مقدمه

نانوتكنولوژي، توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستم‌هاي جديد با در دست گرفتن كنترل در سطوح مولكولي و اتمي و استفاده از خواصي است كه در آن سطوح ظاهر مي‌شود. از همين تعريف ساده بر مي‌آيد كه نانوتكنولوژي يك رشته جديد نيست، بلكه رويكردي جديد در تمام رشته‌هاست. از زماني که فاينمن، فيزيکدان برجستة آمريکايي، ايدة کار با اتمها و مولکولها را مطرح کرد [10] محققان جهان به کار در اين عرصه روي آوردند. براي نانوتكنولوژي كاربردهايي را در حوزه‌هاي مختلف از غذا و دارو و تشخيص پزشكي و بيوتكنولوژي تا الكترونيك و كامپيوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژي، محيط زيست، مواد، هوافضا و امنيت ملي برشمرده‌اند. كاربردهاي وسيع اين عرصه به همراه اثرات اجتماعي، سياسي و حقوقي آن، اين فناوري را به عنوان يك زمينه «فرارشته‌اي و فرابخشي» مطرح نموده است.

 نانوتكنولوژي و كاربردهاي آن

علوم و فناوري نانو، عنصري اساسي در درك بهتر طبيعت در دهه‌هاي آتي خواهدبود. ازجمله موارد مهم در آينده، همكاريهاي تحقيقاتي ميان‌رشته‌ا‌ي، آموزش خاص و انتقال ايده‌ها و افراد به صنعت خواهدبود. بخشي از تأثيرات و کاربردهاي نانوتکنولوژي به شرح زير مي‌باشد[2، 3، 5 و 6

  توليد، مواد و محصولات صنعتي

كاركرد منحصربه‌فرد باشند، انقلابي در مواد و فرآيندهاي توليد آنها، ايجاد مي‌كند. محقّقين قادر به ايجاد ساختارهايي از مواد

مواد براي ميله‌هاي شناساگر ژنتيكي يا زيستي در اكتشاف، جداسازي و تشخيص دارو كار مي‌كنند و برخي متوجّه رهايش دارو هستند.

     نانوذرّات نيمه‌هادي يا نقاط كوانتومي، بر حسب اندازه

  در هنگام رهايي نوين بر پاية اصول و معماري جديد؛ بكارگيري كارخانجات مولكولي يا خوشه‌ا‌ي كه مزيّت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند.

نانوتكنولوژي تغيير بنياني مسيري است كه در آينده، موجب ساخت مواد و ابزارها خواهد شد. امكان سنتز بلوك‌هاي ساختماني نانو با اندازه و تركيب به دقّت كنترل‌شده و سپس چيدن آنها در ساختارهاي بزرگتر، كه داراي خواص وبيوسنتز و بيوفرآوري، راههاي كلا" جديدي براي ساخت محصولات شيميايي و دارويي ارائه مي‌دهند. گردهم‌آوري بلوك‌هاي ساختماني زيستي به شكل مواد و ابزارهاي مصنوعي، خواص موردنظر مواد را با كاركردهاي زيستي تلفيق مي‌كند.

  پزشکي و بدن انسان

رفتار مولكولي در مقياس نانومتر، سيستمهاي زنده را اداره مي‌كند. يعني مقياسي كه شيمي، فيزيك، زيست‌شناسي و شبيه‌سازي كامپيوتري، همگي به آن سمت درحال گرايش هستند.

·   نگرش‌هاي اخير به سمت استفاده از ابزارها و سيستمهاي نانوساختاري، پيشنهاد مي‌دهد كه فرآيند آزمايشگاهي كنوني توالي ژني (genome sequencing)n  را به‌نحو شگرفي با استفاده از سطوح و ابزارهاي "نانوساخته"(nanofabricated) كاراتر بسازيم. افزايش قدرت انسان براي ترسيم سرشت ژنتيكي يك فرد، روشهاي شناسايي و درمان را دگرگون مي‌كند.‌

·   پيشرفتهاي نانوتكنولوژيكي، به‌طور خاص مطالعات بنيادي زيست‌شناسي و پاتولوژي سلولي را تقويت خواهدكرد. در نتيجة پيشرفت ابزارهاي تحليل‌گر جديد كه قادر به شناسايي جهان نانومتر باشند، اين امر بسيار محتمل خواهدبود كه بتوان خواص شيميايي و مكانيكي سلولها  (ازجمله فرآيندهايي مثل تقسيم سلولي و غيـره) را اندازه‌گيـري و تغييـر داد. اين قابليت‌ها تكميل‌كنندة (و به شدّت پشتيباني‌كننده) تكنيكهاي مرسوم در علوم حيات هستند.

·   مواد زيست‌سازگار با كارآيي بالا، از توانايي بشر در كنترل نانوساختارها حاصل خواهدشد. نانومواد سنتزي معدني و آلي را مثل اجزاي فعّال، مي‌توان براي اعمال نقش تشخيصي (مثل ذرات كوانتومي كه براي مرئي‌سازي بكار مي‌رود) درون سلولها وارد نمود.

·   افزايش توان محاسباتي بوسيلة نانوتكنولوژي، ترسيم وضعيت شبكه‌هاي ماكرومولكولي را در محيط‌هاي واقعي ممكن مي‌سازد. اينگونه شبيه‌سازي‌ها براي بهبود قطعات كاشته‌شدة زيست‌سازگار در بدن و جهت فرآيند كشف دارو، الزامي خواهدبود.

