سیستم نگهداری و تعمیرات بهبود

نقشه راه فناوری نانو

کمیسیون اروپا

گزارش سنتز

دبیرخانه ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

گروه آینده اندیشی

عنوان گزارش: نقشه راه فناوری نانو اروپا – بخش سنتز

مترجم: مرتضی مغربی

ویراستار علمی: علی عباسی، سعید امیری

گرافیست: امیر حسینزاده

معرفی گزارش:

یک کنسرسیوم بینالمللی متشکل از هفت کشور اروپایی با همکاری کمسیون اروپا اقدام به تهیه سلسله گزارشهایی با عنوان نقشه راه نانو نمودهاند که به ترسیم نقشه راه کاربردهای مرتبط با فناوری نانو تا سال 2015 اختصاص دارند. این گزارشها در سه حوزه زیر تهیه شدهاند: در گزارش دیگری با عنوان گزارش سنتز، مروری کلی بر سه گزارش مجزای نقشه راه انجام شده تا دیدی جامع از قابلیتهای فناورینانو در سه بخش بسیار مهم مواد، سیستمهای پزشکی و سلامتی، و انرژی ارائه گردیده و ارتباطات و تشریک مساعی بیشتری بین این سه بخش ایجاد شود. بخش مواد خود شامل چهار گزارش زیر است:

1 )درختسانها

2 )روکشها و فیلمهای نازک

3 )نانوذرات و نانوکامپوزیتها

4 )مواد نانوحفرهای

به صورت خلاصه میتوان اطلاعات زیررا از این گزارشها استخراج نمود:

1 .پیشبینی وضعیت مورد انتظار برای آینده توسعه کاربردهای مختلف در سالهای 2010 و 2015

2 .زمینههای اصلی تحقیقاتی و نانومواد مناسب هر صنعت

3 .موانع اصلی موفقیت در هرزمینه کاربردی

4 .پیشبینی قیمتها و حجم تولید جهانی نانومواد

5 .نگرانیهای زیستمحیطی، بهداشتی، و سلامتی هر عرصه

6 .نیازهای آتی بازار در هربخش کاربردی

میتوان اطلاعات موجود در این گزارشها را به دو دسته کلی تقسیم کرد. دسته اول اطلاعاتی هستند که نیاز به بومیسازی نداشته و به علاوه با توجه به کمبود نیروی متخصص در داخل کشور، امکان استخراج آنها به صورت اختصاصی برای کشور وجود ندارد. در این مورد باید از اطلاعات موجود در گزارشها به صورت مستقیم بهره برد. دسته دوم شامل اطلاعاتی هستند که مختص کشور ما نبوده و باید با الهامگیری از روشهای به کار رفته در این پروژه، این اطلاعات را برای کشور استخراج کرد. به طور خلاصه کاربردهای این گزارشها را میتوان در سه مورد زیر بیان کرد:

1 )تعریف برنامه های آینده برای فناوری نانو در ایران

2 )ارزیابی امکانپذیری پروژه ها در داخل کشور

3 )الهام گرفتن از آنها برای اجرای یک پروژه سریع تقشه راه در ایران

با توجه به اهمیت ترسیم یک نقشه راه کلی برای فناوری نانو در کشور و وجود اطلاعات ارزشمند در این گزارشها، گروه مطالعاتی آیندهاندیشی تصمیم به ترجمه این گزارشها و ارائه آنها به صورت مدون نمود. حاصل این تلاش به صورت گزارشهای مجزایی منتشر شدهاند که گزارش پیش رو مربوط به بخش سنتز از این سلسله گزارشها میباشد.

