نانوتکنولوژی و جمهوری اسلامی ایران ،بایدها و نبایدها

بسمه تعالی
نانوتكنولوژی و جمهوری اسلامی ایران؛ بایدها و نبایدها
دفتر همكاری‌های فن‌آوری، كمیتهٔ مطالعات سیاست نانوتكنولوژی
تهران، صندوق پستی ۴۶۷۱-۱۴۱۵۵، تلفن: [phone]، نمابر: ۶۵۰۰۰۶۰، پست الكترونیكی: [e-mail]
۱- مقدمه
نانوتكنولوژی، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم‌های جدید با در دست گرفتن كنترل در سطوح مولكولی و اتمی و استفاده از خواصی است كه در آن سطوح ظاهر می‌شود. از همین تعریف ساده بر می‌آید كه نانوتكنولوژی یك رشته جدید نیست، بلكه رویكردی جدید در تمام رشته‌هاست. از زمانی که فاینمن، فیزیکدان برجستهٔ آمریکایی، ایدهٔ کار با اتمها و مولکولها را مطرح کرد [۱۰] محققان جهان به کار در این عرصه روی آوردند. برای نانوتكنولوژی كاربردهایی را در حوزه‌های مختلف از غذا و دارو و تشخیص پزشكی و بیوتكنولوژی تا الكترونیك و كامپیوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژی، محیط زیست، مواد، هوافضا و امنیت ملی برشمرده‌اند. كاربردهای وسیع این عرصه به همراه اثرات اجتماعی، سیاسی و حقوقی آن، این فناوری را به عنوان یك زمینه «فرارشته‌ای و فرابخشی» مطرح نموده است.
۲- نانوتكنولوژی و كاربردهای آن
علوم و فناوری نانو، عنصری اساسی در درك بهتر طبیعت در دهه‌های آتی خواهدبود. ازجمله موارد مهم در آینده، همكاریهای تحقیقاتی میان‌رشته‌ا‌ی، آموزش خاص و انتقال ایده‌ها و افراد به صنعت خواهدبود. بخشی از تأثیرات و کاربردهای نانوتکنولوژی به شرح زیر می‌باشد[۲، ۳، ۵ و ۶]:
۲-۱- تولید، مواد و محصولات صنعتی
كاركرد منحصربه‌فرد باشند، انقلابی در مواد و فرآیندهای تولید آنها، ایجاد می‌كند. محقّقین قادر به ایجاد ساختارهایی از مواد
مواد برای میله‌های شناساگر ژنتیكی یا زیستی در اكتشاف، جداسازی و تشخیص دارو كار می‌كنند و برخی متوجّه رهایش دارو هستند.
نانوذرّات نیمه‌هادی یا نقاط كوانتومی، بر حسب اندازه
در هنگام رهایی نوین بر پایهٔ اصول و معماری جدید؛ بكارگیری كارخانجات مولكولی یا خوشه‌ا‌ی كه مزیّت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند.
نانوتكنولوژی تغییر بنیانی مسیری است كه در آینده، موجب ساخت مواد و ابزارها خواهد شد. امكان سنتز بلوك‌های ساختمانی نانو با اندازه و تركیب به دقّت كنترل‌شده و سپس چیدن آنها در ساختارهای بزرگتر، كه دارای خواص وبیوسنتز و بیوفرآوری، راههای كلا" جدیدی برای ساخت محصولات شیمیایی و دارویی ارائه می‌دهند. گردهم‌آوری بلوك‌های ساختمانی زیستی به شكل مواد و ابزارهای مصنوعی، خواص موردنظر مواد را با كاركردهای زیستی تلفیق می‌كند.
۲-۲- پزشکی و بدن انسان
رفتار مولكولی در مقیاس نانومتر، سیستمهای زنده را اداره می‌كند. یعنی مقیاسی كه شیمی، فیزیك، زیست‌شناسی و شبیه‌سازی كامپیوتری، همگی به آن سمت درحال گرایش هستند.
نگرش‌های اخیر به سمت استفاده از ابزارها و سیستمهای نانوساختاری، پیشنهاد می‌دهد كه فرآیند آزمایشگاهی كنونی توالی ژنی(genome sequencing) را به‌نحو شگرفی با استفاده از سطوح و ابزارهای "نانوساخته" (nanofabricated) كاراتر بسازیم. افزایش قدرت انسان برای ترسیم سرشت ژنتیكی یك فرد، روشهای شناسایی و درمان را دگرگون می‌كند.‌
پیشرفتهای نانوتكنولوژیكی، به‌طور خاص مطالعات بنیادی زیست‌شناسی و پاتولوژی سلولی را تقویت خواهدكرد. در نتیجهٔ پیشرفت ابزارهای تحلیل‌گر جدید كه قادر به شناسایی جهان نانومتر باشند، این امر بسیار محتمل خواهدبود كه بتوان خواص شیمیایی و مكانیكی سلولها (ازجمله فرآیندهایی مثل تقسیم سلولی و غیـره) را اندازه‌گیـری و تغییـر داد. این قابلیت‌ها تكمیل‌كنندهٔ (و به شدّت پشتیبانی‌كننده) تكنیكهای مرسوم در علوم حیات هستند. مواد زیست‌سازگار با كارآیی بالا، از توانایی بشر در كنترل نانوساختارها حاصل خواهدشد. نانومواد سنتزی معدنی و آلی را مثل اجزای فعّال، می‌توان برای اعمال نقش تشخیصی (مثل ذرات كوانتومی كه برای مرئی‌سازی بكار می‌رود) درون سلولها وارد نمود.