  دوام‌پذيري منابع: كشاورزي، آب، انرژي، مواد و محيط زيست پاك

نانوتكنولوژي چنانچه ذكر شد، منجر به تغييراتي شگرف در استفاده از منابع طبيعي، انرژي و آب خواهد شد و پساب و آلودگي را كاهش خواهدداد. همچنين فنّاوري‌هاي جديد، امكان بازيافت و استفادة مجدد از مواد، انرژي و آب را فراهم خواهند كرد.

در زمينه محيط زيست، علوم و مهندسي نانو، مي‌تواند تأثير قابل ملاحظه‌ا‌ي، در درك مولكولي فرآيندهاي مقياس نانو كه در طبيعت رخ مي‌دهد؛ در ايجاد و درمان مسائل زيست‌محيطي از طريق كنترل انتشار آلاينده‌ها؛ در توسعة فنّاوري‌هاي "سبز" جديد كه محصولات جانبي ناخواستة كمتري دارند و يا در جريانات و مناطق حاوي فاضلاب، داشته‌باشد. لازم به ذكراست، نانوتكنولوژي توان حذف آلودگي‌هاي كوچك از منابع آبي (كمتر از 200 نانومتر) و هوا (زير 20 نانومتر) و اندازه‌گيري و تخفيف مداوم آلودگي در مناطق بزرگتر را دارد.

در زمينه انرژي، نانوتكنولوژي مي‌تواند به‌طور قابل ملاحظه‌ا‌ي كارآيي، ذخيره‌سازي و توليد انرژي را تحت تأثير قرار داده مصرف انرژي را پايين بياورد. به عنوان مثال، شركتهاي مواد شيميايي، مواد پليمري تقويت‌شده با نانوذرات را ساخته‌اند كه مي‌تواند جايگزين اجزاي فلزي بدنة اتومبيلها شود. استفاده گسترده از اين نانوكامپوزيت‌ها مي‌تواند ساليانه 5/1 ميليارد ليتر صرفه‌جويي مصرف بنزين به ‌همراه داشته‌باشد.

يا انتظار مي‌رود تغييرات عمده‌ا‌ي در فنّاوري روشنايي در 10 سال آينده رخ دهد. مي‌توان نيمه‌هادي‌هاي مورد استفاده در ديودهاي نوراني (LED ها) را  به مقدار زياد در ابعاد نانو توليد كرد. در امريکا، تقريبا" 20% كل برق توليدي، صرف روشنايي (چه لامپهاي التهابي معمولي و چه فلوئورسنت) مي‌شود. مطابق پيش‌بيني‌ها در 10 تا 15 سال آينده، پيشرفتهايي از اين دست مي‌تواند مصرف جهاني را بيش از 10% كاهش دهد كه 100 ميليارد دلار در سال صرفه‌جويي و 200 ميليون تن كاهش انتشار كربن را به‌همراه خواهدداشت.

در زمينه آب، بايد گفت جمعيت جهان در حال افزايش و منابع آب آشاميدني در حال كاهش است. سازمان ملل پيش‌بيني مي‌كند كه در سال 2025، 48 كشور (معادل 32% جمعيت جهان) دچار كمبود آب آشاميدني باشند. [2 و 4] تخليص و نمك‌زدايي آب از زمينه‌هاي مورد توجّه در دفاع پيشگيرانه و امنيت زيست‌محيطي است، چرا كه در سطح جهان ممكن است در آينده با مشكل كمبود آب مواجه شويم. استفاده از آب شرب با دو برابر سرعت افزايش جمعيت و كمبود حاصل از آن –كه بر اثر آلودگي نيز تشديد مي‌شود- افزايش مي‌يابد. دستگاههايي به كمك نانوتكنولوژي ساخته شده‌اند، كه آب دريا را با انرژي 10 برابر كمتر از دستگاه اسمز معكوس و لااقل 100 برابر كمتر از تقطير، نمك‌زدايي مي‌كنند. اين فرآيند كارا از نظر مصرف انرژي كاملا عملي است، چون الكترودهاي با مساحت سطحي بسيار بالا ساخته شده‌اند كه ازطريق كنار هم قراردادن نانولوله‌هاي كربني و ديگر ابتكارات طرّاحي، رساناي الكتريسيته شده‌اند. [6]

   كشاورزي

نانوتكنولوژي مستقيما" در پيشرفت كشاورزي سهيم خواهدبود؛ از جمله: مواد شيميايي سازگار با زيست، كه براي تغذية گياه يا حفظ آن در برابر حشرات به شكل مولكولي طرّاحي شده‌اند؛ ارتقاي ژنتيكي گياهان و حيوانات؛ انتقال ژنها و دارو به حيوانات؛ امکان سازگاري گياهان با خشکسالي و شوري و ...

