چهره ماندگاه نانوفناوری کشور:
«فن‌آوری همگرا» تا نیم قرن آینده از تلفیق چهار حوزه فن‌آوری موجود ایجاد می‌شود.
چهره ماندگار نانوفن‌آوری ایران با اشاره به چشم‌انداز آتی فن‌آوری‌های نوین طی چند دهه آینده پیش‌بینی کرد که تا 50 سال آینده، فن‌آوری اطلاعات و فن‌آوری‌های مبتنی بر علم ژنتیک، علوم شناختی و نانو که چهار حوزه اصلی فن‌آوری در عصر حاضر هستند با محوریت نانو فن‌آوری تلفیق شده و «فن‌آوری همگرا» را تشکیل می‌دهند که نقطه اوج تمام فعالیت‌های علمی - فن‌آوری است که از قرن هفدهم به این سو صورت گرفته است.
به گزارش خبرنگار فن‌آوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، دکتر هاشم رفیعی تبار، استاد دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی و پژوهشکده علوم نانو پژوهشگاه دانش‌های بنیادی که درنخستین جشنواره برترین‌های فن‌آوری نانو به عنوان متخصص برتر نانوفن‌آوری کشور معرفی شد، در سخنانی درباره آینده نانوفن‌آوری و چگونگی تاثیر آن بر سایر فن‌آوری‌ها گفت: تاریخ بشریت، تاریخ پر تلاطمی بوده ولی 300 سال اخیر مهمترین دوره تاریخ بشریت محسوب می‌شود که چند انقلاب بزرگ علمی و فنی از جمله ساخت ماشین بخار در قرن نوزدهم و فن‌آوری‌های پیشرفته قرن بیستم را به خود دیده و در حال حاضر در قرن 21 شاهد انقلاب بزرگتری نیز هستیم که نتیجه گسترش علوم و فن‌آوری طی 100 سال گذشته بوده و در چهار حوزه فن‌آوری اطلاعات، فن‌آوری مبتنی بر علم ژنتیک، فن‌آوری متکی بر علم شناختی و فن‌آوری نانو نمود یافته است.
وی در توضیح این حوزه‌ها تصریح کرد: علوم و فن‌آوری اطلاعات، محاسبه کردن و پردازش اطلاعات با سرعت بسیار زیاد را مقدور کرده و امکان دخالت در بافت و ساختار اتمی مواد را در اختیار ما قرار می‌دهد. فن‌آوری متکی بر علم ژنتیک مولکولی نیز فن‌آوری است که در قلب آن پروژه ژنوم انسانی قرار دارد و برای اولین بار در تاریخ بشریت برای ما این امکان را فراهم کرده است که پایه مولکولی بافت ژنتیکی خودمان را بشناسیم و دیگری فن‌آوری متکی بر علم شناختی است که می‌توانیم در آن تکنولوژی مغز را بدانیم و پی ببریم که مغز ما چگونه کار می‌کند و به چه ترتیبی روند شناخت را طی می‌کند و از یک پدیده شناخت پیدا می‌کنیم.
این عضو هیات علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، این چهار حوزه را حوزه‌هایی معرفی کرد که علوم و فن‌آوری را برای50 سال آینده رقم خواهد زد و اظهار داشت: فن‌آوری نانو در محوریت این چهار فن‌آوری قرار دارد و در آینده نگری که ما مشغول آن هستیم تلفیق این حوزه‌ها با یکدیگر در یک فن‌آوری واحد تحت نام فناوری همگرا قرار خواهد گرفت.
دکتر رفیعی تبار در پاسخ به این سوال که چرا فن‌آوری همگرا محقق خواهد شد و نانو نقش محوری خواهد داشت، ذکر تاریخچه‌ای از ساختار اتم و ویژگی‌های آن را لازم دانست و گفت: 100 سال پیش حدودا سال 1907 که ما هنوز درک درستی از ساختار اتم نداشتیم دانشمند معروف انگلیسی جی . جی. تامسون (کاشف ذره الکترون) مدلی از اتم ارایه داد و در آن اتم را مانند توده‌ای از جرم با بار مثبت معرفی کرد که درون آن بارهای منفی (الکترونها) قرار دارند. به علت مشکلات این مدل چندی بعد دانشمندی دیگر برای اولین بار مدل هسته‌یی اتم را ارایه داد که در این مدل، اتم از یک هسته مرکزی تشکیل شده و بار منفی که الکترونها حمل می‌کنند به صورت مداروار دور هسته در حال حرکتند که این مدل نیز به علت مشکلاتی رد شده ودر سال 1913 بور مدل کوانتومی هسته را ارایه کرد.
وی خاطرنشان کرد: نبوغ بور در این بود که نشان داد مدل هسته‌یی اتم کاملا درست است ولی الکترونها نمی‌توانند در هر مداری قرارگرفته و فقط می‌توانند در مدارهای خاصی و دارای ارزش مشخص قرار بگیرند . این مدل کوانتومی اتم هنوز هم مورد استفاده قرار می‌گیرد و دستاوردهای زیادی برای ما داشت و ما توانستیم طیف‌های مواد را با استفاده از این مدل همپوشانی بشناسیم.
دکتر رفیعی تبار افزود: برای اولین بار در تاریخ علم به بررسی این پرداختند که آیا امکان این است که بتوانیم در ساختار اتمی مواد دخالت عمدی کنیم یا نه تا روی طرح پذیرفته شده ساختار هایی را بوجود بیاوریم که مورد علاقه خود ما هستند و خواصی برخوردارند که ما می‌خواهیم . این موضوع در ذهن بسیاری از دانشمندان بود اما برای اولین بار در سال 1959 ریچارد فایمن که حق پدری بر گردن اکثر فیزیکدانان جهان دارد در سخنانی تاکیید کرد که هیچ یک از قوانین فیزیک علیه مساله دخالت در ساختار اتمی مواد ودستکاری تک تک اتمها نیست .
