موضوع اصلی آن نیز مهار ماده یا دستگاه‌های در ابعاد کمتر از یک میکرومتر (معمولا حدود ۱ تا ۱۰۰نانومتر) است. در واقع نانو تکنولوژی فهم و به‌کارگیری خواص جدیدی از مواد و سیستم‌هایی در این ابعاد است که اثرات فیزیکی جدیدی(عمدتا متاثر از غلبه خواص کوانتومی بر خواص کلاسیک) از خود نشان می‌دهند. نانوفناوری یک دانش به‌شدت میان‌رشته‌ای است و به رشته‌هایی چون پزشکی، داروسازی و طراحی دارو، دامپزشکی، زیست‌شناسی، فیزیک کاربردی، مهندسی مواد، ابزارهای نیم‌رسانا، شیمی ابرمولکول و حتی مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی‌شیمی نیز مربوط می‌شود. تحلیل‌گران بر این باورند که فناوری‌نانو، زیست فناوری (Biotechnology) و فناوری اطلاعات (IT) 3قلمرو علمی‌ای هستند که انقلاب سوم صنعتی را شکل می‌دهند. به منظور آشنایی بیشتر با ابعاد نانوفناوری و دستاوردهایی که در زمینه این علم در ایران و جهان کسب شده است. گفت‌وگویی با سید علیرضا اشرفی استاد گروه ریاضی در پژوهشکده علوم و فناوری نانو دانشگاه کاشان انجام داده‌ایم که در پی می‌آید.
- در مورد سابقه علم نانوفناوری و اینکه از چه زمانی تحقیقات برای استفاده از این علم در زمینه‌های مختلف آغاز شد برای‌مان بگویید؟ از چه زمانی نیز کار تحقیقاتی درباره نانوفناوری در ایران آغاز شد؟
در فاصله سال‌های 1985 - 1984 برای نخستین‌بار نانو تکنولوژی در دنیا مطرح شد. نخستین پرسشی که در نانوتکنولوژی ذهن کارشناسان را به خود مشغول کرده بود، این بود که آیا می‌توان با دستکاری در ماده، مواد جدیدی را پدید آورد که قبلا در طبیعت وجود. تعداد زیادی از محققان و متخصصان پیش‌بینی می‌کردند که جواب این سؤال مثبت است. بر همین مبنا محققان به این نتیجه رسیدند که می‌توانیم با دستکاری در ماده، مواد جدیدی تولید کنیم. برای تولید این مواد جدید نیاز به دستگاه‌هایی بود که در مقیاس کوچک کار کند مقیاس‌هایی که بعد‌ها به مقیاس نانو معروف شد یعنی یک‌میلیاردیم متر. علاوه براین به بخش‌هایی از علم مثل ریاضیات نیاز بود که محققان با استفاده از آن بتوانند روی مسایل مرتبط با آن بخش از علم کار کنند.
- از چه زمانی مبحث نانوفناوری در کشور ما مطرح شد؟
در سال2004 یا 2005 میلادی در ایران مطرح شد. در آن سال‌ها رئیس‌جمهور وقت آمریکا بودجه‌ای را برخلاف مصوبه کنگره به نانوفناوری اختصاص داد. زیرا پیش‌بینی او بر این مبنا بود که نانوفناوری مهم‌ترین دانش روز است و آمریکا باید در این زمینه بسیار پیشرفت کند. از آن سال به بعد فناوری‌نانو در دنیا جدی گرفته شد، تقریبا از آن زمان تعدادی از کشورها ازجمله ایران نیز شروع به سرمایه‌گذاری روی این رشته کردند و در سال‌های میانی دهه1380 ستاد توسعه فناوری‌نانو در ایران تشکیل شد و شروع به حمایت اقتصادی و معنوی از فعالیت‌هایی کرد که در عرصه نانوفناوری صورت می‌گرفت.
- از چه زمانی نانو به‌عنوان یک رشته دانشگاهی شناخته شد؟ آیا شما در خارج از کشور در زمینه این رشته تحصیل کرده‌اید یا در داخل کشور معلومات خود در این رشته را کسب کرده‌اید؟
نانوفناوری هنوز هم در مقطع تحصیلی کارشناسی به‌عنوان رشته مستقل وارد نشده است، نانوفناوری در واقع یک رشته بین‌رشته‌ای است. به‌عنوان مثال ممکن است کسی در جامعه‌شناسی یا در علومی مثل مکانیک و الکترونیک از علوم مرتبط با نانو استفاده کند ولی واقعیت این است که پایه و شروع نانوفناوری با فیزیک و شیمی بوده است. یعنی دانش نانوفناوری از این دورشته منشعب شده است. بعد‌ها کاربردهای آن وارد رشته‌های دیگر هم شده است.
