فناوری نانو در ایران چه جایگاهی دارد؟/ تجهیز ۱۰۰ خط تولید صنعتی با دستگاه‌های نانویی

خبرگزاری علم و فناوری آنا- گروه علم و فناوری؛ امروز، محصولات نانوی ساخت ایران در ۱۴ حوزه صنعتی- کاربردی تجاری شده‌اند و حجم قابل توجه و رو به رشدی از بازار را نیز به خود اختصاص داده‌اند.

فناوری نانو از جمله فناوری‌هایی است که در تمامی گرایش‌های علمی راه یافته است. امروزه این فناوری که در ابعاد یک میلیاردم متر کار می‌کند و توانمندی تولید مواد، ابزار‌ها و سیستم‌های جدید، با در دست گرفتن کنترل در سطوح ملکولی و اتمی را دارد، با سرعت زیاد در حال توسعه است.

نانوتکنولوژی مرز و مانعی برای ورود به حوزه‌های مختلف ندارد. در حال حاضر این علم در تمامی زمینه‌ها مانند شیمی، زیست‌شناسی، فیزیک، علوم مواد و مهندسی و.. مورد استفاده قرار می‌گیرد و همه انسان‌ها به نوعی در زندگی روزمره‌شان با این علم سرو کار دارند؛ نانو در غذا و دارویی که می‌خوریم، در لباسی که می‎پوشیم، در خودرویی که سوار می‌شویم و .... مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اکنون دستاوردهای بسیار زیادی همانند نانو ماده با خواص جدید، روش سنتز بدیع و نوآورانه، تولید تجاری یک نانوماده، اکتشاف نانومواد جدید یا پدیده‌ای در مقیاس نانو در زمینه‌های مختلف بدست آمده است؛ دستاوردهایی که به اعتقاد کارشناسان در آینده‌ای نزدیک شاهد دستاوردهای بزرگتر این فناوری خواهیم بود.

بیشتر بخوانید

دایرة المعارف دانش‌بنیان‌ها ۱۱۱؛

نانو به چه دسته از فناوری‌هایی می‌گویند؟

در راستای اهمیت موضوع فناوری نانو درصدد برآمدیم تا با مجید صاحبی‌نژاد رئیس گروه سیاست‌گذاری و ارزیابی ستاد توسعه فناوری‌های نانو و میکرو گفت‌وگویی داشته باشیم.

مشروح گفت‌وگو به شرح زیر است:

*ابتدا به نقش و اهمیت فناوری نانو بپردازید.

صاحبی‌نژاد: فناوری نانو به شاخه‌ای از علم و مهندسی اطلاق می‌شود که به طراحی، تولید و استفاده از ساختارها، دستگاه‌ها و سیستم‌ها ازطریق دستکاری اتم‌ها و مولکول‌ها در مقیاس نانو می‌پردازد.

موضوع اصلی آن مهار ماده یا دستگاه‌هایی در ابعاد کمتر از یک میکرومتر، معمولا حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است. نانوفناوری یک دانش به شدت میان‌رشته‌ای است و امکان ساخت موادی را فراهم می‌کند که می‌توانند بسیاری از حوزه‌های تولید را متحول کنند. در خصوص پی بردن به اهمیت فناوری نانو در کشور، در اوایل دهه ۱۳۸۰ با تلاش‌های افراد و نهاد‌های مختلف توجه کشور به فناوری نانو جلب شد.

به طور کلی می‌توان گفت تشخیص این موضوع، مناسب و به‌هنگام بود و همین امر یکی از نقاط قوت سیاستگذاری فناوری نانو در کشور بود که به عنوان یک فناوری اولویت‌دار ملی از سال ۱۳۸۲ با تشکیل ستاد ویژه توسعه فناوری نانو مبتنی بر الگویی بومی و به صورت نظام‌مندآغاز شد. مقام معظم رهبری نیز در این زمینه می‌گویند که «موضوع را زود فهمیده‌ایم؛ ‏یعنی نگذاشتیم بعد از چهل سال بفهمیم که چنین چیزی در دنیا پدید آمده است؛ در اوایل کار، این موضوع را فهمیده‌ایم و الان هم دنبالش ‏هستیم».

