مهم ترین ارکان موفقیت نانوتکنولوژی می باشد.

● نانوتکنولوژی در جهان

بسیاری از کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه (در حدود ۳۰ کشور)، برنامه هایی را در سطح ملی برای پشتیبانی از فعالیت های تحقیقاتی و صنعتی نانوتکنولوژی تدوین و اجرا می نمایند. زیرا نانوتکنولوژی به عنوان انقلابی در شرف وقوع، آینده اقتصادی کشورها و جایگاه آنها در جهان را تحت تأثیر جدی قرار خواهد داد. در بخشی از این کشورها، در یکی دوسال اخیر تحرکات شدیدی از طرف دولت ها برای سرعت بخشیدن به توسعه نانوتکنولوژی صورت گرفته و فعالیت هایی که تا قبل از این به صورت خودجوش توسط محققان انجاممی گرفته است، با تشویق و حمایت های مستقیم دولت ادامه یافته اند. به عنوان نمونه، دولت آمریکا در سال ۱۹۹۸ با توجه به خواست وسیع محققان و دانشگاهیان، گروه کاری بین بخشی علوم و فناوری نانو را تشکیل داد. این گروه در فوریه ،۲۰۰۰ گزارشی با عنوان» پیشگامی ملی نانوتکنولوژی، به سوی انقلاب صنعتی بعدی «به رئیس جمهور آمریکا ارائه نمود که رئیس جمهور نیز آنرا 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 ۳۱ این گزارش ۱۰۱ صفحه ای عدم توجه به جنبه های مهم این کار از جمله جنبه های فرابخشی آن مساوی با در معرض خطر قرار گرفتن آینده اقتصادی، کیفیت زندگی و امنیت ملی آمریکا دانسته شده است. یکی از بخش های فعال این برنامه وزارت دفاع می باشد، که یک چهارم بودجه نیز به آن اختصاص یافته است.

محققان ژاپنی از دهه ۱۹۷۰ میلادی به صورت خودجوش در زمینه های تحقیقاتی نانوتکنولوژی وارد شده اند تا آنجا که کلمه نانوتکنولوژی نیز اول بار توسط یک محقق ژاپنی مورد استفاده قرارگرفت. دولت ژاپن اولین بار در ابتدای دهه ۱۹۹۰ بودجه ای را برای پشتیبانی از این تحقیقات اختصاص داد و این روند ادامه یافت تا اینکه در سال ،۱۹۹۷ ۱۲۰ میلیون دلار و در سال ،۲۰۰۱ ۴۳۰ میلیون دلار اختصاص یافته است.

دولت کره جنوبی نیز پنج زمینه فناوری را به عنوان صنایع نسل بعدی به عنوان اولویت این کشور اعلام نموده و برای آنها تا سال ،۲۰۰۵ مبلغ ۱۰ تریلیون ون معادل ۸ میلیارد دلار اختصاص داده است. فناوری اطلاعات، بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی، فناوری های محیط زیست و فناوری های فرهنگی به عنوان حوزه های منتخب دولت کره جنوبی اعلام گردیده است. دولت کره جنوبی، در زمینه نانوتکنولوژی، پرورش ۱۲۶۰۰ کارشناس و متخصص را در ۱۰ سال آینده برنامه ریزی نموده است و با هدف تبدیل شدن به پنجمین کشور پیشرفته دنیا در نانوتکنولوژی پیش می رود.

در ایران این علم دو سال است که به صورت جدی موردتوجه قرار گرفته و از سال ۸۲ تلاش برای ساماندهی این علم در کشور آغاز شد و با فعالیت های انجام شده تاکنون

برای ساماندهی مدیریت کلان نانوتکنولوژی کشور، یک ستاد تشکیل شده است که وظیفه اصلی آن: تعیین مسیر حرکت و اولویتهای ملی کشور، رفع موانع در زمان اجرا و خدمت رسانی به بخش های اجرایی (خصوصی و دولتی) برای توسعه نانوتکنولوژی است.

هدف از تشکیل این ستاد، به هیچ وجه گرفتن سهم برای دستگاهها نیست؛ بلکه رفع موانع، پشتیبانی و در یک کلمه خدمت به توسعه نانوتکنولوژی در کشور هدف اصلی است به گونه ای که این ستاد از طریق چشم اندازسازی، ارائه تسهیلات، ایجاد بازار و رفع مشکلات، زمینه فعالیت بخش خصوصی و تولید ثروت در جامعه را فراهم آورد.