اگر بخواهیم تعریفی از رشته‌های میان‌رشته‌ای ارائه دهیم باید بگوییم که در هر رشته‌ای از علم یک گرایش اصلی داریم مثلا در رشته شیمی گرایش‌هایی مثل گرایش شیمی آلی، شیمی فیزیک، شیمی معدنی و... و پنج، شش گرایش رسمی وجود دارد. این گرایش‌ها خطوطی هستند که اگر در آن خطوط حرکت کنید بخش‌هایی از علم شیمی را می‌پوشاند ولی بخش‌هایی از علم هستند که در هیچ‌یک از اینها نمی‌گنجند. ممکن است در یک رشته از بخش‌هایی از علوم مختلف استفاده شود. به این معنا که در یک رشته علمی از مجموعه چند رشته دیگر استفاده می‌شود و در نتیجه دانش جدیدی پدید می‌آید.
در مورد تحصیلات خودم که سؤال کردید من تحصیلات خود را تا مقطع دکترا در ایران انجام دادم و سال1374 در تهران دکترا گرفتم ولی خودم به این مباحث علاقه‌مند بودم و چون دیدم که کشورهای دیگر در این مورد مشغول سرمایه‌گذاری هستند من نیز در این زمینه شروع به مطالعه کردم و دانشجویانم را هم ترغیب کردم که در باره نانوفناوری مطالعه کنند و تعداد زیادی از دانشجویانم در یک دوره زمانی 10-8 سال در این زمینه تحقیقات باارزشی انجام دادند و دانش این رشته را با این شیوه به دست آوردم.
- کاربردهای عمده نانو در چه زمینه‌هایی است؟
کاربردهای نانو در همه بخش‌های علوم است اما آنچه مورد توجه حکومت‌هاست کاربردهای تجاری آن است. به این معنا که ممکن است شما یک دانش باارزش ایجاد کرده باشید اما مهم است که شما این دانش را تجاری کنید. اصولا بخش‌های زیادی از نانوفناوری هنوز تجاری‌سازی نشده و در مرحله تولید دانش است. اما زمانی یک دانش در یک کشور به اوج ارزش می‌رسد که به مرحله تجاری‌سازی برسد. مثال ساده‌ای می‌زنم روزی می‌خواستم یک مقاله ساده برای یک مجله در برزیل بفرستم که توسط انجمن شیمی برزیل انتشار می‌یافت. به وب‌سایت الکترونیکی این انجمن مراجعه کردم و مشاهده کردم در آنجا اطلاعیه‌ای گذاشته‌اند که در آن نوشته شده بود: امسال یک سال طلایی برای برزیل بوده چون در این سال شیمی‌دانان برزیل 75میلیارد دلار پول وارد برزیل کرده‌اند. معمولا خطاب به دانشمندان گفته می‌شود: تو دانشمند بزرگی هستی ولی چه اندازه در رفاه مردم کشورت سهم داری. برای ایجاد شرایط لازم جهت بهره بردن از علوم مختلف به منظور رفاه مردم یک کشور باید تجاری‌سازی کرد که نانو هنوز در این قسمت زیاد وارد نشده است. اما محققان پیش‌بینی می‌کنند که با توسعه تحقیقات در نانوفناوری تجاری‌سازی این فناوری به زودی انجام می‌شود و به تبع آن بازار بزرگی ایجاد می‌شود.
- چرا نانوفناوری در بین مردم و جوامع ناشناخته مانده و به اندازه کافی شناخته نشده است؟
بین جوامع علمی نگرانی‌هایی مبنی بر این وجود دارد که وقتی یک تکنولوژی جدید ایجاد می‌شود، این تکنولوژی تا چه اندازه سلامت بشر را به خطر می‌اندازد. نگرانی‌هایی نیز درباره تاثیر نانو روی زندگی بشر وجود دارد. واقعیت این است که علم باید به این نگرانی‌ها جواب دهد و به‌عنوان مثال برای استفاده‌کنندگان از فناوری‌های نوین شرح دهد که فلان وسیله یا دستگاه که به‌میزان زیاد وارد بازار شده و با زندگی ما ارتباط پیدا کرده است تا چه اندازه برای سلامت ما زیان دارد. در مورد برخی از فناوری‌ها می‌توان با کمک آگاهی‌هایی که از آن فناوری‌ها وجود دارد نسبت به از بین بردن آثار مخرب آن تلاش کرد و جلوی زیان‌های آن را گرفت. اما درباره نانوفناوری هنوز آگاهی‌های زیادی ایجاد نشده که بتوان گفت در آینده می‌توانیم با تاثیرات مخرب آن مقابله کنیم. به همین دلیل استفاده از محصولات ساخته شده از فناوری‌نانو همراه با نگرانی است. شما نام کتوشلوار نانوگراد را شنیده‌اید در ساخت این کتوشلوار از فناوری‌نانو استفاده شده است اما من هیچگاه از این نوع کت‌و‌شلوارها استفاده نکرده‌ام، زیرا نگرانم و نمی‌دانم استفاده از محصولات نانوفناوری چه عوارضی می‌تواند به همراه داشته باشد. تکنولوژی اول ایجاد می‌شود و بعد درباره سلامت و استفاده انبوه از آن در جوامع تحقیق می‌کنند. اگر یک فناوری برای بشر سودمند تشخیص داده شد باید تلاش شود تا عوارض استفاده از آن به میزان زیادی کاهش یابد. تحقیقات درباره سلامت فناوری‌نانو هنوز انجام نشده است به همین خاطر دانشمندان در حال حاضر از ورود تکنولوژی نانو به زندگی عامه مردم استقبال نمی‌کنند و طبیعتا مردم هم شاید به همین دلیل با این فناوری آشنایی پیدا نکنند. اما زمانی که تحقیقات درباره میزان سلامتی استفاده از نانوفناوری به نتیجه برسد، استفاده از این فناوری هم در جوامع گسترش پیدا می‌کند.