 هوا و فضا

محدوديت‌هاي شديد سوخت براي حمل بار به مدار زمين و ماوراي آن، و علاقه به فرستادن فضاپيما براي مأموريتهاي طولاني به مناطق دور از خورشيد، كاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفي را اجتناب‌ناپذير مي‌سازد. مواد و ابزارآلات نانوساختاري، اميد حل اين مشكل را بوجود آورده‌است. [6]

"نانوساختن" (Nanofabrication) همچنين در طرّاحي و ساخت مواد سبك‌وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، موردنياز براي هواپيماها، راكت‌ها، ايستگاههاي فضايي و سكّوهاي اكتشافي سيّاره‌ا‌ي يا خورشيدي، تعيين‌كننده است. همچنين استفادة روزافزون از سيستمهاي كوچك‌شدة تمام خودكار، منجر به پيشرفتهاي شگرفي در فنّاوري ساخت و توليد خواهدشد. اين مسأله با توجه به اينكه محيط فضا، نيروي جاذبة كم و خلأ بالا دارد، موجب توسعة نانوساختارها و سيستمهاي نانو –كه ساخت آنها در زمين ممكن نيست- در فضا خواهدشد. [3 و 9]

  امنيت ملّي

برخي کاربردهاي دفاعي نانوتکنولوژي عبارتند از: تسلط اطّلاعاتي از طريق نانوالكترونيك پيشرفته بعنوان يك قابليت مهم نظامي، امكان آموزش مؤثّرتر نيرو، به كمك سيستمهاي واقعيت مجازي پيچيده‌تر حاصله از الكترونيك نانوساختاري، استفادة بيشتر از اتوماسيون و رباتيك پيشرفته براي جبران كاهش نيروي انساني نظامي، كاهش خطر براي سربازان و بهبود كارآيي خودروهاي نظامي، دستيابي به كارآيي بالاتر (وزن كمتر و قدرت بيشتر) موردنياز در صحنه‌هاي نظامي و در عين‌حال تعداد دفعات نقص فنّي كمتر و هزينة كمتر در عمر كاري تجهيزات نظامي، پيشرفت در امر شناسايي و در نتيجه مراقبت عوامل شيميايي، زيستي و هسته‌ا‌ي، بهبود طرّاحي در سيستمهاي مورد استفاده در كنترل و مديريت عدم تكثير سلاحهاي هسته‌ا‌ي، تلفيق ابزارهاي نانو و ميكرومكانيكي جهت كنترل سيستمهاي دفاع هسته‌ا‌ي.

در بسياري موارد، فرصتهاي اقتصادي و نظامي مكمّل هم هستند. كاربردهاي درازمدت نانوتكنولوژي در زمينه‌هاي ديگر، پشتيباني كننده امنيت ملّي است و بالعكس. [1، 2 و 6]

3- نگاهي به وضعيت جهاني نانوتکنولوژي

بسياري از كشورهاي توسعه‌يافته و در حال توسعه (در حدود 30 كشور)، برنامه‌هايي را در سطح ملي براي پشتيباني از فعاليتهاي تحقيقاتي و صنعتي نانوتكنولوژي تدوين و اجرا مي‌نمايند. زيرا نانوتكنولوژي به عنوان انقلابي در شرف وقوع، آينده اقتصادي كشورها و جايگاه آنها در جهان را تحت تأثير جدي قرار خواهد داد و اين مسأله در اين كشورها توسط صاحب‌نظران و محققان تبيين‌شده و براي مديران اجرايي به صورت يك امر شفاف و قطعي درآمده است. [11] در بخشي از اين كشورها، در يكي دو سال اخير تحركات شديدي از طرف دولتها براي سرعت بخشيدن به توسعه نانوتكنولوژي صورت گرفته و فعاليتهايي كه تا قبل از اين به صورت خودجوش توسط محققان انجام مي‌گرفته است، با تشويق و حمايتهاي مستقيم دولت ادامه يافته‌اند كه در اين قسمت به چند كشور اشاره مي‌شود:

   آمريكا

دولت آمريكا در سال 1998 با توجه به خواست وسيع محققان و دانشگاهيان، گروه‌كاري بين بخشي علوم و فناوري نانو را تشكيل داد. اين گروه در فوريه 2000، گزارشي با عنوان «پيشگامي ملي نانوتكنولوژي؛ به سوي انقلاب صنعتي بعدي» به رئيس‌جمهور آمريكا ارائه نمود كه رئيس‌جمهور نيز آن را از طريق دستيار علوم و فناوري خود به كنگره ارائه داد. [2 و 4] بخشي از اين گزارش صرف تهييج مسؤولان آمريكا براي توجه جدي به اين موضوع شده است تا آنجا كه در صفحه31 اين گزارش 101 صفحه‌اي عدم توجه به جنبه‌هاي مهم اين كار ازجمله جنبه‌هاي فرابخشي آن مساوي با در معرض خطر قرار گرفتن آينده اقتصادي، كيفيت زندگي و امنيت ملي آمريكا دانسته شده است. آنچه در اين گزارش پيشنهاد شده، برنامه‌اي ملي است كه از طريق كميته‌اي در عاليترين سطح و به صورت متمركز هدايت مي‌شود و در آن ضمن تعيين اولويت‌هاي پنجگانه كشور، تكليف هر يك از وزارتخانه‌ها و سازمانها، نحوه اجراي آن و بودجه لازم براي هر دستگاه در هر زمينه مشخص شده است. براي اين برنامه در كنگره 423 ميليون دلار به تصويب مي‌رسد؛ در حالي كه كل بودجه‌هايي كه در سال 1997 به صورت پراكنده توسط سازمانهاي مختلف دولتي هزينه شده كمتر از 120 ميليون دلار است. كميته مزبور براي سال 2002، مبلغ 508 ميليون دلار به تصويب رسانده است. يكي از اهداف اصلي اين برنامه، كسب پيشگامي در تمامي زمينه‌هاي مربوط به نانوتكنولوژي در جهان مي‌باشد. [4 و 13]