ستاد نانو از ابتدای تاسیس تاکنون در صدد گفتمان‌سازی و ترویج، تسهیل‌گری و حمایت در عرصه‌های مختلف از حوزه آموزش و تحقیقات تا عرصه صنعت سازی و توسعه بازار بوده است. 

* در حوزه نانو  ایران چه رتبه ای بین کشورهای خارجی دارد؟

صاحبی‌نژاد: مقایسه وضعیت پیشرفت کشور در علم و فناوری نانو با سایر کشور‌ها در بخش‌های مختلف و با شاخص‌های مختلف قابل ارزیابی است. رتبه بندی در برخی از بخش‌ها با توجه به وجود داده‌ها و آمار سایر کشور‌ها قابل اندازه گیری است و در بسیاری از شاخص‌ها به خصوص حوزه صنعت و بازار نانو با توجه به وجود نداشتن داده‌های معتبر جهانی این رتبه بندی امکان پذیر نیست.

در مواردی که رتبه بندی امکان پذیر نیست ارزیابی براساس روند رشد وضعیت شاخص در طول برنامه طبق اهداف تعیین شده صورت می‌گیرد. به عنوان مثال توسعه علم نانو با شاخص‌های مختلف قابل ارزیابی است که شاخص‌های مبتنی بر انتشارات معتبر بین المللی همچون تعداد مقالات، ارجاع به مقالات و میزان همکاری‌های بین المللی در انتشار مقالات از جمله معروف‌ترین آنها هستند.

در شاخص تعداد مقالات معتبر بین المللی در سال ۲۰۲۳ کشور با انتشار ۱۱ هزار و ۱۹۰ مقاله جایگاه پنجم در جهان را به خود اختصاص داده است. تعداد مقالات نانو ایران در سال ۲۰۲۳، ۱۹ درصد از کل مقالات علمی منتشر شده ایران در WoS را شامل می‌شود. 

در حوزه توسعه فناوری‌های پیشرفته، ستاد نانو برنامه‌ای مستمر برای رصد این فناوری‌ها در مراکز تحقیقاتی و شرکت‌های فناوری محور جهانی دارد. همچنین با حضور در نمایشگاه‌های مهم فناوری نانو در کشور‌هایی مانند ژاپن و کره جنوبی از آخرین دستاورد‌های فناوری‌های نوین در این عرصه مطلع می‌شود. مقایسه توانمندی‌های فناورانه شرکت‌های داخلی با وضعیت فناوری‌های توسعه یافته جهانی، حکایت از پیشرفت‌های قابل توجه محققان و فناوران کشور در این عرصه دارد. 

*وضعیت توسعه صنعتی و بازار نانو ایران چگونه است؟

صاحبی‌نژاد: در صنعتی سازی فناوری‌های نانو شاخص‌های تعداد محصولات ساخت ایران و شرکت‌های تولیدکننده این محصولات و بازار آنها مورد توجه قرار دارد. در این عرصه بیش از ۱۸۰۰ محصول ساخت ایران توسط ۴۲۲ شرکت صنعتی تولید و روانه بازار شده اند. در سال ۱۴۰۱، رقم کلی فروش محصولات نانو بیش از ۳۰۰ هزار میلیارد ریال بوده است.

ارزش دلاری حجم فروش محصولات نانو ساخت ایران در سال ۱۴۰۱، معادل یک میلیارد و ۱۲۵ میلیون دلار بوده است. حجم صادرات محصولات نانو در سال ۱۴۰۱ نیز ۶۹ میلیون دلار بوده است. در حال حاضر متوسط رشد سالانه بازار محصولات نانو ساخت ایران از سال ۱۳۹۲ تا پایان سال ۱۴۰۱ حدود ۹۶ درصد بوده است؛ به این معنی که در هر سال حجم فروش محصولات نانو ایرانی تقریبا دو برابر شده است. 