- ایران چه جایگاهی در زمینه نانوتکنولوژی دارد؟
بدون شک ایران در جهان اسلام جایگاه اول را دارد. من بارها با اساتید دانشگاه‌های مالزی، ترکیه و اندونزی و سایر کشورهایی که حرف اول را در زمینه نانوفناوری در جهان اسلام می‌زنند، صحبت کرده‌ام و آنها اقرار دارند که ایران خیلی از آنها در این زمینه جلوتر است. لذا در اینکه ایران در جهان اسلام رتبه اول را دارد، شک و تردیدی نیست. البته آمار‌های مربوط به پیشرفت ایران در زمینه نانوفناوری همه در زمینه تولید دانش است و بخش کمی از آن در ارتباط با تجاری‌سازی است. ما نمی‌توانیم فقط به تولید دانش اکتفا کنیم و بگوییم که آمار سیزدهم چهاردهم دنیا را داریم. تولید دانش بخشی از دانش است. مهم‌ترین بخش ایجاد فرایند اقتصادی‌سازی دانش و وارد کردن آن به زندگی اجتماعی مردم است. اگر مبنا را بر تجاری‌سازی دانش قرار دهیم تصور نمی‌کنم در زمینه نانوفناوری حتی جزو بیست کشور اول جهان هم باشیم. اما تولید دانش نانوفناوری و اینکه این دانش تا چه اندازه برای مردم کشورمان استفاده دارد یک سؤال است. مثلا من ممکن است روی یک مسئله‌ای 50 سال کارکنم و مقالات زیادی را نیز انتشار دهم و حتی مقالاتم را در مجله‌های پژوهشی خوب هم چاپ کنند اما شاید این کاری که انجام می‌دهم 50 سال دیگر هم برای کشورم سودمندی نداشته باشد بنابراین باید به‌طور جدی به این مسئله توجه کرد که تجاری‌سازی علم و ورودش به زندگی مردم و ایجاد رفاه در جامعه، از مسائل مهم است.
- در ایران در چه زمینه‌هایی در نانوتکنولوژی تحقیق شده است و ایران چه دستاوردهایی در زمینه نانوتکنولوژی داشته است؟
در دنیا و ایران بیشتر روی نانوشیمی و نانو مواد مطالعه انجام می‌گیرد. توجه کنید علوم نانو به 2قسمت تقسیم می‌شود: نانو علم و نانوفناوری. این دو را نباید با هم ترکیب کنیم، موضوع این دو با هم خیلی فرق دارد. نانوفناوری در واقع بخش‌هایی از نانو است که با رشته‌های مهندسی ارتباط پیدا می‌کند. نانو علم با بخش‌هایی مثل فیزیک، شیمی، بیولوژی و ریاضیات بیشتر مرتبط است. لذا بیشتر تحقیقی که در کشور ما صورت گرفته در نانو علم است نه در نانوفناوری که باید به آن توجه کنیم. یعنی آن قسمت از آن هم قابل توجه است یعنی باید نهایتا به تکنولوژی فکر کنیم.