 ژاپن

محققان ژاپني از دهه 1970 ميلادي به صورت خودجوش در زمينه‌هاي تحقيقاتي نانوتكنولوژي وارد شده‌اند تا آنجا كه كلمه نانوتكنولوژي نيز اول بار توسط يك محقق ژاپني مورد استفاده قرار گرفت. دولت ژاپن اولين بار در ابتداي دهه 1990 بودجه‌اي را براي پشتيباني از اين تحقيقات اختصاص داد و اين روند ادامه يافت تا اينكه در سال 1997، 120 ميليون دلار و در سال 2001، 430 ميليون دلار اختصاص يافته است. [7، 12 و 14]

  كرة جنوبي

دولت كرة جنوبي 5 زمينه فناوري را به عنوان صنايع نسل بعدي به عنوان اولويت اين كشور اعلام نموده و براي آنها تا سال 2005، مبلغ 10 تريليون ون معادل 8 ميليارد دلار اختصاص داده است. فناوري اطلاعات، بيوتكنولوژي، نانوتكنولوژي، فناوري‌هاي محيط‌زيست و فناوري‌هاي فرهنگي به عنوان حوزه‌هاي منتخب دولت كرة جنوبي اعلام گرديده است. دولت كره جنوبي، در زمينة نانوتكنولوژي، پرورش 12.600 كارشناس و متخصص را در 10 سال آينده برنامه‌ريزي نموده است. [14]

 كانادا

دولت كانادا، با تدوين برنامة 5 ساله، 120 ميليون دلار را براي سرمايه‌گذاري در زمينة نانوتكنولوژي در 5 سال آينده اختصاص داد. دولت، يك موسسه ملي نانوتكنولوژي را با ظرفيت 160 محقق و تكنسين تأسيس نموده است. اين موسسه شبكه گسترده‌اي را از محققان دانشگاههاي سراسر كشور ايجاد خواهد كرد. نخست‌وزير كانادا با اعلام اين برنامه گفت: «نانوتكنولوژي، همان تاثير انقلاب صنعتي قرن نوزدهم را بر جوامع خواهد داشت.» [14]

روند رشد و آينده نانوتکنولوژي

پژوهشگران و كارشناسان صنايع دريافته‌اند كه در علوم و مهندسي درحال نزديك‌شدن به اين اندازة ناپيدا (نانومتر) هستيم. ديگر اين سؤال مطرح نيست كه آيا نانوتكنولوژي توسعه مي‌يابد يا خير؛ بلكه اين سؤال مطرح است كه چه كسي در هر عرصه، پيشتاز خواهدبود؟ به‌نظر مي‌رسد سال 2001، نقطة شروع نمودار متعارف رشد S شكل براي نانوتكنولوژي باشد و ما براي رسيدن به بخش رشد صعودي منحني به 5 سال زمان نياز داريم (شكل-1). نرخ افزايش اكتشافات علمي اين بيان را تقويت مي‌كند.

اين نمودار نشان مي‌دهد که در آينده نزديک شاهد رشد چشمگير توليدات نانوتکنولوژي و نفوذ آن به زندگي انسان خواهيم بود. [7] : منحني S  شكل براي رشد تحقيق و توسعة نانوتكنولوژي.

 ضرورت ورود كشور ايران به اين عرصه

بسياري از كشورهاي پيشرفته و در حال پيشرفت، برنامه‌هايي را براي پشتيباني از فعاليتهاي تحقيقاتي و صنعتي نانوتكنولوژي تدوين و اجرا مي‌نمايند. زيرا نانوتكنولوژي به عنوان انقلابي در شرف وقوع، آينده اقتصادي كشورها و جايگاه آنها در جهان را تحت تأثير جدي قرار خواهد داد و اين مسئله در اين كشورها توسط صاحب‌نظران و محققان تبيين‌شده و براي مديران اجرايي به صورت يك امر شفاف و قطعي درآمده است. در بخشي از اين كشورها، در يكي دو سال اخير تحركات شديدي از طرف دولتها براي سرعت بخشيدن به توسعه نانوتكنولوژي صورت گرفته و فعاليتهايي كه تا قبل از اين به صورت خودجوش توسط محققان انجام مي‌گرفته است، با تشويق و حمايتهاي مستقيم دولت ادامه يافته‌اند. اما يك سوال مهم براي كشور ما و بسياري از كشورها كه هنوز به نانوتكنولوژي به عنوان تمدن آينده علمي توجه كافي نكرده‌اند، اين است كه آيا بايد با اين روند همراه شد يا نه؟ توجه به فضاي بسيار بزرگ و در حال ايجاد نانوتكنولوژي و حجم وسيع فعاليتهاي مربوط به آن در دنيا، اين باور را به انسان القاء مي‌كند كه دير يا زود بايد آينده را ديد و براي ورود به آن اقدام نمود.

 ورود كشورها به عرصه نانوتكنولوژي اجتناب‌ناپذير است.