افزایش توان محاسباتی بوسیلهٔ نانوتكنولوژی، ترسیم وضعیت شبكه‌های ماكرومولكولی را در محیط‌های واقعی ممكن می‌سازد. اینگونه شبیه‌سازی‌ها برای بهبود قطعات كاشته‌شدهٔ زیست‌سازگار در بدن و جهت فرآیند كشف دارو، الزامی خواهدبود.
۲-۳- دوام‌پذیری منابع: كشاورزی، آب، انرژی، مواد و محیط زیست پاك
نانوتكنولوژی چنانچه ذكر شد، منجر به تغییراتی شگرف در استفاده از منابع طبیعی، انرژی و آب خواهد شد و پساب و آلودگی را كاهش خواهدداد. همچنین فنّاوری‌های جدید، امكان بازیافت و استفادهٔ مجدد از مواد، انرژی و آب را فراهم خواهند كرد.
در زمینه محیط زیست، علوم و مهندسی نانو، می‌تواند تأثیر قابل ملاحظه‌ا‌ی، در درك مولكولی فرآیندهای مقیاس نانو كه در طبیعت رخ می‌دهد؛ در ایجاد و درمان مسائل زیست‌محیطی از طریق كنترل انتشار آلاینده‌ها؛ در توسعهٔ فنّاوری‌های "سبز" جدید كه محصولات جانبی ناخواستهٔ كمتری دارند و یا در جریانات و مناطق حاوی فاضلاب، داشته‌باشد. لازم به ذكراست، نانوتكنولوژی توان حذف آلودگی‌های كوچك از منابع آبی (كمتر از ۲۰۰ نانومتر) و هوا (زیر ۲۰ نانومتر) و اندازه‌گیری و تخفیف مداوم آلودگی در مناطق بزرگتر را دارد.
در زمینه انرژی، نانوتكنولوژی می‌تواند به‌طور قابل ملاحظه‌ا‌ی كارآیی، ذخیره‌سازی و تولید انرژی را تحت تأثیر قرار داده مصرف انرژی را پایین بیاورد. به عنوان مثال، شركتهای مواد شیمیایی، مواد پلیمری تقویت‌شده با نانوذرات را ساخته‌اند كه می‌تواند جایگزین اجزای فلزی بدنهٔ اتومبیلها شود. استفاده گسترده از این نانوكامپوزیت‌ها می‌تواند سالیانه ۵/۱ میلیارد لیتر صرفه‌جویی مصرف بنزین به ‌همراه داشته‌باشد.
یا انتظار می‌رود تغییرات عمده‌ا‌ی در فنّاوری روشنایی در ۱۰ سال آینده رخ دهد. می‌توان نیمه‌هادی‌های مورد استفاده در دیودهای نورانی (LEDها) را به مقدار زیاد در ابعاد نانو تولید كرد. در امریکا، تقریبا" ۲۰% كل برق تولیدی، صرف روشنایی (چه لامپهای التهابی معمولی و چه فلوئورسنت) می‌شود. مطابق پیش‌بینی‌ها در ۱۰ تا ۱۵ سال آینده، پیشرفتهایی از این دست می‌تواند مصرف جهانی را بیش از ۱۰% كاهش دهد كه ۱۰۰ میلیارد دلار در سال صرفه‌جویی و ۲۰۰ میلیون تن كاهش انتشار كربن را به‌همراه خواهدداشت.
در زمینه آب، باید گفت جمعیت جهان در حال افزایش و منابع آب آشامیدنی در حال كاهش است. سازمان ملل پیش‌بینی می‌كند كه در سال ۲۰۲۵، ۴۸ كشور (معادل ۳۲% جمعیت جهان) دچار كمبود آب آشامیدنی باشند. [۲ و ۴] تخلیص و نمك‌زدایی آب از زمینه‌های مورد توجّه در دفاع پیشگیرانه و امنیت زیست‌محیطی است، چرا كه در سطح جهان ممكن است در آینده با مشكل كمبود آب مواجه شویم. استفاده از آب شرب با دو برابر سرعت افزایش جمعیت و كمبود حاصل از آن –كه بر اثر آلودگی نیز تشدید می‌شود- افزایش می‌یابد. دستگاههایی به كمك نانوتكنولوژی ساخته شده‌اند، كه آب دریا را با انرژی ۱۰ برابر كمتر از دستگاه اسمز معكوس و لااقل ۱۰۰ برابر كمتر از تقطیر، نمك‌زدایی می‌كنند. این فرآیند كارا از نظر مصرف انرژی كاملا عملی است، چون الكترودهای با مساحت سطحی بسیار بالا ساخته شده‌اند كه ازطریق كنار هم قراردادن نانولوله‌های كربنی و دیگر ابتكارات طرّاحی، رسانای الكتریسیته شده‌اند. [۶]
۲-۴- كشاورزی
نانوتكنولوژی مستقیما" در پیشرفت كشاورزی سهیم خواهدبود؛ از جمله: مواد شیمیایی سازگار با زیست، كه برای تغذیهٔ گیاه یا حفظ آن در برابر حشرات به شكل مولكولی طرّاحی شده‌اند؛ ارتقای ژنتیكی گیاهان و حیوانات؛ انتقال ژنها و دارو به حیوانات؛ امکان سازگاری گیاهان با خشکسالی و شوری و ...۲-۵- هوا و فضا
محدودیت‌های شدید سوخت برای حمل بار به مدار زمین و ماورای آن، و علاقه به فرستادن فضاپیما برای مأموریتهای طولانی به مناطق دور از خورشید، كاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفی را اجتناب‌ناپذیر می‌سازد. مواد و ابزارآلات نانوساختاری، امید حل این مشكل را بوجود آورده‌است. [۶]