ستاد ویژه توسعه نانوتکنولوژی برای مدت ۴ سال از افراد زیر تشکیل شده است :

ـ معاون اول رییس جمهور (رئیس ستاد)،

ـ رییس سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور،

ـ وزیر امور اقتصادی و دارایی،

ـ وزیر بهداشت، درمان و آموزش پزشکی،

ـ وزیر جهاد کشاورزی،

ـ وزیر صنایع و معادن،

ـ وزیر علوم، تحقیقات و فناوری،

ـ نماینده ویژه رئیس مجلس شورای اسلامی،

ـ رییس دفتر همکاریهای فناوری ریاست جمهوری (دبیرستاد)،

ـ پنج نفر از صاحبنظران و مدیران برجسته کشور به انتخاب رییس ستاد.

● وظایف ستاد

ـ تصویب اهداف، راهبردها و سیاستهای کلان و برنامه های ملی توسعه نانوتکنولوژی درکشور،

ـ تقسیم وظایف کلی دستگاهها و تعیین مأموریتهای بخشی و هماهنگی آنها در قالب برنامه بلندمدت ملی،

ـ نظارت عالی بر تحقق اهداف و برنامه ها.

برای تأمین بودجه فعالیتهای نانوتکنولوژی کشور، سازمان مدیریت و برنامه ریزی مطابق با اهداف کلان کشور و طرحهای مصوب ستاد، بودجه های لازم را به صورت ردیفی جدید در بودجه سالانه دستگاهها منظور می کند.

به منظور کمک به فعالیتهای موردی و خاص و بهره گیری از فرصتهای ویژه، بودجه و اعتباری با فرآیند اجرایی ساده، در اختیار دبیرخانه قرار می گیرد تا با تصویب رییس ستاد در موارد مشخص هزینه شوند.

ستاد در سال ۱۳۸۳ برنامه ۱۰ ساله توسعه فناوری نانو را تدوین کرده که مراحل تصویب را می گذراند. برنامه بلندمدت با توجه به چارچوب کلی برنامه کلان فناوری نانوی کشور که در زمستان ۱۳۸۲ به تصویب ستاد رسید تهیه و قرار است ویرایش اولیه برنامه ۱۰ ساله نانو تا شهریور ۱۳۸۳ آماده شود.

● برنامه بلندمدت

ستاد برای استفاده از فرصت، آمادهسازی زیرساختهای لازم و عقب نماندن از قافله توسعه فناوری نانو چهار برنامه یکساله را در سال ۱۳۸۳ به اجرا میگذارد. سیاستها و برنامه کلی در مورد هر یک از برنامههای چهارگانه در زمستان ۱۳۸۲ به تصویب ستاد رسید که شامل:

ـ توسعه منابع انسانی،

- شبکه زیرساخت آزمایشگاهی،

ـ ترویج و تقویت بستر فکری-فرهنگی،

ـ طرحهای کوتاه مدت توسعه فناوری نانو می شود.

کمیتهای برای هر برنامه با حضور نمایندگان دستگاههای مختلف تشکیل شد که این کمیتهها وظیفه تهیه آییننامهها و دستورالعملهای لازم برای اجرای برنامههای چهارگانه و ارزیابی و نظارت بر حسن اجرای آنها را به عهده دارد.

ستاد برای هماهنگی بین عوامل درگیر در توسعه نانو تشکیل شده است و حمایت های ستاد برای تسهیل فعالیتها و تسریع در پیشرفت فناوری نانو درکشور است، از این رو ستاد صرفاً از فعالیتهایی حمایت میکند که در چارچوب سیاستهای تعیینشده توسط ستاد و در قالب برنامههای هماهنگشده با آن تعریف و اجرا شوند و بههرحال در سال جاری ستاد خود را مسؤول حمایت از همه فعالیتهای مرتبط با نانو نمیداند و صرفاً در چارچوبهای تعیینشده کمک خواهد کرد. توسعه فناوری نانو و دستیابی به سهم معینی از بازار جهانی این فناوری و تولید ثروت ملی از این طریق باعث شده زمینه ارتباطات با برخی از کشورها مثل آلمان، روسیه و آفریقای جنوبی فراهم شود و همکاری در زمینه توسعه منابع انسانی به عنوان مرحله اول تعاملات بین المللی مدنظر قرار گرفته است که در آینده این تعاملات بیشتر و عملی تر می شود.

تهیه کننده:محمدرضا قراگوزلو