گروه مطالعاتی آیندهاندیشی

علی عباسی

پیشگفتار

در سالهای گذشته، با این اعتقاد که فناوری نانو رهیافتی جدید از تولید صنعتی است که به انقلابی عملی در بخشهای صنعتی و زندگی روزمره انسان در آغازه قرن بیست و یکم خواهد انجامید، شاهد رشد بی سابقه فعالیتهای تحقیق و توسعه در زمینه فناوری نانو بودهایم. آگاهی از چگونگی رشد فناوری نانو در سالهای آتی و کاربردهای مرتبط با آن، در برنامهریزی آینده نقش بسزایی خواهد داشت. تهیه نقشههای راه درباره سیر تحول و کاربردهای آتی فناوری همواره مشکل است و این تا زمانی که فناوری گسترده و در حال رشدی مانند فناوری نانو سر و کار داریم، دشوارتر میشود. هیچ پیشبینی نمیتواند کلیه ابعاد نظریات کلیه متخصصان را انعکاس داده یا شامل همه نتایج محتمل باشد؛ در بهترین حالت این پیشبینی، اجمالی از نظرات اکثریت خواهد بود. ضمانتی وجود ندارد که تخمینها و برآوردها به عینیت برسند، اما با این همه، نقشههای راه میتوانند کمک فراوانی به جهتدهی تلاشها و کارها به سمت اهداف تعیین شده نمایند و به این شکل شانس موفقیت را افزایش دهند. هدف پروژه نقشه راه نانو (NRM )تخمین و برآوردی عملی با افق دراز مدت (10 ساله) در کاربردهای فناوری نانو در زمینههای مواد بهداشت، سیستم های دارویی و انرژی، با هدف تهیه نقشههای راهی است که به بررسی پیشرفتها میپردازد و راجع به تمایلات و پتانسیلهایی بحث میکند که میتواند به تحول فرصتها و ارزیابی مشکلات فناوری نانو در این بخشها به فراخور هر بخش بیانجامد. تعدادبسیار زیادی از خبرگان فناوری نانو در این پروژه، چه از دانشگاه و چه از صنعت، جهت ارایه دیدی کلیتر از موفقیت کنونی و آینده مشارکت نمودند. نتیجه توسط 3 عضو از شرکای پروژه در 12 نقشه راه (4 نقشه راه برای هر یک) گنجانیده شد که هر یک مسوولیت ترسیم نقشه راه هر بخش داده شده را بر عهده داشتند.

مواد- ویلیامز و وندن ویلدنبرگ (W&W)

بهداشت و سیستم های دارویی – (IT VDI/VDE)

انرژی – موسسه فناوری نانو (IoN)

دوازده نقشه راه تا حد امکان توسط سه دست اندرکار به گزارشهای نقشه راهی جزیی معین در سه دسته گروهبندی

شده است که از سایت it.nanoroadmap.www.قابل دریافت میباشد. متن حاضر تحلیل گزارشهای

فوقالذکر، اطلاعات دادهها و شکلهایی است که در ماخذ مذکور ارایه شدهاند.

هماهنگ کننده پروژه Nanokeit/AIRI

ژانویه 2006

مقدمه

پیشزمینه و اهداف

نقشه راه نانو (NRM )پروژهای است که به طور مشترک توسط کمیسیون اروپا (EC )در داخل FP6 بنا نهاده شده است و هدف از آن تولید نقشههای راه فناوری حول کاربردهای فناوری نانو در سه حوزه متفاوت مواد، بهداشت و سیستم های دارویی و انرژی است. یک کنسرسیوم بین المللی متشکل از شرکایی از هشت کشور اروپایی و اسرائیل جهت پوشش چارچوب زمانی سعی دارد تا سال 2015 برای توسعه فناوری در این زمینه با هدف تهیه سناریوهای مشترک که احتمالاً برگزینههایی خوشآتیه در اتحادیه اروپا اثر مثبتی دارد، یاری رساند و دانش لازم را برای توسعه آتی آن و زمانی که فناوریها و کاربردها تا حد بالاتری کاربردی شوند، تامین نماید. به منظور جلوگیری از کلی شدن نقشههای راه در نتیجه گستردگی بخشهای مورد بررسی، تصمیم برآن شد تا تنها بر چهار موضوع محدود (چهار موضوع برای هربخش) که در افق زمانی لحاظ شده دارای بیشترین اهمیت (به خصوص برای اروپا) هستند، تمرکز شده و برای هرکدام یک نقشه راه ترسیم شود. انتظار میرود صنعت اروپا، سازمانهای تحقیقاتی (عمومی و خصوصی)، بخشهای عمومی در کشورهای اروپایی، کمیسیون اروپا و انجمن مالی، کاربران اصلی این نقشههای راه در جهتدهی راهبردها و/یا برنامه های تحقیق و توسعه با در نظر گرفتن فناوری نانو باشند. با این حال توجه ویژهای به SMEها معطوف شده است؛ به نظر میرسد این نقشههای راه برای کارخانجات بزرگ نیز مفید باشند (جهت اطلاعات بیشتر در زمینه اصول پروژه NRM به سایت  .)فرمایید مراجعه www.nanoroadmap.it

