نانو فناوری؛ راهبردی بی بديل به سوی توسعه

در كوچكترين سلول انساني همه اطلاعات مربوط به يك موجود زنده از قبيل رنگ مو، رشد استخوان و عصب ها وجود دارد. همه اين اطلاعات در قسمت بسيار كوچكي از سلول به نام DNA كه شامل حدوداً پنجاه اتم مي باشد ذخيره مي گردد (نه تنها سطح يا به عبارتي تعداد اتم ها بلكه نحوه قرار گرفتن اين زنجيره ها در ذخيره سازي اطلاعات زيستي اهميت دارد).
فناوري‌نانو واژه‌اي است كلي كه به تمام فناوري‌هاي پيشرفته در عرصه كار با مقياس نانو اطلاق مي‌شود. معمولاً منظور از مقياس نانوابعادي در حدود 1nm تا 100nm مي‌باشد. (1 نانومتر يک ميليارديم متر است)
اولين جرقه فناوري نانو در سال 1959 زده شد(البته در آن زمان هنوز به اين نام شناخته نشده بود). در اين سال ريچارد فاينمن طي يك سخنراني با عنوان “فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد” ايده فناوري نانو را مطرح ساخت. وي اين نظريه را ارائه داد كه در آينده‌اي نزديك مي‌توانيم مولكول‌ها و اتم‌ها را به صورت مسقيم دستكاري كنيم.
واژه فناوري نانو اولين بار توسط نوريوتاينگوچي استاد دانشگاه علوم توكيو در سال 1974 بر زبانها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت مواد(وسايل) دقيقي كه تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر مي‌باشد، به كار برد. در سال 1986 اين واژه توسط كي اريك دركسلر در کتابي تحت عنوان :”موتور آفرينش: آغاز دوران فناوري‌نانو” بازآفريني و تعريف مجدد شد. وي اين واژه را به شكل عميق‌تري در رساله دكتراي خود مورد بررسي قرار داده و بعدها آنرا در کتابي تحت عنوان “نانوسيستم‌ها، ماشين‌هاي مولكولي چگونگي ساخت و محاسبات آنها” توسعه داد.
تفاوت اصلي فناوري نانو با فناوري‌هاي ديگر در مقياس مواد و ساختارهايي است كه در اين فناوري مورد استفاده قرار مي‌گيرند. البته تنها كوچك بودن اندازه مد نظر نيست؛ بلكه زماني كه اندازه مواد دراين مقياس قرار مي‌گيرد، خصوصيات ذاتي آنها از جمله رنگ، استحكام، مقاومت خوردگي و … تغيير مي‌يابد.
جايگاه نانو فناوري در جهان امروز: چه کسي در اين رقابت پيروز خواهد شد؟
شواهد زيادي نشان مي دهند که اکثر جوامع به کسب فناوري نانو نياز مندند و فوايد و تاثيرات مثبت اين فناوري بر همگان آشکار است، چراکه:
اول:
علم نانو با سرعت غيرقابل تصوري در زمينه هاي مختلفي که بشر نيازمند آنهاست در حال پِيشرفت است. هر چند در ابتدا هدف اين علم ساختن نانو کامپيوتر ها و نانو ماشين هايي بود که بتوانند مانند رباط در سطح اتمهاي موجودات به فعاليت بپردازند ولي به سرعت بر علوم مواد، الکترونيک و حتي پزشکي سايه گسترانيد.
دوم:
ارزيابي پيشرفت نانو توسط دانشمندان کمترين شک را در مورد اينکه اين علم به زودي انقلابي پديد خواهد آورد، براي همگان  باقي گذاشته است. دکتر Richard Smally برنده جايزه نوبل شيمي معتقد است که تاثير علم نانو بر سلامتي و استاندارد هاي زندگي آدمي هم سنگ ترکيبي از تاثير ميکرو الکتريک، تصوير برداري پزشکي، مهندسي کامپيوتر و پليمر هاي ساخته دست انسان در قرن اخير خواهد بود.
سوم:
تحقيقات در زمينه نانو تا کنون موفقيت آميز بوده به گونه اي که در سالهاي اخير نانو فرآورده هاي زيادي از قبيل nanopipe، nanomix و nanotubeها وارد عرصه بازار شده اند. تخمين زده مي شود که محصولات اين فناوري در سال 2014، 1600 ميليارد دلار از بازار جهاني را به خود اختصاص دهد و بيش از 10 ميليون شغل جديد در حيطه ي توليد مرتبط با نانو به جهان عرضه خواهد شد.
چهارم:
انتشارات در زمينه ي اين فناوري حدود 6 برابر شده و تعداد اختراعات ثبت شده در اين زمينه به طور روز افزون در حال افزايش است.
پنجم:
سرمايه گذاري در زمينه نانو از 500ميليون دلار در سال 1999 به 4 ميليارد دلار در سال 2004 رسيده است.