"نانوساختن" (Nanofabrication) همچنین در طرّاحی و ساخت مواد سبك‌وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، موردنیاز برای هواپیماها، راكت‌ها، ایستگاههای فضایی و سكّوهای اكتشافی سیّاره‌ا‌ی یا خورشیدی، تعیین‌كننده است. همچنین استفادهٔ روزافزون از سیستمهای كوچك‌شدهٔ تمام خودكار، منجر به پیشرفتهای شگرفی در فنّاوری ساخت و تولید خواهدشد. این مسأله با توجه به اینكه محیط فضا، نیروی جاذبهٔ كم و خلأ بالا دارد، موجب توسعهٔ نانوساختارها و سیستمهای نانو –كه ساخت آنها در زمین ممكن نیست- در فضا خواهدشد. [۳ و ۹]
۲-۶- امنیت ملّی
برخی کاربردهای دفاعی نانوتکنولوژی عبارتند از: تسلط اطّلاعاتی از طریق نانوالكترونیك پیشرفته بعنوان یك قابلیت مهم نظامی، امكان آموزش مؤثّرتر نیرو، به كمك سیستمهای واقعیت مجازی پیچیده‌تر حاصله از الكترونیك نانوساختاری، استفادهٔ بیشتر از اتوماسیون و رباتیك پیشرفته برای جبران كاهش نیروی انسانی نظامی، كاهش خطر برای سربازان و بهبود كارآیی خودروهای نظامی، دستیابی به كارآیی بالاتر (وزن كمتر و قدرت بیشتر) موردنیاز در صحنه‌های نظامی و در عین‌حال تعداد دفعات نقص فنّی كمتر و هزینهٔ كمتر در عمر كاری تجهیزات نظامی، پیشرفت در امر شناسایی و در نتیجه مراقبت عوامل شیمیایی، زیستی و هسته‌ا‌ی، بهبود طرّاحی در سیستمهای مورد استفاده در كنترل و مدیریت عدم تكثیر سلاحهای هسته‌ا‌ی، تلفیق ابزارهای نانو و میكرومكانیكی جهت كنترل سیستمهای دفاع هسته‌ا‌ی.
در بسیاری موارد، فرصتهای اقتصادی و نظامی مكمّل هم هستند. كاربردهای درازمدت نانوتكنولوژی در زمینه‌های دیگر، پشتیبانی كننده امنیت ملّی است و بالعكس. [۱، ۲ و ۶]
۳- نگاهی به وضعیت جهانی نانوتکنولوژی
بسیاری از كشورهای توسعه‌یافته و در حال توسعه (در حدود ۳۰ كشور)، برنامه‌هایی را در سطح ملی برای پشتیبانی از فعالیتهای تحقیقاتی و صنعتی نانوتكنولوژی تدوین و اجرا می‌نمایند. زیرا نانوتكنولوژی به عنوان انقلابی در شرف وقوع، آینده اقتصادی كشورها و جایگاه آنها در جهان را تحت تأثیر جدی قرار خواهد داد و این مسأله در این كشورها توسط صاحب‌نظران و محققان تبیین‌شده و برای مدیران اجرایی به صورت یك امر شفاف و قطعی درآمده است. [۱۱] در بخشی از این كشورها، در یكی دو سال اخیر تحركات شدیدی از طرف دولتها برای سرعت بخشیدن به توسعه نانوتكنولوژی صورت گرفته و فعالیتهایی كه تا قبل از این به صورت خودجوش توسط محققان انجام می‌گرفته است، با تشویق و حمایتهای مستقیم دولت ادامه یافته‌اند كه در این قسمت به چند كشور اشاره می‌شود:
۳-۱- آمریكا
دولت آمریكا در سال ۱۹۹۸ با توجه به خواست وسیع محققان و دانشگاهیان، گروه‌كاری بین بخشی علوم و فناوری نانو را تشكیل داد. این گروه در فوریه ۲۰۰۰، گزارشی با عنوان «پیشگامی ملی نانوتكنولوژی؛ به سوی انقلاب صنعتی بعدی» به رئیس‌جمهور آمریكا ارائه نمود كه رئیس‌جمهور نیز آن را از طریق دستیار علوم و فناوری خود به كنگره ارائه داد. [۲ و ۴] بخشی از این گزارش صرف تهییج مسؤولان آمریكا برای توجه جدی به این موضوع شده است تا آنجا كه در صفحه۳۱ این گزارش ۱۰۱ صفحه‌ای عدم توجه به جنبه‌های مهم این كار ازجمله جنبه‌های فرابخشی آن مساوی با در معرض خطر قرار گرفتن آینده اقتصادی، كیفیت زندگی و امنیت ملی آمریكا دانسته شده است. آنچه در این گزارش پیشنهاد شده، برنامه‌ای ملی است كه از طریق كمیته‌ای در عالیترین سطح و به صورت متمركز هدایت می‌شود و در آن ضمن تعیین اولویت‌های پنجگانه كشور، تكلیف هر یك از وزارتخانه‌ها و سازمانها، نحوه اجرای آن و بودجه لازم برای هر دستگاه در هر زمینه مشخص شده است. برای این برنامه در كنگره ۴۲۳ میلیون دلار به تصویب می‌رسد؛ در حالی كه كل بودجه‌هایی كه در سال ۱۹۹۷ به صورت پراكنده توسط سازمانهای مختلف دولتی هزینه شده كمتر از ۱۲۰ میلیون دلار است. كمیته مزبور برای سال ۲۰۰۲، مبلغ ۵۰۸ میلیون دلار به تصویب رسانده است. یكی از اهداف اصلی این برنامه، كسب پیشگامی در تمامی زمینه‌های مربوط به نانوتكنولوژی در جهان می‌باشد. [۴ و ۱۳]