* با به‌کارگیری فناوری نانو چه تغییر و تحولی می‌توانیم در صنایع مختلف ایجاد کنیم و بفرمایید که بیشتر در چه صنایعی رسوخ پیدا کرده است؟

صاحبی‌نژاد: فناوری نانو یک فناوری بین رشته‌ای با حوزه اثرگذاری و کاربرد گسترده است. امروز محصولات نانو ساخت ایران در ۱۴ حوزه صنعتی- کاربردی تجاری شده و حجم بازار قابل توجه و رو به رشدی را نیز به خود اختصاص داده‌اند. با وجود این، محصولات مبتنی بر فناوری‌های پیشرفته از جمله فناوری نانو فراتر از بازار مستقیم خود، اثرگذاری اقتصادی و اجتماعی بالایی دارند که ممکن است بسیار بیشتر و مهم‌تر از حجم بازار این محصولات باشد. 

یکی از این اثرات اقتصادی که برای بسیاری از محصولات نانو مشترک است صرفه جویی ارزی است که در سال‌های اخیر با شدت گرفتن تحریم‌ها اهمیت بسزایی پیدا کرده است. در حوزه سلامت و بهداشت نانودارو‌های ضدسرطان در سال‌های اخیر بخش بزرگی از نیاز کشور به نمونه‌های خارجی را تامین کرده و تا انتهای سال ۱۴۰۱ از خروج بیش از ۹۰ میلیون دلار ارز جلوگیری کرده‌اند که این مقدار حدود ۱۰ برابر صادرات این محصولات در این مدت بوده است. مورد دیگر، نانوکاتالیست‌ها هستند که محصولاتی راهبردی در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی به حساب می‌آیند.

در سال‌های گذشته عمده نانوکاتالیست‌های مورد نیاز کشور از خارج تامین می‌شد که هم‌اکنون حجم قابل توجهی از این کاتالیست‌ها تولید داخل هستند. معادل دلاری بازار فروش نانوکاتالیست‌های تولید داخل در سه سال گذشته ۳۲۵ میلیون دلار بوده است. در حال حاضر حدود ۵۰ نوع نانوکاتالیست در کشور داریم که به طور کامل در داخل تولید می‌شود و به غیر از بازار فوق، حدود ۲۰۰ میلیون دلار صرفه‌جویی ارزی را هم برای کشور به همراه داشته است. 

از اثرات اجتماعی محصولات نانو افزایش کیفیت زندگی مردم است که از نمونه‌های این اثرگذاری می‌توان به کاهش هزینه درمان بیماری‌های صعب‌العلاج مانند سرطان و کاهش عوارض درمان با استفاده از نانودارو‌ها اشاره کرد. داروی ضدسرطان دوکسوروبیسین داروی شیمی درمانی سرطان‌های مختلف مانند سینه، مثانه و تخمدان است. مصرف غیرنانویی این دارو می‌تواند منجر به عارضه قلبی شود.

در حالی‌که استفاده از نمونه نانولیپوزمال این دارو احتمال این عارضه را تا حد زیادی کاهش می‌دهد که خود می‌تواند اثر قابل توجهی در کاهش هزینه‌های درمان داشته باشد. از جمله اثرات اقتصادی دیگر این داروها، کاهش هزینه دولت از طریق تقلیل هزینه‌های بیمه است که طبق برآورد‌های انجام شده برای سه نانوداروی موجود در بازار این کاهش هزینه نزدیک به دو برابر کل فروش این داور‌ها در بازارداخلی بوده است. 

* به تازگی هم که به حوزه آب و تصفیه آب در حد تجاری‌سازی ورود کرده است؟

صاحبی‌نژاد: حوزه دیگر، تامین آب آشامیدنی سالم و با کیفیت با کمک فناوری نانوحباب است. در سال ۱۴۰۲، استفاده از فناوری نانوحباب در تصفیه‌خانه شهر ساوه موجب کاهش طعم و بوی نامطبوع و همچنین حذف جلبک از منابع آب شرب شده است. این تصفیه خانه با ظرفیت ۵۰ هزار متر مکعب در روز، تامین کننده بخشی از نیاز آب شرب جمعیت ۲۵۰ هزار نفری شهر ساوه است و سامانه نانوحباب مورد استفاده در تصفیه خانه این شهر ظرفیت تصفیه روزانه ۴۵ هزار متر مکعب را دارد.