انتشارات و تحقيق و توسعه:
انتشارات علمي مهمترين شاخص ارزيابي ابزده فعاليت هاي علمي به شمار مي رود، بر اساس اطلاعات به دست آمده از (SCI (science citation index پژوهشگران امريکايي بيشترين سهم را در انتشار مقالات مرتبط با نانو دارند و در فاصله سالهاي 1999-2004 بيش از 18000 مقاله توسط آنها در اين زمينه انتشار يافته و پس از آن ژاپن با 8000 مقاله و چين و آلمان با حدود 7000 مقاله قرار دارند، کشور هاي انگليس و پس از آن فرانسه، ايتاليا، کره جنوبي، کانادا و اسپانيا در رده هاي بعدي هستند.
در زمينه تحقيق و توسعه (R&D) اين تقسيم بندي کمي متفاوت است به طوريکه، آمريکا، اروپاي غربي، ژاپن و کره جنوبي کشورهايي هستند که تا سال 2002 بيشترين سهم را در تحقيق و توسعه فناوري نانو در ميان کشور هاي جهان به خود اختصاص داده اند.
رشد جهاني در تحقيق و توسعه فناوري نانو
سال2002
سال1997
کشور/منطقه
604
432
ايالات متحده
400-350
126
اروپاي غربي
750
120
ژاپن
100
0
کره جنوبي
70
0
تايوان
40
0
استراليا
40
0
چين
270
0
ساير کشورها
اعداد به ميليون دلار است.

ثبت اختراع:
اختراعات ثبت شده توانمندي جوامع را در تبديل نتايج علمي به توسعه اقتصادي و فناوري نشان مي دهند. مرکز ثبت اختراع اروپا (the European Patent Office) مناطقي از جهان که در زمينه نانوتکنولوژي بيشترين اختراعات موثر بر اقتصاد جهاني را به ثبت رسانده اند مشخص کرده . بر اساس اين اطلاعات ثبت اختراع در زمينه ي نانو در سال 1999 با يک اوج روبرو بوده و پس از آن رشدش به صفر رسيده و مجددا در سال 2002 اوج گرفته است.
در اين زمينه نيز آمريکا بيشترين و قوي ترين سهم را به خود اختصاص داده به گونه اي که بيش از نيمي از اختراعات ثبت شده و اوج گيري ثبت اختراع مربوط به سالهاي 1999 و 2002 را به اختراعات ثبت شده توسط پژوهشگران امريکايي نسبت مي دهند و پس از آن ژاپن، آلمان، انگليس و فرانسه قرار دارند.

سرمايه گذاري:
ستاد فناوري نانو آمريکا ( National Nanotechnology Initiative in the US) در سال 1999 اولين گام را در آغاز رقابت جهاني در زمينه حمايت از پژوهش هاي نانو برداشت هر چند کشور هاي اروپايي در دهه 1980 حمايت از پژوهش در زمينه ي نانومواد را آغاز کرده بودند.
باز هم آمريکا با اختصاص 910 ميليون دلار بودجه دولت در سال 2004 در زمينه حمايت مالي در اين زمينه پيشتاز است و پس از آن ژاپن و اروپا ببِشترين سرمايه گذاري را در اين زمينه کرده اند.