۳-۲- ژاپن
محققان ژاپنی از دهه ۱۹۷۰ میلادی به صورت خودجوش در زمینه‌های تحقیقاتی نانوتكنولوژی وارد شده‌اند تا آنجا كه كلمه نانوتكنولوژی نیز اول بار توسط یك محقق ژاپنی مورد استفاده قرار گرفت. دولت ژاپن اولین بار در ابتدای دهه ۱۹۹۰ بودجه‌ای را برای پشتیبانی از این تحقیقات اختصاص داد و این روند ادامه یافت تا اینكه در سال ۱۹۹۷، ۱۲۰ میلیون دلار و در سال ۲۰۰۱، ۴۳۰ میلیون دلار اختصاص یافته است. [۷، ۱۲ و ۱۴]
۳-۳- كرهٔ جنوبی
دولت كرهٔ جنوبی ۵ زمینه فناوری را به عنوان صنایع نسل بعدی به عنوان اولویت این كشور اعلام نموده و برای آنها تا سال ۲۰۰۵، مبلغ ۱۰ تریلیون ون معادل ۸ میلیارد دلار اختصاص داده است. فناوری اطلاعات، بیوتكنولوژی، نانوتكنولوژی، فناوری‌های محیط‌زیست و فناوری‌های فرهنگی به عنوان حوزه‌های منتخب دولت كرهٔ جنوبی اعلام گردیده است. دولت كره جنوبی، در زمینهٔ نانوتكنولوژی، پرورش ۱۲.۶۰۰ كارشناس و متخصص را در ۱۰ سال آینده برنامه‌ریزی نموده است. [۱۴]
۳-۴- كانادا
دولت كانادا، با تدوین برنامهٔ ۵ ساله، ۱۲۰ میلیون دلار را برای سرمایه‌گذاری در زمینهٔ نانوتكنولوژی در ۵ سال آینده اختصاص داد. دولت، یك موسسه ملی نانوتكنولوژی را با ظرفیت ۱۶۰ محقق و تكنسین تأسیس نموده است. این موسسه شبكه گسترده‌ای را از محققان دانشگاههای سراسر كشور ایجاد خواهد كرد. نخست‌وزیر كانادا با اعلام این برنامه گفت: «نانوتكنولوژی، همان تاثیر انقلاب صنعتی قرن نوزدهم را بر جوامع خواهد داشت.» [۱۴]
۴- روند رشد و آینده نانوتکنولوژی
پژوهشگران و كارشناسان صنایع دریافته‌اند كه در علوم و مهندسی درحال نزدیك‌شدن به این اندازهٔ ناپیدا (نانومتر) هستیم. دیگر این سؤال مطرح نیست كه آیا نانوتكنولوژی توسعه می‌یابد یا خیر؛ بلكه این سؤال مطرح است كه چه كسی در هر عرصه، پیشتاز خواهدبود؟ به‌نظر می‌رسد سال ۲۰۰۱، نقطهٔ شروع نمودار متعارف رشد S شكل برای نانوتكنولوژی باشد و ما برای رسیدن به بخش رشد صعودی منحنی به ۵ سال زمان نیاز داریم (شكل-۱). نرخ افزایش اكتشافات علمی این بیان را تقویت می‌كند.این نمودار نشان می‌دهد که در آینده نزدیک شاهد رشد چشمگیر تولیدات نانوتکنولوژی و نفوذ آن به زندگی انسان خواهیم بود. [۷]
شكل-f۱ : منحنیS شكل برای رشد تحقیق و توسعهٔ نانوتكنولوژی
۵- ضرورت ورود كشور ایران به این عرصه
بسیاری از كشورهای پیشرفته و در حال پیشرفت، برنامه‌هایی را برای پشتیبانی از فعالیتهای تحقیقاتی و صنعتی نانوتكنولوژی تدوین و اجرا می‌نمایند. زیرا نانوتكنولوژی به عنوان انقلابی در شرف وقوع، آینده اقتصادی كشورها و جایگاه آنها در جهان را تحت تأثیر جدی قرار خواهد داد و این مسئله در این كشورها توسط صاحب‌نظران و محققان تبیین‌شده و برای مدیران اجرایی به صورت یك امر شفاف و قطعی درآمده است. در بخشی از این كشورها، در یكی دو سال اخیر تحركات شدیدی از طرف دولتها برای سرعت بخشیدن به توسعه نانوتكنولوژی صورت گرفته و فعالیتهایی كه تا قبل از این به صورت خودجوش توسط محققان انجام می‌گرفته است، با تشویق و حمایتهای مستقیم دولت ادامه یافته‌اند. اما یك سوال مهم برای كشور ما و بسیاری از كشورها كه هنوز به نانوتكنولوژی به عنوان تمدن آینده علمی توجه كافی نكرده‌اند، این است كه آیا باید با این روند همراه شد یا نه؟ توجه به فضای بسیار بزرگ و در حال ایجاد نانوتكنولوژی و حجم وسیع فعالیتهای مربوط به آن در دنیا، این باور را به انسان القاء می‌كند كه دیر یا زود باید آینده را دید و برای ورود به آن اقدام نمود.
۵-۱- ورود كشورها به عرصه نانوتكنولوژی اجتناب‌ناپذیر است.