ضمن اینکه استفاده از این فناوری به کاهش بین ۳۰ تا ۶۰ درصدی مصرف برق، کاهش ۱۰ تا ۲۰ درصدی سرمایه‌گذاری اولیه و کاهش ۴۰ تا ۶۰ درصدی سرمایه‌گذاری در فرآیند بهره‌برداری منجر می‌شود. استفاده از فناوری نانوحباب در حوزه کشاورزی منجر به کاهش مصرف آب، کاهش طول دوره کشت، کاهش ۳۰ درصدی نیاز به کود و افزایش ۲۰ درصدی در برداشت محصول شده است.

همچنین براساس پروژه‌های انجام گرفته تحت نظارت ستاد نانو استفاده از فناوری نانوحباب در فرآیند پرورش آبزیان از مرحله حذف عوامل بیماری‌زا و جلبک‌زدایی تا اکسیژن‌دهی، تراکم استخر پرورش ماهی را می‌تواند بیش از ۲ برابر افزایش دهد.

* قطعاً در مسیر فناوری موانعی هم وجود داشته است.

صاحبی‌نژاد: پیشتازی در عرصه علمی فناوری نانو در جهان و توسعه فناوری و صنعتی در این حوزه مستلزم برطرف شدن موانع مختلف است.

* در حوزه فناوری نانو نیز چه مشکلات و موانعی وجود داشته است؟

 صاحبی‌نژاد: به طور کلی ضعف عمومی کشور در تجاری‌سازی و نبود زیرساخت‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری بر توسعه فناوری در کشور سایه افکنده و در نتیجه توسعه فناوری‌نانو را نیز متاثر می‌سازد.

تحقیقات و سرمایه‌گذاری در فناوری‌های نوین دیر بازده هستند، لذا شرایط بازار نمی‌تواند بخش خصوصی را به تحقیق و سرمایه‌‎گذاری در این حوزه که منافع آن به عموم جامعه بر‌می‌گردد، تشویق کند بنابراین لازم است دولت از طریق سرمایه‌گذاری یا سیاست‌های تشویقی مانند معافیت‌های مالیاتی در توسعه فناوری و تجاری‌سازی آن دخالت کند.

* دولت چه اقداماتی می تواند برای رفع این چالش‌ها داشته باشد؟

صاحبی‌نژاد: لازم است دولت برای حمایت و تقویت زیربنا‌های صنعتی و فناورانه کشور که راهبردی بوده، اما به خودی خود قابلیت توسعه ندارند، ورود کند؛ بنابراین مداخله دولت برای توسعه زیرساخت‌های تحقیق و توسعه، صنعتی‌سازی و تجاری‌سازی فناوری بیش از پیش ضرورت دارد.

کمک به شکل‌گیری زیرساخت مبادله برای تسهیل ارتباط طرف‌های عرضه و تقاضای فناوری از اصلی‌ترین کارکرد‌های دولت در این زمینه است. به دلیل پیچیدگی‌های فضای کسب و کار در کشور، بسیاری از بنگاه‌ها و به‌ویژه بنگاه‌های نوپا، توان گذار از مراحل مختلف تجاری‌سازی را ندارند؛ در نتیجه نقش دولت در فراهم کردن زمینه‌های حمایت از این کسب‌وکار‌ها برجسته شده و از اهمیت زیادی برخوردار است.

باید توجه داشت که معرفی یک فناوری نوظهور، فرصت و تهدید‌هایی را در پی خواهد داشت. بدترین حالت برای پیشروان، غفلت از یک فناوری نوظهور است. اقدام هوشمندانه آن است که بتوان به موقع یک فناوری را شناسایی و برنامه‌های متناسب با آن را اتخاذ کرد.

* در دولت سیزدهم شما چه اقداماتی در راستای کاربردی سازی فناوری نانو انجام دادید؟

صاحبی‌نژاد: برای توسعه زیست بوم نوآوری و فناوری نانو در سال‌های اخیر برنامه‌های مختلفی در راستای توانمندسازی و حمایت از کسب و کار‌ها و شرکت‌های نوپا (برنامه بنیان‌گذاری)، حمایت از فرایند تحقیق و توسعه نانو در شرکت‌های صنعتی (برنامه تحقیق و توسعه درون‌زا) و پاسخ به تقاضا و رفع نیاز شرکت‌های صنعتی موجود بر پایه فناوری‌های توسعه‌یافته داخلی (برنامه شبکه تبادل فناوری)، راه‌اندازی یا توسعه یافته‌اند.