جايگاه ايران در اين رقابت جهاني کجاست؟
پژوهش در زمينه نانو در کشور ما نيز طي سالهاي اخير سير رو به پيشرفتي داشته، فناوري نانو به عنوان يكي از اولويت‌هاي فناوري كشور در برنامه چهارم توسعه مورد توجه قرار گرفته است. يکي از سياست هاي  شوراي عالي انقلاب فرهنگي در راه رسيدن به اين مهم تامين منابع لازم براي سرمايه‌گذاري و كسب يك تا دو درصد سهم بازارجهاني فناوري‌هاي نانو  مي باشد.
تعداد مقالات منتشر شده از سوي ايرانيان در زمينه نانو در سال 2006 به 250 عدد رسيده است که ايران را در ميان کشورهاي اسلامي در مقام نخست قرار مي دهد. ستاد ويژه توسعه فناوري نانو جهت دهي و هدايت اين فناوري در کشور راعهده دار شده و برنامه 10 ساله توسعه فناوري نانو (2005-2014) توسط دبيرخانه اين ستاد برنامه ريزي شده است.
بر طبق سياست‌ها و راهبردهاي ارتقاء و توسعه فناوري نانو در جمهوري اسلامي ايران، به دبيرخانه ستاد ويژه توسعه فناوري نانو اجازه داده مي‌شود از طريق تشكيل صندوق حمايت از سرمايه‌گذاري فناوري نانو، امكان سرمايه‌گذاري‌هاي مشترك با دستگاه‌هاي اجرايي ذيربط در حوزه‌هاي اولويت دار را فراهم نمايد و دستگاههاي اجرايي ذيربط مي‌توانند منابع مالي خود را از طريق اين صندوق در زمينه فناوري نانو سرمايه گذاري نمايند و دستگاه‌هاي اجرايي ذيربط موظفند با آينده‌نگري و كسب آمادگي، استانداردها و تأييديه‌هاي لازم را جهت ورود محصولات فناوري نانو ساخت داخل به بازار با سرعت مطلوب تدوين و جهت تصويب به ستاد ويژه توسعه فناوري نانو ارائه نمايند.
سايت ايراني http://www.nano.ir/ جديدترين دستاوردها و رويدادهاي نانو در ايران را در اختيار خوانندگان قرار مي دهد و ادعا مي شود که اين سايت در رده ي پر بيننده ترين سايتهايي است که در اين زمينه فعاليت مي کنند.