بسیاری از صاحب‌نظران و محققان، نانوتكنولوژی را مساوی آینده دانسته‌اند. به عنوان نمونه كمیته مشاوران رئیس‌جمهور آمریكا در علوم و فناوری در تأیید برنامه ملی نانوتكنولوژی برای سال ۲۰۰۱، از نانوتكنولوژی به عنوان محور آینده جهان یاد می‌كند. به دلیل تأثیرات این فناوری بر اكثر فناوریهای موجود، عقیده صاحب‌نظران این است كه متخصصان رشته‌های مختلف بدون گرایش به مباحث مقیاس نانو در دهه‌های آینده فرصتی برای رشد نخواهند داشت و شكوفایی بسیاری از فناوریهای مهم ازجمله فناوری اطلاعات و بیوتكنولوژی به عنوان دو دستاورد بسیار عظیم قرن بیستم بدون بهره‌گیری از نانوتكنولوژی دچار اختلال خواهند شد. از این جهت این مسئله برای دانشگاهیان، محققان و مسؤولان هر كشور امری حیاتی است.
۵-۲- دلایل اساسی ضرورت ورود كشور به عرصهٔ نانوتكنولوژی
علاوه بر موضوع فوق، می‌توان دلایل زیر را برای اجتناب‌ناپذیری ورود كشورهایی چون ایران اقامه نمود:
نانوتنولوژی در بسیاری از فناوریها و در نتیجه در زندگی انسانها، تأثیر اساسی دارد.
ماهیت فرارشته‌ای علوم و فناوری نانو به عنوان توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستمهای جدید با دقت اتم و مولكول، موجب تعریف كاربردهای بسیاری زیادی در عرصه‌های مختلف علمی و صنعتی شده است. برای نانوتكنولوژی كاربردهای بسیاری را در حوزه‌های دارو و غذا و بهداشت، درمان بیماریها، محیط‌زیست، انرژی، الكترونیك، كامپیوتر و اطلاعات، مواد، ساخت و تولید، هوافضا، بیوتكنولوژی و كشاورزی و امنیت ملی و دفاع برشمرده‌اند. به همین دلیل بر تمام فناوریها تأثیر گذاشته و دیر یا زود باید شاهد محصولات آنها بود. به عنوان نمونه در بخش پزشكی و بهداشت، یك زمینه كاری بسیار مهم، سیستم توزیع دارو در داخل بدن می‌باشد. مصرف دارو در حال حاضر به صورت حجمی است در حالی كه سلولهای خاصی از بدن نیازمند آن می‌باشند. در روش جدید دارو با وسایل ترزیق متفاوت با امروزه به صورت مستقیم به سمت سلولهای مشخص جهت‌گیری شده و دارو به محل نیاز تحویل داده می‌شود. با همین مكانیزم، بیماریهای بزرگ و كوچك در آغاز شكل‌گیری قابل تشخیص و درمان خواهند بود. یا در بخش مواد، پروژه‌هایی در دست كار می‌باشد كه موادی با وزن بسیار كم و خواص بسیار مناسب تولید شوند. [۲ و ۴] كاربرد این مواد در ساختمان، خودرو، هواپیما و بسیاری از ملزومات زندگی انسانها دیده خواهد شد. بنابراین عرصه بسیار وسیع نانوتكنولوژی كه زندگی انسانها را نیز در برخواهد گرفت، خود القاءكننده این نتیجه خواهد بود كه نمی‌توان به روی آن چشم بست.
تأثیر نانوتكنولوژی بر امنیت جهانی
از نظر دفاعی، نانوتكنولوژی برای كشورها، هم فرصت است هم تهدید. به لحاظ كاربردهای بسیار زیادی كه این فناوری می‌تواند در امور نظامی داشته باشد، گرایش زیادی در بخش دفاعی كشورها به تحقیق و توسعه نانوتكنولوژی صورت گرفته است. این كاربردها از لباسهای مانع خطر تا پرنده‌های بسیار كوچك، تجهیزات اطلاعاتی و بسیاری موارد دیگر است كه هم‌اكنون با حمایت وزارتخانه‌های دفاع كشورهایی چون آمریكا، ژاپن و برخی كشورهای اروپایی به صورت پروژه‌های تحقیقاتی در حال انجام هستند. از این جهت این فناوری برای كشورها یك تهدید محسوب می‌شود. اما برای كشورهایی كه بتوانند با استفاده از روند موجود، جایگاهی را در آینده امنیت جهانی برای خود در نظر بگیرند، یك فرصت خواهد بود. با توجه به اینكه این كاربردها بسیار متنوع هستند، هر كشوری می‌تواند زمینه‌ای را برای پیشگامی در جهان سهم خود نماید و در آینده رقابتهای بین‌المللی نقشی داشته باشد. شكل‌گیری بازارهای بسیار بزرگ