روش کار

مشخصه بارز این پروژه رهیافت دو فازی آن است. رهیافت اول متشکل از جمعآوری و تحلیل اطلاعات موجود مرتبط به فناورینانو و کاربردهایش جهت ارزیابی موقعیت به منظور شروع کار از شناسایی تعدادی از کاربردهای فناورینانو است. دومین رهیافت ضرورتاً به تهیه نقشه راه و توزیع اطلاعات اختصاص دارد. فعالیت اخیر نقش بسزایی در اقتصاد پروژه دارد و اهم آن دو کنفرانس بینالمللی NRM ،یکی در رم (ایتالیا) در پایان فاز اول (چهارم تا پنجم نوامبر2004 )و دیگری در کلن (آلمان) در اختتامیه پایان پروژه (هشتم تا دهم نوامبر 2005 )بوده و نیز 8 کنفرانس ملی در هریک از کشورهای شریک در فاصله اواخر اکتبر تا اواخر نوامبر 2005 برگزار شده است. (جزییات رویدادها در سایت نقشه راه نانو it.nanoroadmap.www در دسترس است). پیشنهادات و بازخوردهای بدست آمده از این کنفرانسها در نقشههای راه به کار گرفته شده است. جمعآوری اطلاعات و انتخاب عناوین نقشه راه جهت ارزیابی موقعیت کنونی و روندهای فناوری نانو، شرکای پروژه تصمیم گرفتند تا کلیه اطلاعات موجود را در این زمینه از سراسر جهان (برنامه های ملی، مقالات بیان موقعیت، نقشههای راه موجود، فناوری و پیشبینیهای بازار و غیره) جمعآوری کنند. این جمعآوری شامل 35 کشور (فهرست زیر) بوده، نتایج آن به همراه موضوعات انتخاب شده برای  ترسیم نقشه راه، در سه گزارش بخشی تحلیل شده است (مواد توسط W&W ،سامانه های بهداشتی و دارویی توسط CDI/VDE ،انرژی توسط VTT؛ این گزارشات را میتوان به رایگان از سایت پروژه دریافت نمود). کشورها : استرالیا، اتریش، بلژیک، کانادا، چین، جمهوری چک، دانمارک، استونی، فنلاند، فرانسه، آلمان، یونان، مجارستان، هند، ایرلند، اسراییل، ایتالیا، ژاپن، کره، لیتوانی، لتونی، هلند، نروژ، لهستان، پرتغال، روسیه، سنگاپور، اسلواکی، اسلوونی، اسپانیا، سوئد، سوئیس، تایوان، انگلیس، آمریکا کشورهای تحت پوشش تحقیق NRM گزارشهایی که به بررسی فعالیتهای تحقیق و توسعه می پردازند، اطلاعاتی از بازار و کاربردهای فعلی و آتی ارایه داده و کشورهای پیشرو را در این بخش معین میکنند. در اولین کنفرانس بینالمللی NRM در رم ایتالیا در چهارم الی پنجم نوامبر 2004 ارایه شدند و گزیدهای از مباحث نقشه راه نانو نیز مورد بحث قرار گرفت. گزینههای تشریحی چهار موضوع هر بخش، بر اساس معیار منتخب مورد توافق اعضای شریک در کنسرسیوم (مانند میزان نوآوری، توسعه مورد انتظار فنآوری، اهمیت بخشهای کاربردی محتمل و تأثیر مثبت بر زندگی بشر) و از طریق مباحثاتی که کارشناسان بینالمللی را سهیم میکرد، انتخاب شدند. انتخاب نهایی، نهایتاً به تأیید کمیسیون اروپا رسید. شرح دقیق نقشههای راه یک رهیافت دلفی دوچرخهای جهت به کارگیری نقشه راه مورد استفاده قرار گرفت. روش کار برای تمام زمینهها یکسان بوده و شامل موارد زیر است: • انتخاب خبرگان بینالمللی برتردر زمینه مورد نیاز • تهیه یک پرسشنامه آنلاین مخصوص برای هرموضوع جهت ترسیم نقشه راه • گرداندن پرسشنامه میان متخصصان و خبرگان و جمعآوری پاسخهای آنها (اولین چرخه) • فراهم کردن یک نقشه راه خلاصه اولیه مبتنی بر پاسخهای دریافت شده از متخصصین و احتمالاً مصاحبه های شخصی با بعضی از آنها • گرداندن اسناد به دست آمده با پرسش جهت دریافت بازخورد و فرآوری مجدد (چرخه دوم) • تهیه دقیق نسخه نهایی نقشه راه با لحاظ جنبههای درنظرگرفته شده در چرخه دوم و دریافت باز خورد از کنفرانسهای NRM ساختار پرسشنامههای اختصاصی همزمان کمک میکند تا آنها به مقدار بالایی انتخابی باشند، موضوعات درنظرگرفته شده، یک حالت کاملاً متمایز را پوشش دهند، با حجم بالایی از اطلاعات قابل مقایسه باشند، و به قدر کافی جهت بررسی متخصصان مختصر باشند. بر این اساس به موقعیت جدید کنونی ابعادی از نظرات و کاربردها داده شود که بر موانع غیر فنی غلبه شده، روش های احتمالی مرتبط با آنها ارایه شود. کلیه شرکا در تعیین متخصصان که قرار بود قسمتی از پنل دلفی باشند، مشارکت کردند و برخی از آنها کمک شایانی در گرفتن پاسخها از آنها داشتند. در پایان با حدود 350 متخصص تماس حاصل شد و 65 %از آنها (230 نفر) پرسشنامه  دلفی را تکمیل کردند. طیف کشورهای دارای متخصصین بسیار متنوع است (به شکل بنگرید) اما اروپا با مشارکتی معادل 80 ،%سهم اصلی را به خود اختصاص داده است.   با در نظر گرفتن پیشینه تحقیقاتی، متخصصان دانشگاهی بیش از 60 %متخصصان را تشکیل دادند، اما صنعت و سازمانهای تحقیقاتی خصوصی نیزبا ارایه تقریباً30 %از صاحبنظران آمار مناسبی را ارایه نمودند.