بسياري از صاحب‌نظران و محققان، نانوتكنولوژي را مساوي آينده دانسته‌اند. به عنوان نمونه كميته مشاوران رئيس‌جمهور آمريكا در علوم و فناوري در تأييد برنامه ملي نانوتكنولوژي براي سال 2001، از نانوتكنولوژي به عنوان محور آينده جهان ياد مي‌كند. به دليل تأثيرات اين فناوري بر اكثر فناوريهاي موجود، عقيده صاحب‌نظران اين است كه متخصصان رشته‌هاي مختلف بدون گرايش به مباحث مقياس نانو در دهه‌هاي آينده فرصتي براي رشد نخواهند داشت و شكوفايي بسياري از فناوريهاي مهم ازجمله فناوري اطلاعات و بيوتكنولوژي به عنوان دو دستاورد بسيار عظيم قرن بيستم بدون بهره‌گيري از نانوتكنولوژي دچار اختلال خواهند شد. از اين جهت اين مسئله براي دانشگاهيان، محققان و مسؤولان هر كشور امري حياتي است.

 دلايل اساسي ضرورت ورود كشور به عرصة نانوتكنولوژي

علاوه بر موضوع فوق، مي‌توان دلايل زير را براي اجتناب‌ناپذيري ورود كشورهايي چون ايران اقامه نمود:

نانوتكنولوژي در بسياري از فناوريها و در نتيجه در زندگي انسانها، تأثير اساسي دارد.

ماهيت فرارشته‌اي علوم و فناوري نانو به عنوان توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستمهاي جديد با دقت اتم و مولكول، موجب تعريف كاربردهاي بسياري زيادي در عرصه‌هاي مختلف علمي و صنعتي شده است. براي نانوتكنولوژي كاربردهاي بسياري را در حوزه‌هاي دارو و غذا و بهداشت، درمان بيماريها، محيط‌زيست، انرژي، الكترونيك، كامپيوتر و اطلاعات، مواد، ساخت و توليد، هوافضا، بيوتكنولوژي و كشاورزي و امنيت ملي و دفاع برشمرده‌اند. به همين دليل بر تمام فناوريها تأثير گذاشته و دير يا زود بايد شاهد محصولات آنها بود. به عنوان نمونه در بخش پزشكي و بهداشت، يك زمينه كاري بسيار مهم، سيستم توزيع دارو در داخل بدن مي‌باشد. مصرف دارو در حال حاضر به صورت حجمي است در حالي كه سلولهاي خاصي از بدن نيازمند آن مي‌باشند. در روش جديد دارو با وسايل ترزيق متفاوت با امروزه به صورت مستقيم به سمت سلولهاي مشخص جهت‌گيري شده و دارو به محل نياز تحويل داده مي‌شود. با همين مكانيزم، بيماريهاي بزرگ و كوچك در آغاز شكل‌گيري قابل تشخيص و درمان خواهند بود. يا در بخش مواد، پروژه‌هايي در دست كار مي‌باشد كه موادي با وزن بسيار كم و خواص بسيار مناسب توليد شوند. [2 و 4] كاربرد اين مواد در ساختمان، خودرو، هواپيما و بسياري از ملزومات زندگي انسانها ديده خواهد شد. بنابراين عرصه بسيار وسيع نانوتكنولوژي كه زندگي انسانها را نيز در برخواهد گرفت، خود القاءكننده اين نتيجه خواهد بود كه نمي‌توان به روي آن چشم بست.

تأثير نانوتكنولوژي بر امنيت جهاني

از نظر دفاعي، نانوتكنولوژي براي كشورها، هم فرصت است هم تهديد. به لحاظ كاربردهاي بسيار زيادي كه اين فناوري مي‌تواند در امور نظامي داشته باشد، گرايش زيادي در بخش دفاعي كشورها به تحقيق و توسعه نانوتكنولوژي صورت گرفته است. اين كاربردها از لباسهاي مانع خطر تا پرنده‌هاي بسيار كوچك، تجهيزات اطلاعاتي و بسياري موارد ديگر است كه هم‌اكنون با حمايت وزارتخانه‌هاي دفاع كشورهايي چون آمريكا، ژاپن و برخي كشورهاي اروپايي به صورت پروژه‌هاي تحقيقاتي در حال انجام هستند. از اين جهت اين فناوري براي كشورها يك تهديد محسوب مي‌شود. اما براي كشورهايي كه بتوانند با استفاده از روند موجود، جايگاهي را در آينده امنيت جهاني براي خود در نظر بگيرند، يك فرصت خواهد بود. با توجه به اينكه اين كاربردها بسيار متنوع هستند، هر كشوري مي‌تواند زمينه‌اي را براي پيشگامي در جهان سهم خود نمايد و در آينده رقابتهاي بين‌المللي نقشي داشته باشد.