شواهد موجود نشان می‌دهد كه درصد بالایی از بازارهای محصولات مختلف متكی بر نانوتكنولوژی خواهد بود و به همین دلیل دولتها و شركتهای بزرگ و كوچك به دنبال كسب جایگاهی برای خود در این بازارها هستند. میهیل روكو، رئیس كمیته علوم و فناوری نانو در ریاست‌جمهوری آمریكا طی مقاله‌ای در ماه می سال ۲۰۰۱، پتانسیل نانوتكنولوژی برای تغییر چشمگیر در اقتصاد جهانی را یادآوری نموده است. بر مبنای پیش‌بینی وی و بخش دیگری از صاحب‌نظران در ده الی ۱۵ سال آینده نانوتكنولوژی بازار نیمه‌هادی را به طور كامل تحت تأثیر قرار خواهد داد. خبرهایی نیز كه اخیراً از شركتهای اصلی سازنده پردازنده‌های كامپیوتر در آمریكا و ژاپن منتشر شده است، از ورود پردازنده‌های حاوی یك میلیارد نانوترانزیستور تا قبل از ۱۰ سال آینده حكایت دارد. به عنوان مثال شركت اینتل اعلام نموده است كه در سال ۲۰۰۷ پردازنده‌های متكی بر نانوترانزیستور را با قدرت و سرعت بسیار بیشتر و مصرف كمتر نسبت به آخرین دستاوردهای امروزی نیمه‌هادی‌ها وارد بازار خواهد كرد. [۶ و ۸]در بخش دارو نیز پیش‌بینی شده است تا ۱۰ الی ۱۵ سال آینده نیمی از این صنعت متكی بر نانوتكنولوژی خواهد بود كه خود نیاز به وسایل تزریق جدید و آموزشهای پزشكی روزآمد خواهد داشت یا در مورد موادشیمیایی، فقط ذكر بازار ۱۰۰ میلیارد دلاری كاتالیستها كه تا ۱۰ سال آینده به طور كامل متكی بر كاتالیستهای نانوساختاری خواهد بود برای نشان دادن اهمیت بحث كافی است. از هم‌اكنون بازار بزرگی برای بكارگیری مواد جدید در محصولات فعلی در حال شكل‌گیری است. موادی كه می‌توانند خواص جدید و فوق‌العاده‌ای به محصولات موجود بخشیده و موجب كاهش قیمت آنها شوند. به عنوان نمونه نانولوله‌های كربنی (Carbon Nanotubes) با وزن بسیار كمتر و استحكام بسیار بیشتر نسبت به موادی چون فولاد، بخش زیادی از صنایع را در آینده تحت تاثیر قرار خواهد داد. [۸ و ۹]
در كنار این پیش‌بینی‌ها، این سؤال باید مطرح شود كه جایگاه كشورهایی كه به نانوتكنولوژی دسترسی ندارند، در بازارهای آینده و اقتصاد جهانی چه خواهد بود. با توجه به اینكه سهم هر كشور یا بنگاه درزمان شكل‌گیری یك بازار تثبیت می‌شود، زمان سرمایه‌گذاری برای رسیدن به جایگاه مناسب، همین امروز است.
۶- دلایلی برای در اولویت قرارگرفتن نانوتكنولوژی در شرایط حاضر
نانوتكنولوژی را باید به عنوان یك مقولهٔ بلندمدت نگاه كرد كه حداقل نیمهٔ اول قرن بیست و یكم را به طور مداوم تحت تأثیر قرار می‌دهد. صاحب‌نظران جهان دورنمای نسبتاً شفافی از مسائل و دستاوردهای كوتاه‌مدت، میان‌مدت و بلند‌مدت نانوتكنولوژی ارائه كرده‌اند كه همین دورنمای شفاف به ما كمك می‌كند كه برنامه‌ریزی مناسبی را جهت همراهی كشور با روند جهانی آن طراحی و پیاده كنیم. كشورهای مختلف، در آموزش و پژوهش نانو به عنوان فعالیت بلندمدت سرمایه‌گذاری نموده‌اند و برای دستیابی به دستاوردهای نزدیك نیز پژوهشهای متعددی در حوزه‌هایی چون نانومواد، نانوالكترونیك و مانند آن در دست انجام می‌باشد.
۶-۱- دلایل مربوط به ویژگیهای نانوتكنولوژی
· نانوتكنولوژی، یك فنّاوری عام و فراگیر می‌باشد كه در بسیاری از فنّاوری‌های دیگر كاربرد داشته در بعضی از آنها ایجاد تحول می‌نماید.
· تأثیر زیاد نانوتكنولوژی بر رفاه و زندگی مردم
· تأثیر زیاد نانوتكنولوژی بر امنیت و دفاع
· تأثیر زیاد نانوتكنولوژی بر حفظ محیط زیست (در حال حاضر پروژه‌های بسیار زیادی در كشورهای مختلف برای حل مشكلات زیست‌محیطی تعریف شده است.)
· نانوتكنولوژی تمام دستاوردهای گذشتهٔ بشر را كه در ماده تحقق یافته‌است، متحول می‌سازد؛ در واقع تحول نانوتكنولوژی ظرف چند دهه به اندازهٔ تحولات چندین قرن خواهد بود.
· نانوتكنولوژی باعث همگرایی رشته‌های علمی و تخصصهای مختلف شده و شروع فعالیت در آن باعث جهش در چندین زمینه می‌شود.
· نانوتكنولوژی رقیب سایر فنّاوری‌ها نیست بلكه مكمل و پایهٔ آنهاست.
· كاربردهای نانوتكنولوژی همه جا همراه با هزینهٔ كمتر، دوام و عمر بیشتر، مصرف انرژی پایینتر، هزینهٔ نگهداری كمتر و خواص بهتر می باشد.
· نانوتكنولوژی موجد وضع معیارها و استانداردهایی خواهد بود كه كسانی كه در تولید محصولات تأخیر داشته باشند، نمی توانند در آینده فروشندهٔ انها باشند.
۶-۲- دلایل مربوط به شرایط جهانی
· رویكرد جدید و اولویت بسیاری از فنّاوری‌های جدید نیز مقیاس نانو بوده حتی پاسخگوی چالشهای مطرح آنها می‌باشد؛ به عنوان مثال دو چالش عمدهٔ پیل سوختی یعنی ذخیرهٔ ایمن هیدروژن و عدم استفاده از مواد گرانبها، با نانوتكنولوژی حل خواهد شد.
· سرمایه‌گذاری كلان كشورها در این زمینه كشورهای مختلف را وادار به همراهی با این كاروان جهانی می‌كند؛ مگر آنكه بخواهیم در آینده فقط مصرف‌كنندهٔ محصولات نانوتكنولوژی باشیم كه با توجه به گستردگی كاربرد آن، مسألهٔ بسیار بزرگی خواهد بود.