ساخت ماشین‏ آلات مورد نیاز برای راه ‏اندازی خطوط تولید محصولات نانو به‌عنوان یکی از اولویت‏ های اصلی توسعه صنعت نانو است.

تاکنون بیش از ۱۰۰ خط تولید صنعتی با ماشین آلات و تجهیزات نانو ساخت ایران مورد بهره ‏برداری قرار گرفته‏ اند. همچنین علاوه بر تامین تجهیزات صنعتی برای صنایع داخل کشور، برخی از این تجهیزات و خطوط تولید از جمله خط تولید صنعتی نانوالیاف، خط تولید پوشش‌های سخت نانو و سامانه نانو تصفیه صنعتی پساب به کشور‌های کره جنوبی، چین و مالزی صادر شده است.

باید دولت ازتحقیقات کاربردی صنعتی حوزه فناوری نانو در برنامه اساتید محصول‌محور از اساتید دانشگاهی که تیم پژوهشی‌شان متمرکز بر موضوع تخصصی بوده و انباشت دانش‌فنی در تیم پژوهشی حول یک موضوع محصول‌محور  دارند حمایت کند.

*آقای صاحبی نژاد؛ اکنون در دهه دوم اوج فناوری نانوی ایرانی بین کشورهای خارجی هستیم؛ برای دهه سوم باید چه اقداماتی صورت گیرد تا روند صعودی این فناوری حفظ شود؟

صاحبی‌نژاد: دوره ۱۰ ساله سوم پیشرفت فناوری نانو در کشور مقارن با دولت‌های چهاردهم و پانزدهم خواهد بود. در سال ۱۴۰۱ سند ملی توسعه علوم و فناوری نانو تا افق ۱۴۱۲ در شورای عالی انقلاب فرهنگی تصویب شد و اجرای این برنامه ملی جزو ماموریت‌های دو دولت چهاردهم و پانزدهم خواهد بود. در این برنامه، دو رویکرد اصلی و تحولی مورد توجه قرار گرفته است. 

اولین رویکرد، عمق بخشیدن به فناوری‌های توسعه یافته و دستیابی به فناوری‌های بدیع و تولید محصولات نوآورانه بر پایه این فناوری‌ها با اثرگذاری اقتصادی و اجتماعی بالا است. توفیق در اجرایی‌‍ سازی این رویکرد متضمن حرکت کشور به سمت مرجعیت جهانی در علم و فناوری خواهد بود. 
رویکرد دوم مسئله‌محوری در توسعه این فناوری است.

* سومین سند نانو بر اساس چیست؟ در این خصوص توضیح بفرمایید.

صاحبی‌نژاد: انتظار می‌رود تلاش محققان، فناوران و صنعت‌گران کشور در این دهه، گره‌گشای برخی از مسائل و چالش‌های مهم کشور باشد. در سند ده ساله سوم براساس مطالعات و بررسی چالش‌ها و مسائل راهبردی کشور و پایش راه حل‌های فناورانه برای حل آنها، ۱۱ مأموریت ویژه تدوین و تصویب شد. درهر یک از مأموریت‌های ویژه، بسته‌ای از پروژه‌های توسعه فناوری و محصول تنظیم شده است که با حمایت از اجرای این پروژه ها، دستاورد‌های فنی و صنعتی مشخصی پیگیری می‌شود. 

تحقق این دو رویکرد نیازمند اهتمام جدی دولت در تامین زیرساخت‌ها و سرمایه‌گذاری برای توسعه فناوری‌های بدیع و تحول‌آفرین متناسب با اهداف تعیین شده در این سند، همچنین هدایت و هماهنگی دستگاه‌های اجرایی برای به کارگیری فناوری‌های توسعه‌یافته برای حل مسائل راهبردی کشور است. لازم است سرمایه اجتماعی ایجاد شده در دو دهه گذشته در توسعه فناوری نانو با حمایت‌های جدی‌تر دولت و تقویت زیست بوم فناوری و نوآوری نانو حفظ و ارتقا یابد.