شكل‌گيري بازارهاي بسيار بزرگ

شواهد موجود نشان مي‌دهد كه درصد بالايي از بازارهاي محصولات مختلف متكي بر نانوتكنولوژي خواهد بود و به همين دليل دولتها و شركتهاي بزرگ و كوچك به دنبال كسب جايگاهي براي خود در اين بازارها هستند. ميهيل روكو، رئيس كميته علوم و فناوري نانو در رياست‌جمهوري آمريكا طي مقاله‌اي در ماه مي سال 2001، پتانسيل نانوتكنولوژي براي تغيير چشمگير در اقتصاد جهاني را يادآوري نموده است. بر مبناي پيش‌بيني وي و بخش ديگري از صاحب‌نظران در ده الي 15 سال آينده نانوتكنولوژي بازار نيمه‌هادي را به طور كامل تحت تأثير قرار خواهد داد. خبرهايي نيز كه اخيراً از شركتهاي اصلي سازنده پردازنده‌هاي كامپيوتر در آمريكا و ژاپن منتشر شده است، از ورود پردازنده‌هاي حاوي يك ميليارد نانوترانزيستور تا قبل از 10 سال آينده حكايت دارد. به عنوان مثال شركت اينتل اعلام نموده است كه در سال 2007 پردازنده‌هاي متكي بر نانوترانزيستور را با قدرت و سرعت بسيار بيشتر و مصرف كمتر نسبت به آخرين دستاوردهاي امروزي نيمه‌هادي‌ها وارد بازار خواهد كرد. [6 و 8]

در بخش دارو نيز پيش‌بيني شده است تا 10 الي 15 سال آينده نيمي از اين صنعت متكي بر نانوتكنولوژي خواهد بود كه خود نياز به وسايل تزريق جديد و آموزشهاي پزشكي روزآمد خواهد داشت يا در مورد موادشيميايي، فقط ذكر بازار 100 ميليارد دلاري كاتاليستها كه تا 10 سال آينده به طور كامل متكي بر كاتاليستهاي نانوساختاري خواهد بود براي نشان دادن اهميت بحث كافي است. از هم‌اكنون بازار بزرگي براي بكارگيري مواد جديد در محصولات فعلي در حال شكل‌گيري است. موادي كه مي‌توانند خواص جديد و فوق‌العاده‌اي به محصولات موجود بخشيده و موجب كاهش قيمت آنها شوند. به عنوان نمونه نانولوله‌هاي كربني (Carbon Nanotubes)  با وزن بسيار كمتر و استحكام بسيار بيشتر نسبت به موادي چون فولاد، بخش زيادي از صنايع را در آينده تحت تاثير قرار خواهد داد. [8 و 9]

در كنار اين پيش‌بيني‌ها، اين سؤال بايد مطرح شود كه جايگاه كشورهايي كه به نانوتكنولوژي دسترسي ندارند، در بازارهاي آينده و اقتصاد جهاني چه خواهد بود. با توجه به اينكه سهم هر كشور يا بنگاه درزمان شكل‌گيري يك بازار تثبيت مي‌شود، زمان سرمايه‌گذاري براي رسيدن به جايگاه مناسب، همين امروز است.

6- دلايلي براي در اولويت قرارگرفتن نانوتكنولوژي در شرايط حاضر

نانوتكنولوژي را بايد به عنوان يك مقولة بلندمدت نگاه كرد كه حداقل نيمة اول قرن بيست و يكم را به طور مداوم تحت تأثير قرار مي‌دهد. صاحب‌نظران جهان دورنماي نسبتاً شفافي از مسائل و دستاوردهاي كوتاه‌مدت، ميان‌مدت و بلند‌مدت نانوتكنولوژي ارائه كرده‌اند كه همين دورنماي شفاف به ما كمك مي‌كند كه برنامه‌ريزي مناسبي را جهت همراهي كشور با روند جهاني آن طراحي و پياده كنيم. كشورهاي مختلف، در آموزش و پژوهش نانو به عنوان فعاليت بلندمدت سرمايه‌گذاري نموده‌اند و براي دستيابي به دستاوردهاي نزديك نيز پژوهشهاي متعددي در حوزه‌هايي چون نانومواد، نانوالكترونيك و مانند آن در دست انجام مي‌باشد.

 دلايل مربوط به ويژگيهاي نانوتكنولوژي

·   نانوتكنولوژي، يك فنّاوري عام و فراگير مي‌باشد كه در بسياري از فنّاوري‌هاي ديگر كاربرد داشته در بعضي از آنها ايجاد تحول مي‌نمايد.

·   تأثير زياد نانوتكنولوژي بر رفاه و زندگي مردم

·   تأثير زياد نانوتكنولوژي بر امنيت و دفاع

·   تأثير زياد نانوتكنولوژي بر حفظ محيط زيست (در حال حاضر پروژه‌هاي بسيار زيادي در كشورهاي مختلف براي حل مشكلات زيست‌محيطي تعريف شده است.)

·   نانوتكنولوژي تمام دستاوردهاي گذشتة بشر را كه در ماده تحقق يافته‌است، متحول مي‌سازد؛ در واقع تحول نانوتكنولوژي ظرف چند دهه به اندازة تحولات چندين قرن خواهد بود.

·   نانوتكنولوژي باعث همگرايي رشته‌هاي علمي و تخصصهاي مختلف شده و شروع فعاليت در آن باعث جهش در چندين زمينه مي‌شود.

·   نانوتكنولوژي رقيب ساير فنّاوري‌ها نيست بلكه مكمل و پاية آنهاست.

·   كاربردهاي نانوتكنولوژي همه جا همراه با هزينة كمتر، دوام و عمر بيشتر، مصرف انرژي پايينتر، هزينة نگهداري كمتر و خواص بهتر مي باشد.

·   نانوتكنولوژي موجد وضع معيارها و استانداردهايي خواهد بود كه كساني كه در توليد محصولات تأخير داشته باشند، نمي توانند در آينده فروشندة انها باشند.