· سرعت تصمیم‌گیری در این عرصه اهمیت زیادی دارد وگرنه سرعت تحولات جهانی فاصلهٔ ما با جهان را روزبروز بیشتر می‌كند. در مورد نانوتكنولوژی، زمان تصمیم‌گیری، فقط همین حالاست.
۶-۳- دلایل مربوط به ویژگیهای كشور
· به دلیل جدید بودن نانوتكنولوژی، جمهوری اسلامی ایران از كشورهای پیشرفته چندان عقب نیست در حالیكه در بسیاری از فنّاوری‌ها به دلیل ایجاد شدن شبكه‌های غیر قابل نفوذ شانس چندانی برای ما وجود ندارد.
· برای ورود به عرصهٔ نانوتكنولوژی، داشتن زیرساختهای علمی و صنعتی مقیاس میكرو لازم نیست. (اگرچه این موضوع در بدو امر در ذهن تداعی می‌كند و بسیاری از افراد این اشكال را به حضور كشور در نانوتكنولوژی می‌گیرند، اما شناخت كافی از زمینه‌های نانوتكنولوژی مؤید این مسأله است كه بسیاری از محورهای كاربردی نانو نیاز به این پیش‌نیاز ندارد. تجربهٔ متخصصان داخلی نیز در تولید بعضی مواد و پروژه‌های دیگر این موضوع را تصدیق می‌كند.)
· تصمیم‌گیری برای حضور در فنّاوری‌های جدید باید در زمان خود انجام گیرد وگرنه بعد از فعالیت وسیع كشورها و شكل‌گیری بازارهای آن –كه ضمناً به دلیل تحقق كاربردهای نظامی آن تحریمها نیز ایجاد خواهند شد- حضور در آن تقریبا بی‌نتیجه است.
· تقویت كشور در عرصهٔ نانوتكنولوژی می‌تواند موجب پیشرفت كشور در حوزه‌هایی چون الكترونیك، مواد و مانند آنها شود.
· كشور ما پیش از آنكه به فكر رقابت باشد باید به فكر حضور فعال در زمینه‌هایی باشد كه متعلق به ما بوده و كشور را در دنیا مطرح نماید. با توجه به گستردگی عرصهٔ نانوتكنولوژی چنین زمینه‌هایی وجود دارد ولی زمان تصمیم‌گیری برای آن، همین امروز است. زیرا هركس زودتر اقدام كند می‌تواند به چنین نتیجه‌ای برسد.
· كشور ما در نانوتكنولوژی عقب نیست و متخصصان آمادهٔ كار در كشور وجود دارند. حتی در بعضی زمینه‌ها محصولاتی نیز در مقیاس آزمایشگاهی تولید شده است.
۷- راهكارهایی برای توسعهٔ نانوتكنولوژی در جمهوری اسلامی ایران
با توجه به ویژگیهای نانوتکنولوژی و شرایط کشور اهداف فعالیت كشور در نانوتكنولوژی می‌تواند موارد زیر باشد:
· استفاده از مزایای نانوتكنولوژی در صنایع موجود كشور با هدف جهش صنعتی
· كسب موقعیت پیشتازی در جهان در محورهای منتخب
· عقب نماندن از جهان و همراهی با كاروان جهانی پیشرفت علم و فناوری
برای رسیدن به این اهداف، راهکارهای زیر پیشنهاد می‌شود:
· تصویب یك برنامهٔ ملی برای مشاركت 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 هریک 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 كامل ثمردهی نوآوری
· ترویج نانوتكنولوژی در صنایع
· همكاری بین‌المللی به منظور سرعت بخشیدن به فعالیتها
۸- بایدهای توسعهٔ نانوتكنولوژی در كشور
برای موفقیت در عرصهٔ نانوتكنولوژی به زیرساختهای سنگینی نیاز نیست و با انتخاب محورهای مناسب می‌توان به موفقیتهای ارزنده‌ای رسید. اما به هرحال موارد زیر لازم است:
· فرهنگ سازی و ترویج فعالیت آموزشی، پژوهشی و صنعتی در زمینهٔ نانوتكنولوژی· تسهیل همكاری‌های 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 تاحدودی پژوهش موفق بوده است و این فناوری‌ها نفش 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 اسلامنی 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 كارشناسی ارشد و دكترا در رشته‌های مختلف
· تعریف دروس نانوتكنولوژی در دورهٔ كارشناسی دانشگاهها
· گنجاندن مفاهیم علمی نانو در دروس دبیرستان
· اعزام دانشجو به خارج از كشور
ب: در پژوهش
· شناسایی حوزه‌های مهم و اولویت‌دار در رشته‌های مختلف
· شناسایی حوزه‌های مهم بین‌رشته‌ای و حمایت از پژوهشهای بین‌رشته‌ای
· تعریف پروژه‌های مشترك بین‌المللی در دانشگاهها و مراكز 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 توسعهٔ نانوتكنولوژی در صنایع مهم و حیاتی كشور
· حمایتهای مختلف برای سرمایه‌گذاری صنعت و تجاری‌شدن نتایج پژوهشهای دانشگاهی
د: فعالیتهای مربوط به هدایت و هماهنگی
· نهاد هماهنگ‌کنده فرابخشی
· ایجاد دفتر مطالعه مستمر در روند نانوتكنولوژی
· ایجاد شبكه‌هایی از افراد با تخصصهای مختلف
· ایجاد هماهنگی میان نهادهای آزمایشگاهی، مطالعاتی و ...
