اتفاق‌های بزرگ در علم ریز ریز!

اما خیلی دوست دارم بفهمم این فن­آوری نانو، که در بیشتر خبرهای علمی از آن اسم برده می­شود، چه ربطی به این عدد ریزِ ریز دارد؟! تلویزیون را روشن می­کنم؛ زمان اخبار علمی فرهنگی است. گوینده می­گوید دانشمندان به کمک فن­آوری نانو توانسته اند به درمان جدیدی در پیوند اعضا دست پیدا کنند. توضیح بیشتری نمی­دهد. پیش خودم می­گویم پس لابد این نانو با آن نانوی ریاضی فرق دارد.

در حال روزنامه خواندن هستم؛ در خبرهای هنری نوشته شده که از مجسمه­ زیبایی که به کمک فن­آوری نانو ساخته شده است، پرده برداری شد. قیافه­ام در هم می­رود. پس این دیگر چیست؟ هر قدر خبر را بالا و پایین می­کنم ربطش را با نانو متوجه نمی­شوم.

مهندس مرادی د رکلاس درس / عکس‌ها: آیدا ابوترابی

مشغول گشت و گذار در دنیای اینترنت هستم. در خبری که مربوط به اختراع­های عجیب است، درباره لباسی می­خوانم که آب به درون آن نفوذ نمی­کند. در ادامه هم نوشته که این لباس به کمک فن­آوری نانو ساخته شده است! وای! سرم سوت می­کشد. تصمیم می­گیرم تنبلی را کنار بگذارم و بلاخره از راز این فن­آوری همه‌فن حریف و پیچیده سر در بیاورم.

در همان ابتدای جست وجوی اینترنتی‌ام، با انبوهی از مطلب مواجه می‌شوم. بعضی از آنها خیلی تخصصی هستند. بعضی هم درباره یافته­ها و کاربردهای جدید نانو هستند. همان طور که مشغول گشت و گذار هستم به سایتی* بر می­خورم که مربوط به فعالیت­های فن­آوری­ نانو در ایران است و بخشی هم مربوط به کودک و نوجوان­ دارد. وقتی خبر برگزاری باشگاه تابستانی نانو برای نوجوان‌ها را می­خوانم خیلی خوشحال می‌شوم. تصمیم می­گیرم برای تهیه گزارش به محل تشکیل یکی از کلاس ها بروم و از نزدیک با نانو آشنا شوم!

امروز چهارشنبه است. همراه آقای مهندس مرادی که تدریس کلاس­های نانو در باشگاه را به عهده دارند و دو دختر نوجوان عازم کرج هستم. در راه آقای مرادی که کارشناس ارشد رشته نانوست فرصت را غنیمت می­شمارد و توضیحاتی درباره کلاس­های تابستانی باشگاه نانو می­دهد: «این کلاس­ها در پژوهش­سراها و برخی از مدرسه­ها برگزار می­شود و دو سطح مقدماتی و پیشرفته دارد. در این کلاس­ها بچه­ها با مفاهیم اولیه فن­آوری نانو آشنا
می شوند و کار بر روی یک تحقیق عملی را آغاز می­کنند. کلاسی که قرار است امروز برگزار شود امتیازی نسبت به بقیه کلاس ها دارد، این که یکی از خود نوجوان­ها تدریس بخش آزمایشگاهی را به عهده دارد. سحر رضایی با این که 17 سال دارد، اختراع مهمی کرده و به همین دلیل بخش آزمایشگاهی کلاس را به او واگذار کرده­ایم.»

وقتی متوجه می­شوم سحر یکی از دو نوجوانی است که با ما راهی کلاس است، خوشحال می­شوم و به او می­گویم:«پس باید یک مصاحبه ویژه با تو انجام بدهم!»