واقعیت این است که نانو یک دانش جدید است هر دانشی برای اینکه به مرحله پایانی توسعه برسد نیاز به زمان دارد نه تنها در ایران که در کشورهای دیگر هم. در کشورهایی هم که بسیار پیشرفته هستند هنوز نانو وارد مرحله توسعه نهایی نشده است. امروزه در زمینه دانش‌های مختلف ابتدا اطلاعات عمومی مربوط به آن دانش را فراهم می‌کنند سپس دستگاه‌های اندازه‌گیری آن علم را می‌سازند و در گام بعدی درباره دستگاه‌هایی که برای زندگی مردم و دستگاه‌هایی که ساخت و تولید آن برای کارخانجات و بخش‌های تولیدی دیگر مهم است، مطالعه می‌کنند و در نهایت روند تولید دستگاه را آغاز می‌کنند. به‌دلیل آنکه از عمر مفید علوم نانو 10 تا 15 سال بیشتر نمی‌گذرد تصور می‌کنم الان قدری زود است که انتظار داشته باشیم دانشی که هنوز بالنسبه جوان است به مرحله توسعه نهایی علمی‌اش برسد.
- چشم‌انداز نانو در جهان و ایران را چگونه می‌بینید؟
اکثر دانشمندان معتقدند نانوفناوری یک تکنولوژی قرن بیست و یکمی است و در آینده نه چندان دور و 10درصد بازارهای اقتصادی بزرگ دنیا را اشغال خواهد کرد. آنچه دیگر کشورها را ترغیب کرده که در این زمینه علمی سرمایه‌گذاری کنند همین این بازار بزرگ اقتصادی است، که می‌تواند خرید و فروش دستگاه‌ها و تجهیزات مربوط به دانش نانوفناوری را در بر گیرد.
- رشد دانش نانو در ایران با چه مسائل و مشکلاتی مواجه است؟
عمده مشکلات نانوفناوری در ایران در بخش‌های عملی‌تر آن است در واقع در بخش‌های نظری که شما از کامپیوتر و مباحث نظری استفاده می‌کنید تقریبا مشکلی وجود ندارد. یک مقدار این مشکلات هم به ارتباطات بین‌المللی برمی‌گردد امروزه کارهای بزرگ به صورت جمعی انجام می‌گیرد. در واقع لزومی ندارد تمام اعضایی که روی یک پروژه علمی کار می‌کنند، ایرانی باشند، امکان دارد زمانی برای انجام تحقیق روی یک مسئله علمی شما نیاز به ارتباط با یک دانشمند در کشورهای دیگر مانند آمریکا، انگلیس، سوئیس و یا یک کشور دیگر داشته باشید. یکی از عوامل توسعه و پیشرفت در زمینه علوم مختلف به روابط بین‌المللی یک کشور بستگی دارد.
در کشور ما مشکلی که بیشتر با آن مواجه هستیم ساخت تجهیزاتی است که با استفاده از آن بتوانیم نانوفناوری را از طریق علمی در کشور ارتقا دهیم و آن را به مرحله تجاری‌سازی برسانیم. تصور می‌کنم مشکلی که در رابطه با علوم نانو در کشور وجود دارد مربوط به بخش‌های عملی آن است. در مقاطعی که ما می‌خواهیم علم را تبدیل به تکنولوژی کنیم و در فرایند بعدی تکنولوژی را به ثروت، به مشکل بر می‌خوریم. تبدیل علم به تکنولوژی به خاطر نداشتن تجهیزات و وجود تحریم‌های بین‌المللی و سرمایه‌گذاری‌های اندک در کشور ما به کندی انجام می‌گیرد.
این به این معنا است که وضعیت کشوری که دولت آن برای تبدیل علم به فناوری میلیاردها دلار سرمایه‌گذاری می‌کند با کشوری که دولت آن کمتر سرمایه‌گذاری می‌کند فرق دارد. در واقع کشورهایی که به سرمایه‌گذاری روی تحقیقات علمی بها می‌دهند به مراتب بیش از سایر کشورها در زمینه توسعه تکنولوژیک پیشرفت می‌کنند. بخشی از سرمایه‌گذاری علمی اغلب با شکست همراه است ممکن است شما صدمیلیارد تومان سرمایه‌گذاری کنید و همه آن از بین برود اما امکان دارد 5 یا 10سال بعد به‌دلیل این سرمایه‌گذاری و کسب تجربیات زیاد در تحقیقات قبلی، تجهیزات بسیار مدرنی در کشور ساخته شود. ممکن است تجهیزات دفاعی بسیار مهمی تولید شود که الان صنایع دفاعی ما به آن نیاز زیادی دارند. به هر حال شکست بخشی از واقعیت تحقیقات علمی است و این مسئله باید مد نظر دولت‌ها قرار گیرد. یعنی اینکه دولت‌ها از سرمایه‌گذاری در طرح‌های علمی و تحقیقاتی نباید واهمه داشته باشند و باید به این نکته امید داشته باشند که سرمایه‌گذاری امروز امکان دارد در فردای نه چندان دور نتایج بسیار مثبت و مهمی به همراه آورد.