دلايل مربوط به شرايط جهاني

·   رويكرد جديد و اولويت بسياري از فنّاوري‌هاي جديد نيز مقياس نانو بوده حتي پاسخگوي چالشهاي مطرح آنها مي‌باشد؛ به عنوان مثال دو چالش عمدة پيل سوختي يعني ذخيرة ايمن هيدروژن و عدم استفاده از مواد گرانبها، با نانوتكنولوژي حل خواهد شد.

·   سرمايه‌گذاري كلان كشورها در اين زمينه كشورهاي مختلف را وادار به همراهي با اين كاروان جهاني مي‌كند؛ مگر آنكه بخواهيم در آينده فقط مصرف‌كنندة محصولات نانوتكنولوژي باشيم كه با توجه به گستردگي كاربرد آن، مسألة بسيار بزرگي خواهد بود.

·   سرعت تصميم‌گيري در اين عرصه اهميت زيادي دارد وگرنه سرعت تحولات جهاني فاصلة ما با جهان را روزبروز بيشتر مي‌كند. در مورد نانوتكنولوژي، زمان تصميم‌گيري، فقط همين حالاست.

دلايل مربوط به ويژگيهاي كشور

·   به دليل جديد بودن نانوتكنولوژي، جمهوري اسلامي ايران از كشورهاي پيشرفته چندان عقب نيست در حاليكه در بسياري از فنّاوري‌ها به دليل ايجاد شدن شبكه‌هاي غير قابل نفوذ شانس چنداني براي ما وجود ندارد.

·   براي ورود به عرصة نانوتكنولوژي، داشتن زيرساختهاي علمي و صنعتي مقياس ميكرو لازم نيست. (اگرچه اين موضوع در بدو امر در ذهن تداعي مي‌كند و بسياري از افراد اين اشكال را به حضور كشور در نانوتكنولوژي مي‌گيرند، اما شناخت كافي از زمينه‌هاي نانوتكنولوژي مؤيد اين مسأله است كه بسياري از محورهاي كاربردي نانو نياز به اين پيش‌نياز ندارد. تجربة متخصصان داخلي نيز در توليد بعضي مواد و پروژه‌هاي ديگر اين موضوع را تصديق مي‌كند.)

·   تصميم‌گيري براي حضور در فنّاوري‌هاي جديد بايد در زمان خود انجام گيرد وگرنه بعد از فعاليت وسيع كشورها و شكل‌گيري بازارهاي آن –كه ضمناً به دليل تحقق كاربردهاي نظامي آن تحريمها نيز ايجاد خواهند شد- حضور در آن تقريبا بي‌نتيجه است.

·   تقويت كشور در عرصة نانوتكنولوژي مي‌تواند موجب پيشرفت كشور در حوزه‌هايي چون الكترونيك، مواد و مانند آنها شود.

·   كشور ما پيش از آنكه به فكر رقابت باشد بايد به فكر حضور فعال در زمينه‌هايي باشد كه متعلق به ما بوده و كشور را در دنيا مطرح نمايد. با توجه به گستردگي عرصة نانوتكنولوژي چنين زمينه‌هايي وجود دارد ولي زمان تصميم‌گيري براي آن، همين امروز است. زيرا هركس زودتر اقدام كند مي‌تواند به چنين نتيجه‌اي برسد.

·   كشور ما در نانوتكنولوژي عقب نيست و متخصصان آمادة كار در كشور وجود دارند. حتي در بعضي زمينه‌ها محصولاتي نيز در مقياس آزمايشگاهي توليد شده است.

7- راهكارهايي براي توسعة نانوتكنولوژي در جمهوري اسلامي ايران

با توجه به ويژگيهاي نانوتکنولوژي و شرايط کشور اهداف فعاليت كشور در نانوتكنولوژي مي‌تواند موارد زير باشد:

·   استفاده از مزاياي نانوتكنولوژي در صنايع موجود كشور با هدف جهش صنعتي

·   كسب موقعيت پيشتازي در جهان در محورهاي منتخب

·   عقب نماندن از جهان و همراهي با كاروان جهاني پيشرفت علم و فناوري

براي رسيدن به اين اهداف، راهکارهاي زير پيشنهاد مي‌شود:

·   تصويب يك برنامة ملي براي مشاركت و هماهنگي بخشهاي مختلف دولت، دانشگاهها و مراکز پژوهشي، بخش خصوصي و صنعت با در نظر گرفتن نهاد هماهنگ‌کننده (در اين برنامه اولويتهاي آموزشي، پژوهشي و صنعتي کشور مشخص مي‌شود و با اختصاص بودجه به هريک از بخشها، وظيفه اجراي برنامه به آنها‌ داده مي‌شود و ضمنا راهکارهاي حمايت از بخش خصوصي و اقدامات لازم براي رفع موانع موجود ديده مي‌شود.)