زنگ اول کلاس، شبیه­سازی کامپیوتری است. دانش­آموزان پشت کامپیوترهایشان نشسته‌اند و آقای مرادی به مرور درس­های جلسه قبل می­پردازد. حدود نیم ساعت سر کلاس می­نشینم و بعد به آزمایشگاهی که سحر در آنجاست می­روم تا درباره اختراعی که کرده است برایم توضیح بدهد:

«کلاس اول دبیرستان که بودم به فکر افتادم تا با اختراع وسیله­ای، در جشنواره خوارزمی شرکت کنم و با کسب مقام، بدون کنکور وارد دانشگاه شوم! آن موقع مسئله آتش­سوزی ماشین­های پژو 405 خیلی مطرح بود، به همین دلیل من و دوستم تصمیم گرفتیم تا محافظی برای شیلنگ بنزین بسازیم. زمانی که داشتیم  به مواد سازنده محافظ شیلنگ فکر می­کردیم، به پیشنهاد یکی از معلم­هایم با نانو آشنا شدیم و تصمیم گرفتیم کارمان را بر اساس آن ادامه بدهیم. وقتی به این نتیجه رسیدیم که ساخت محافظ باعث سنگین­تر شدن شیلنگ می­شود و انعطاف­پذیری آن را کم می­کند، سراغ تهیه ماده­های سازنده شیلنگ رفتیم. برای این کار شیلنگ­های موجود در بازار را تجزیه کردیم و فهمیدیم از چه ماده­هایی تشکیل شده­اند. هدف ما به دست آوردن فرمول پودری بود که به کمک ترکیب­های نانو یا نانو کامپوزیت­ها ساخته می­شد. در نهایت پس از سه سال تحقیق و آزمایش، پودر را قالب­گیری کردیم و توانستیم شیلنگی بسازیم که تا 350 درجه سانتی­گراد مقاومت دارد و نسبت به
نمونه­های موجود سبک­تر و در برابر فرسایش و خوردگی مقاوم است.»

صحبت­های من و سحر آن­قدر ادامه پیدا می­کند تا زنگ می­خورد و او مجبور می­شود آزمایشگاه را برای آمدن دانش‌آموزهای علاقه­مند و مشتاق آماده کند. در این فرصت من هم به حیاط می­روم تا با چند نفر از نوجوان­هایی که در گرمای تابستان یادگیری این علم جذاب را به ماندن در خانه ترجیح داده اند، صحبت کنم.

عاطفه شکوهی­فر حدود یک سال است به کلاس نانو می­آید. او که تصمیم دارد در آینده  رشته پزشکی بخواند، می­گوید: «از طرف مدرسه انتخاب شدم تا در کلاس­های فوق برنامه شرکت کنم. در دوره مقدماتی درباره مفاهیم پایه نانو و خاصیت­های مواد یاد گرفتم و الان هم مشتاق هستم تا در آزمایشگاه یک نمونه را بسازیم.»

در بین نوجوان­ها چهره آشنایی را می بینم و یادم می­افتد که او یکی از شاگردهای زرنگ کلاس است چرا که در مدتی که سر کلاس نشسته بودم چند بار پای تخته آمد. صدایش می­کنم و از او می­خواهم که خودش را معرفی کند و از علت علاقه­اش به این دانش بگوید: «نرگس اسلام­پور هستم و درکلاس دوم  رشته ریاضی درس می­خوانم. به نظر من نانو خیلی علم جذابی است، چون بخش زیادی از آن عملی است و ما با دانش روز دنیا
سر و کار داریم.  دلیل دیگرش این است که از تمام رشته­ها درآن استفاده می­شود، مثل شیمی و فیزیک و کامپیوتر و ....»

زنگ تفریح که تمام می­شود بلافاصله به سراغ  مهندس مرادی می­روم و از او می‌خواهم تا برایم توضیح بدهد این نانو چیست که هنوز نتوانستم تعریفی برای آن پیدا کنم! آقای مرادی می­گوید: « نانو شاخه جدیدی از علم نیست بلکه رویکردی است در رشد علمی علوم پایه و مهندسی. این رویکرد سه شاخص دارد. اول این که در مقیاس یک تا 100 نانو متر روی چینش اتم­ها و رفتارهای آنها کنترل داشته باشیم. دوم این که خود محصولی که ایجاد می‌شود ابعادش در این بازه قرار بگیرد. سوم فرآیندهایی است که در آنها از سلول­های بنیادی یا ساختارهای سازنده نانو استفاده شود.