· وجود دفتر خاص برای تقبل ریسك در بعضی موارد
· ایجاد مركزی برای دریافت و اجرای طرحهای پژوهشی-صنعتی ایرانیان خارج از كشور
۹- نبایدهای توسعهٔ نانوتكنولوژی در كشور
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
· دورنگهداشن متخصصان از اطلاعات علمی جهان
· و ...
۱۰- نتیجه‌گیری
نانوتکنولوژی، عرصهٔ مهمی در علم و فناوری است که در سالهای اخیر توجه کشورها، بنگاهها، مراکز آموزشی و پژوهشی و محققان 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 شبکهٔ نوآوری در محورهای منتخب می‌باشد. تدوین و اجرای طرح جامع و آینده‌نگر و نهاد هماهنگ‌کنندهٔ فرابخشی نیز یکی دیگر از شرایط اصلی موفقیت در این عرصه می‌باشد.
۱۱- مراجع
[۱] فیلیپ، آنتون و همكاران، "انقلاب جهانی تکنولوژی"، ترجمهٔ كمیتهٔ مطالعات سیاست نانوتكنولوژی، در دست چاپ.
[۲] "برنامه پیشگامی ملی نانوتکنولوژی آمریکا"، ترجمهٔ كمیتهٔ مطالعات سیاست نانوتكنولوژی، در دست چاپ.
[۳] WTEC, “Review of U.S. R&D Status and Trends in Nanoparticles, Nanostructured Materials, and Nanodevices.” Siegel, R., E. Hu, M. Roco and G. Holdridge, Loyola University, Baltimore, Maryland, ۱۹۹۷.
[۴] NSTC (U.S. National Science and Technology Council), ۲۰۰۰, "National Nanotechnology Initiative: The Initiative and Its Implementation Plan", Washington, D.C., ۲۰۰۰.
[۵] R.W. Siegel, E. Hu and M.C. Roco, ۱۹۹۹, "Nanostructure Science and Technology", NSTC, Washington, D.C. (also Kluwer Academic Publ., Boston), ۱۹۹۹.
[۶] M.C. Roco, W. Bainbridge، ۲۰۰۱, “Societal Implications of Nanoscience and Nanotechnology”, NSF Report, Kluwer Academic Publishers, Boston.
[۷] M.C. Roco, "International Strategy for Nanotechnology Research and Development ", J. of Nanoparticle Research, Kluwer Academic Publ., Vol. ۳, No. ۵-۶, pp. ۳۵۳-۳۶۰, ۲۰۰۱.
[۸] M.C. Roco, "A Frontier for Engineering", J. of Mechanical Engineering, May ۲۰۰۱.
[۹] “Nanotechnology Research Directions: Vision for Nanotechnology R&D in the Next Decade”, IWGN Workshop Report, September ۱۹۹۹.
[۱۰] Feynman, R., “There is plenty of room at the bottom”, Caltech Institute, ۱۹۵۹, URL: http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html.
[۱۱] Richard H. Smith, “A Policy Framework for Developing a National Nanotechnology Program”, MSc. Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, ۱۹۹۸.
سایتهای اینترنتی
[۱۲] http://www.nano.org.uk/
[۱۳] http://www.nano.gov/
[۱۴] http://www.tco.gov.ir/nano/

منابع :
فیلیپ، آنتون و همكاران، "انقلاب جهانی تکنولوژی"، ترجمهٔ كمیتهٔ مطالعات سیاست نانوتكنولوژی، در دست چاپ.
"برنامه پیشگامی ملی نانوتکنولوژی آمریکا"، ترجمهٔ كمیتهٔ مطالعات سیاست نانوتكنولوژی، در دست چاپ.
WTEC, “Review of U.S. R&D Status and Trends in Nanoparticles, Nanostructured Materials, and Nanodevices.” Siegel, R., E. Hu, M. Roco and G. Holdridge, Loyola University, Baltimore, Maryland, ۱۹۹۷.WTEC
NSTC (U.S. National Science and Technology Council), ۲۰۰۰, "National Nanotechnology Initiative: The Initiative and Its Implementation Plan", Washington, D.C., ۲۰۰۰.
NSTC (U.S. National Science and Technology Council), ۲۰۰۰, "National Nanotechnology Initiative: The Initiative and Its Implementation Plan", Washington, D.C., ۲۰۰۰.
R.W. Siegel, E. Hu and M.C. Roco, ۱۹۹۹, "Nanostructure Science and Technology", NSTC, Washington, D.C. (also Kluwer Academic Publ., Boston), ۱۹۹۹.
M.C. Roco, W. Bainbridge، ۲۰۰۱, “Societal Implications of Nanoscience and Nanotechnology”, NSF Report, Kluwer Academic Publishers, Boston.
M.C.Roco, "International Strategy for Nanotechnology Research and Development ", J.of Nanoparticle Research, Kluwer Academic Publ., Vol.۳, No.۵-۶, pp.۳۵۳-۳۶۰, ۲۰۰۱.
M.C.Roco, "A Frontier for Engineering", J.of Mechanical Engineering, May ۲۰۰۱.
Nanotechnology Research Directions: Vision for Nanotechnology R&D in the Next Decade”, IWGN Workshop Report, September ۱۹۹۹.
Feynman, R., “There is plenty of room at the bottom”, Caltech Institute, ۱۹۵۹, URL: http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html.
Richard H. Smith, “A Policy Framework for Developing a National Nanotechnology Program”, MSc. Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, ۱۹۹۸.
http://www.nan.org.uk/
http://www.nano.gov/
http://www.tco.gov.ir/nano/

نویسنده :
علی محمد سلطانی

منبع : ستاد ویژه توسعه فناوری نانو