متخصصان با توجه به نوع سازمان

نقشههای راه اولین بار در دومین کنفرانس بینالمللی NRM و در کنفرانسهای ملی هشتگانه که اواخر اکتبر و اواخر نوامبر 2005 برگزار شد، ارایه ومعرفی شدند. ساختار گزارشها هدف این گزارش ارایه مروری کلی بر سه گزارش نقشه راه مجزا برای ارایه دیدی جامع (در برابر تحلیلی) از قابلیتهای فناورینانو در سه بخش بسیار مهم فوقالذکر و تحریک ارتباطات و تشریک مساعی میان این سه بخش میباشد. پیش از آن که وارد جزییات توسعه کاربردها در 10 سال آتی و روند پیشرفت شویم، خصوصیات، مزایا، کاربردهای فعلی و آتی ارایه و تحلیل میشوند. پیشبینیهای دهه آتی بر حسب کاربردهای احتمالی، با ارایه تصویری کیفی از مراحل ارتقای آنها داده میشود. چالشها، موانع و گلوگاهها، اعم از فنی و اقتصادی نیزمورد بحث قرار میگیرند. جنبههای غیرفنی (موقعیت رقابتی اروپا، موارد HSE ،دسترسی به زیر ساختها، نظرسنجی در نیاز به مراکز چندمنظوره 1 بیشتر) و نتایج آنها در پایان هر یک از سه بخش توضیح داده میشود. از طریق هر نقشه راه و به خصوص از این گزارش تعاریف زیر جهت نشان دادن مراحل مختلف پیشرفت کاربردهای لحاظ شده به کار گرفته شدهاند. فاز تحقیق و توسعه بنیادی: (مقدماتی یا اولیه): کاربردها در این فاز قابل توجه یک یا چند محقق در جهان بوده است.

 1 -سلامت، ایمنی، محیط

تحقیقات بنیادی زیادی جهت روشن شدن کاربرد نیاز دارند. هدف تحقیق و توسعه ابتدایی تایید فرضیه اصلی است.

بسیاری کاربردها هماکنون در این فاز هستند.

فاز تحقیق و توسعه کاربردی: پس از آنکه فرضیه تایید شده تحقیقات، نوعاً (و نه لزوماً) از آزمایشگاههای تحقیقات بنیادی وارد آزمایشات تجاریتر و شرکتها شود، این فاز آغاز میشود. تحقیق و توسعه کاربردی به اثبات یک مفهوم میانجامد و به یک مدل موفق تبدیل میگردد. در این حالت مسایل تولیدی ممکن است همچنان حل نشده باقی مانده باشند و یک پیش نمونه/مدل مورد تایید قرار گیرد. فاز تحقیق و توسعه تولیدی (کاربردهای اولیه): پس از مدلهای نمایشی و پیشنمونه اولیه، که به شکل اجتنابناپذیری گرانقیمت هستند، تولید محدودی را میتوان آغاز کرد. اگر این امر با موفقیت اتفاق بیافتد شرکتها به دنبال افزایش تولید و به دست آوردن سهم بازار خود خواهند بود. عموماً در برخی نقاط تقاضا به حد کافی جهت استهلاک سرمایه گذاشته شده برای آغاز تولید رشد میکند. پایان این فاز زمانی است که مطالعات اقتصادی بودن اثبات شده و تولید آغاز میشود. ): فاز توسعه پایانی زمانی است که محصول به حجم قابل 2 سطح تولید و تحقیقات رو به رشد (کاربردهای پرمصرف توجهی از تولید میرسد و تحقیقات بر توسعه اقتصادی محصول معطوف میشود.