·   افزايش آگاهي‌هاي عمومي در مورد پتانسيل نانوتکنولوژي

·   آموزش در سطوح مختلف

·   حمايت از شرکتهاي خصوصي و نوپا

·   تحقيقات توسعه‌اي با انتخاب محور مناسب و ايجاد چرخه كامل ثمردهي نوآوري

·   ترويج نانوتكنولوژي در صنايع

·   همكاري بين‌المللي به منظور سرعت بخشيدن به فعاليتها

بايدهاي توسعة نانوتكنولوژي در كشور

براي موفقيت در عرصة نانوتكنولوژي به زيرساختهاي سنگيني نياز نيست و با انتخاب محورهاي مناسب مي‌توان به موفقيتهاي ارزنده‌اي رسيد. اما به هرحال موارد زير لازم است:

·   فرهنگ سازي و ترويج فعاليت آموزشي، پژوهشي و صنعتي در زمينة نانوتكنولوژي

·   تسهيل همكاري‌هاي بين‌المللي

·   تسهيل دستيابي به اطلاعات علمي جهان در اين زمينه

در طول نيم قرن گذشته جهان تقريبا هر دهه با يک فناوري کليدي روبرو بوده است که بعضي از آنها کشورهاي مختلفي را از مشکلات نجات داده و باعث توليد ثروتهاي زيادي در آنها شده است. متاسفانه کشور ما در اين فناوري‌ها فقط در بعد آموزش و تاحدودي پژوهش موفق بوده است و اين فناوري‌ها نفش مهمي در توسعه کشور ما نداشته‌اند. يکي از مهمترين مشکلات ما فقدان نظام نوآوري و عدم ارتباط بخشهاي آموزش، پژوهش، توليد و تجارت مي‌باشد. به عبارت ديگر عدم تشکيل زنجيره کامل ثمردهي نوآوري باعث شده است فعاليتهاي پراکنده‌اي انجام و بخش زيادي از آنها بي‌نتيجه بماند.

به نظر نويسنده، يکي از مهمترين عوامل موفقيت کشور در اين عرصه  «انتخاب محورهاي مناسب و تکميل زنجيره نوآوري در آن محورها» مي‌باشد. اين موضوع بايد در طرح ملي نانوتکنولوژي ديده شده و تمام موانع حقوقي، مالي و ... آن شناسايي و براي رفع آنها اقدام شود.

يکي ديگر از بايدهاي توسعه نانوتکنولوژي در کشور، «تصميم‌گيري بموقع» مي‌باشد. با توجه به شرايط جهاني که بخشي از آن در اين مقاله مطرح گرديد، زمان حضور جدي جمهوري اسلامني ايران در اين عرصه همين امروز است.

علاوه بر اين به نظر مي‌رسد موارد زير نيز بايد در نظر گرفته شود:

الف: در آموزش

·   ايجاد دوره‌هاي كارشناسي ارشد و دكترا در رشته‌هاي مختلف

·   تعريف دروس نانوتكنولوژي در دورة كارشناسي دانشگاهها

·   گنجاندن مفاهيم علمي نانو در دروس دبيرستان

·   اعزام دانشجو به خارج از كشور

ب: در پژوهش

·   شناسايي حوزه‌هاي مهم و اولويت‌دار در رشته‌هاي مختلف

·   شناسايي حوزه‌هاي مهم بين‌رشته‌اي و حمايت از پژوهشهاي بين‌رشته‌اي

·   تعريف پروژه‌هاي مشترك بين‌المللي در دانشگاهها و مراكز پژوهشي

·   حمايت از پايان‌نامه‌هاي کارشناسي ارشد و دکترا

·   تاسيس آزمايشگاههاي ملي

·   ايجاد دفتر پشتيباني و تجهيز آزمايشگاهها

ج: در صنعت

·   آشنايي صنعت با کاربردهاي نانوتکنولوژي

·   ايجاد واحدهاي تحقيق و توسعة نانوتكنولوژي در صنايع مهم و حياتي كشور

·   حمايتهاي مختلف براي سرمايه‌گذاري صنعت و تجاري‌شدن نتايج پژوهشهاي دانشگاهي

د: فعاليتهاي مربوط به هدايت و هماهنگي

·   نهاد هماهنگ‌کنده فرابخشي

·   ايجاد دفتر مطالعه مستمر در روند نانوتكنولوژي

·   ايجاد شبكه‌هايي از افراد با تخصصهاي مختلف

·   ايجاد هماهنگي ميان نهادهاي آزمايشگاهي، مطالعاتي و

·   وجود دفتر خاص براي تقبل ريسك در بعضي موارد

·   ايجاد مركزي براي دريافت و اجراي طرحهاي پژوهشي-صنعتي ايرانيان خارج از كشور

 نبايدهاي توسعة نانوتكنولوژي در كشور

براي موفقيت در اين عرصه بايد از موارد زير اجتناب نمود:

·   فعاليتهاي پراکنده و ناهماهنگ

·   برنامه‌ريزي مقطعي

·   هدفگذاری صرفا کيفی (نه توام با اهداف کمی)

·   توجه نکردن به منبع اصلی سفارش پژوهش يعنی صنعت و بازار

·   دورنگهداشن متخصصان از اطلاعات علمی جهان

 نتيجه‌گيري

نانوتکنولوژي، عرصة مهمي در علم و فناوري است که در سالهاي اخير توجه کشورها، بنگاهها، مراکز آموزشي و پژوهشي و محققان را به خود جلب نموده است. حضور در اين عرصه براي کشورها اجتناب‌ناپذير بوده و براي کشور ما نيز ضرورت دارد اما در اين عرصه تصميم‌گيري بموقع و صحيح ضرورت داشته و يکي از الزامات اصلي آن تشکيل شبکة نوآوري در محورهاي منتخب مي‌باشد. تدوين و اجراي طرح جامع و آينده‌نگر و نهاد هماهنگ‌کنندة فرابخشي نيز يکي ديگر از شرايط اصلي موفقيت در اين عرصه مي‌باشد