نمونه­های معروف این سلول­های بنیادی، نانو لوله­های کربنی و الماس­وار‌ه‌ها هستند.» با شنیدن این تعریف نفس راحتی می‌کشم و درباره تاریخچه این علم می‌پرسم. مهندس مرادی می‌گوید: «ریچارد فاینمن فیزیکدان معروف آلمانی در سال 1959 برای اولین بار درباره مقیاس اتمی و مولکولی ماده­ها صحبت می­کند و می­گوید می­توان آنها را طوری به هم وصل کرد که  ترکیب­های جدید به وجود بیاید. مثلاً طبیعت پر از ترکیب­های سیلیسیم است و یا در بدن موجودهای زنده کربن وجود دارد، که با اکسیژن و فسفر و ...ترکیب  و به چربی تبدیل می­شود. فاینمن می­گوید ما می‌توانیم بقیه ذره­هایی را هم که در طبیعت نیستند  به هم وصل کنیم و ویژگی­های جدیدی از آنها بگیریم. البته فاینمن هیچ وقت عبارت نانو تکنولوژی را استفاده نمی­کند. در سال 1974 یک دانشمند ژاپنی به نام «نوریو تاینگوچی» اولین بار عبارت فن­آوری نانو را در مهندسی مواد استفاده می­کند. او می­گوید در ساخت آلیاژها اگر دقت نانو متری داشته باشیم می­توانیم موادی با خواص جدید داشته باشیم. در دهه 90 علم نانو پیشرفت­های قابل توجهی پیدا می کند، مثل ساخت نانو لوله­های کربنی و ... که تا به امروز هم ادامه داشته است. مثلاً دانش نانو بیو تکنولوژی، عمری چند ساله دارد که این مسئله هم هیجان­انگیز است و هم اضطراب­آور، و ما باید به سرعت خودمان را به این فن­آوری نزدیک کنیم و از آن بهره ببریم.»

آن قدر بحث داغ و پیچیده است که احساس می­کنم از گوش­هایم بخار بلند شده است. نفس عمیقی می­کشم و سعی می­کنم آنچه را دستگیرم شده در ذهنم مرتب کنم. به نقطه­ای خیره می­شوم و می­گویم: «پس نانو به زبان ساده یعنی در مقیاس بسیار ریز به کمک دستگاه­هایی، اتم­ها و مولکول­ها را با نظم جدیدی کنار هم قرار دهیم تا به ساختار جدیدی با خاصیت­های بهتر برسیم.» آقای مرادی با تأییدش خیالم را راحت می­کند و می­گوید: «بله، مثلاً استحکام ماده چند برابر می­شود یا خواص نوری از خودش نشان می دهد یا نیمه رسانا می­شود. مثلاً نانو لوله­های کربنی که از آنها اسم بردم ترکیب­هایی از کربن است که به کمک این فن­آوری استحکام مکانیکی‌اش 7 تا 10 برابر از فولاد بیشتر شده است. بد نیست این را اضافه کنم که نانو شاخه­های وسیعی دارد و از آن به عنوان یک رشته بین رشته­ای نام برده می­شود. مثلاً برای انجام یک تحقیق ساده نانو باید متخصص­های فیزیک، شیمی، کامپیوتر، زیست شناسی ، برق ، مواد و ... حضور داشته باشند. مثل ساخت یک ایستگاه فضایی که چند کشور با هم همکاری می­کنند و سال­ها بعد مردم می‌توانند نتیجه آن را ببینند، نانو هم بحث گسترده ای دارد و در دنیا گروه­های مختلفی هم­زمان روی یک موضوع مشترک کار می­کنند تا به نتیجه برسند.»

با شنیدن سر و صدایی که از بیرون می­آید متوجه می­شوم که کلاس تمام شده است و باید به همراه دانش آموزان، مدرسه را ترک کنم. همین­طور که وسایلم را جمع می­کنم انبوه مطلب­هایی که در آینده می­خواهم درباره نانو بنویسم از سرم می­گذرند! با خودم می­گویم «این‌طور که پیداست حالا حالاها با این جناب نانو کار داریم!»

www.nanoclub.ir*