ملاحظات اخلاقي:
اما به موازات پيشرفت اين علم دغدغه هاي زيادي در زمينه ملاحظات اخلاقي مرتبط با نانو به وجود آمده که جزء جدايي ناپذير هر نوع علمي ايست که به گونه اي پا در عرصه زيست پزشکي مي گذارد و البته آنچه در ابتدا بيش از همه نگراني ايجاد کرده بود اين موضوع بود که به نظر مي رسيد نانو با سرعتي که پيشرفت مي کند ملاحظات اخلاقي را پشت سر خواهد گذاشت.
اولين بيانيه ها در زمينه ي ملاحظات اخلاقي نانو ملکولار در موسسه Foresight توسط كي اريك دركسلر ايجاد شد و پس از آن در سالهاي 2001-2002 اولين کنفرانس ها در رابطه با ملاحظات اخلاقي، حقوقي و کاربرد هاي اجتماعي نانو بر گزار شد. در ادامه سعي مي کنيم به مهمترين دغدغه هايي که به موازات پيشرفت اين فناوري بشر را تهديد مي کنند بپردازيم:
– امنيت حريم خصوصي آدمي
هر چند فناوري نانو مي تواند براي انسانها امنيت و آسايش به بار آورد ولي همواره اين سوال مطرح است که با ظهور ميکروفون ها، دوربين ها و وسايل از اين قبيل در ابعاد تقريبا غير قابل مشاهده، چگونه مي توان از حريم خصوصي انسانها محافظت نمود؟ از طرفي اين فناوري مي تواند به انبار مهمات براي بيو، تکنو و حتي نانو تروريسم تبديل شود.
چه کسي قرار است جهت دهي اين علم را به سوي تهاجمي يا تدافعي بودن تعين کند؟ تا چه حدي شفاف سازي براي پيشگيري از سوء استفاده هاي احتمالي لازم خواهد بود؟
– پيامد هاي محيطي
سوال ديگري که در رابطه با نانو مطرح مي شود اين است که نانومواد و نانوذرات توليد شده قرار است چه جايگاهي در محيط اطراف ما داشته باشند و تاثيرات مفيد، مضر و ناخواسته آنها بر محيط چه خواهد بود؟
اين موضوع يکي از مهمترين دغدغه هايي است که در زمينه ي ملاحظات اخلاقي مرتبط با نانو وجود دارد. و افرادي که در توليد، جابجايي، استفاده و از بين بردن اين مواد دخيل هستند، بيشتر در معرض خطر خواهند بود. از جمله موارد ديگري که در اين زمينه قابل تامل است، اثرات نانو ذرات بر روي سلامتي انسانها از جمله بيماريهاي قلبي و ريوي ناشي از نانوذرات قابل استنشاق و تجمع نانو ذرات غير قابل بازيافت در کبد و مغز و ورود آنها به زنجيره غذايي انسانهاست.
– سناريوي Grey-goo
اين سناريو بيان مي کند دستگاههايي که با اين فناوري ساخته مي شوند مي توانند به گونه اي برنامه ريزي شوند که به صورت غير قابل کنترل تعداد بي نهايت از خود تکثير کنند بدين ترتيب نانو ربات ها که به اين شيوه تکثير مي شوند همه چيز را در جهان مي بلعند و اکوسيستم را با تغيير هر آنجه براي آنها نامطبوع است تخريب خواهند کرد.
– Nano-divide
پر واضح است که سهم کشور ها و جوامع مختلف در زمينه تحقيق و پژوهش و دستيابي به اين فناوري و کاربردهاي آن بر حسب نياز هاي اساسي هر جامعه متفاوت خواهد بود. براي مثال مهمترين نياز هاي ساختاري جوامع در حال توسعه را مسائل و مراقبت هاي بهداشتي تشکيل مي دهد، هر چند نانو مي تواند کشور هاي در حال توسعه را در رسيدن به ساختارها و زير ساختارهاي مناسب ياري رساند ولي عدم سرمايه گذاري اين کشورها در زمينه هاي ديگر علم منجر خواهد شد که در آينده هزينه هاي گزافي را براي تامين اين محصولات متحمل شوند و اين موضوع منجر به ايجاد شکافي ميان جوامع خواهد شد که از آن با عنوان Nano-Divide ياد مي کنند. و اين موضوع تصميم گيري صحيح و سياست گذاريهاي ويژه اي را از طرف دولت هاي در حال توسعه مي طلبد.
*دانشجوي پزشکي، عضو کميته پژوهشهاي دانشجويان دانشگاه علوم پزشکي اصفهان
**دانشجوي کارشناسي ارشد متالورژي، دانشگاه صنعتي امير کبير

منابع:
1. سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو

2. Piner Richard D, Zhu Jin, Xu Feng, Hong Seunghun, Mirkin Chad A. Dip-Pen Nanolithography. Science. January 1999; 283.
3. Wong WH, Yuen CWM, Leung MYS, Ku SKA, Lam HLI. Selected Applications of nanotechnology in textiles. AUTEX Research Journal. March 2006;(6)1.
4. Hullmann Angela. Who is winning the global nanorace? Nature nanotechnology. November 2006;(1).
5. Anisa Mnyusiwalla, Abdallah S Daar  and Peter A Singer. ‘Mind the gap’: science and ethics in nanotechnology. Nanotechnology 14 (2003) R9–R13.
6. M Aala, B Larijani , F Zahedi1. Bioethical Issues of Nanotechnology at a Glance. Iranian J Publ Health. A supplementary issue on Bioethics, Vol 37, No1, January 2008, pp.12-17
7. Quest?es éticas e cient?ficas sobre locais de trabalho com nanotecnologia. Ethical and scientific issues of nanotechnology in the workplace. Ciênc. saْde coletiva vol.12 no.5 Rio de Janeiro Sept./Oct. 2007
8. Joachim Schummer. Cultural diversity in nanotechnology ethics. INTERDISCIPLINARY SCIENCE REVIEWS, 2006, VOL. 31, NO. 3; 217-230.
9. Ronald N. Kostoff, Jesse A. Stump, Dustin Johnson, James S. Murday, Clifford G.Y. Lauand William M. Tolles. The structure and infrastructure of the global nanotechnology literature. Journal of Nanoparticle Research (2006) 8: 301–321.
. http://www.ghaaf.ir/index.php?option=com_content&task=view&id=244&Itemid=27