وی تاکید کرد: این دور اندیشی عجیبی بود که در سال 1959 میلادی حدود سال1340 هجری شمسی در یک ضیافت مهمانی و در یک سخنرانی غیر رسمی بیان کرد و این مبنای ایدئولوژیک فن‌آوری نانو شد. با این که وی در این سخنرانی هرگز لغت نانو را به کار نبرد ولی این که شما بتوانید در ساختار اتمی سیستم‌ها دخالت کرده و اتمها را تک تک کنار هم چیده و ساختار دیگری که خواص خاص خودش رادارد بوجود بیاورید برای اولین بار در این سخنرانی مطرح شد.
این عضو هیات علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی گفت: در حال حاضر ما می‌توانیم به کمک فن‌آوری نانو انواع و اقسام ساختارها را تولید کنیم. یکی از ساختارهایی که با استفاده از فن‌آوری نانودر حال حاضر به وجود آمده وبزرگترین دستاورد نانو این است که اتمهای آهن را با استفاده از ابزار نانو (مثل میکروسکوپ‌های بسیار قدرتمند) روی زیر ساخت مس قرار داده‌اند و دایره‌ای را بوجود آورده‌اند که حدود 2 نانومتر قطر دارد و حدود 48 اتم آهن روی زیر پایه مس قرار گرفته که به این ساختار تله کوانتومی و در اصطلاح معمولی اتم مصنوعی می‌گویند زیرا روی صفحه مس تعداد زیادی الکترونهای آزاد داریم که می‌توانند آزادانه حرکت کنند و دقیقا برای همین موضوع است که مس رسانای بسیار خوبی است. این الکترونها وقتی به آن جداره دایره اصابت می‌کنند روی مدارهایی که دایره‌یی شکل هستند منعکس می‌شوند. با این فرض که اگر قطر دایره را کم و زیاد کنیم آن مدارها تغییر می‌کند یعنی الکترون می‌تواند در مدارهایی قرار بگیرد که مورد علاقه و نظر ماست. در ضمن این اتم هسته هم ندارد، یعنی شما الکترونهایی را دارید که روی مدارهای خود قرار دارند بدون اینکه در ارتباط با یک هسته مرکزی باشند. از این ساختار به معنای واقعی کلمه استفاده‌های گسترده‌ای را کرده و می‌کنند. شما می‌توانید با استفاده از این ساختار طیفهایی را ساطع کنید که با اتمهای معمولی نمی‌توانید انجام دهیم. می‌توانید لیزرهایی را تعبیه کنید که با لیزرهای معمولی کاملا فرق می‌کند.
به گزارش ایسنا، وی در باره ویژگی‌های نانو که آن را به عنوان محور ادغام فن‌آوری‌ها و تشکیل فن‌آوری همگرا مطرح می‌کند، اضافه کرد: در دنیای نانو مقیاسهای طولی و زمانی به حدی تقلیل یافته اند که هرگز با این مقیاسها در زندگی معمولیتان روبرو نیستید. مقیاس 1 میلیاردم متر یا مقیاس 10 به توان منفی 15 ثانیه. این‌ها مقیاسهایی نیستند که در زندگی ملموس بوده و حتی قوانین علمی و فیزیک هم در این مقیاسها هنوز کاملا شناخته شده نیستند. همچنین سیستم نسبت به اثرات کوانتومی حساسیت دارد و گسترده اثرات کوانتومی بسیاری از پدیده‌ها را کنترل می‌کند و در حالی که اکثر سیستم‌هایی که ما با آنها در تماسیم نسبت به این اثرات حساسیت ندارند چون مقیاس آنها بسیار بزرگ است، سیستم‌های مقیاس نانو نسبت به این اثرات کاملا حساسند.
دکتر رفیعی‌تبار تصریح کرد: سیستم‌های نانو این قدرت را دارند که بود یا نبود یک تک اتم یا تک مولکول را اطلاع داده که سیستم‌های معمولی از این نوع حساسیت و حسگرایی برخوردار نیستند.
وی با بیان اینکه بسته‌های نانو برای اولین بار در تاریخ بشر این توانمندی را دارند که خودشان را بدون هیچگونه خطا و به طور نامحدود تولید کنند خاطر نشان کرد: این برای بشریت که بتوانند سیستمی را تعبیه کنند تا بطور نامحدود خود را تولید کند و از خطا بری باشد بسیار زیباست.
دکتر رفیعی تبارگفت: توانمندی در ایجاد ساختار با دقت تک اتمی از دیگر ویژگی‌های دنیای نانو است. این ویژگی ها که بیان شد به معنی واقعی کلمه ما را با یک انقلاب بزرگ علمی و فنی روبرو کرده که هر کدام از این ویژگی‌ها تبعات و پیامدهای فنی ، صنعتی وحتی علمی خود را دارد که جوامع بشری دیر باز و از آفریقا، آسیا، اروپا و امریکا با این پیامدها روبرو خواهند شد و در آن شکی نیست انقلابی که نانوتکنولوژی به وجود آورده و به وجود خواهد آورد، تمام شئون زندگی بشری را حتی اخلاقیات ما را مورد تاثیر خواهد داد. در هدف آینده نگری ما همگرایی این چهار حوزه است و خواهیم گفت چرا نانو می‌تواند این ویژگی‌ها را به هم متصل کند.
وی افزود: برای اولین بار از طریق پروژه ژنوم انسانی که در سال 2003 در ایالات متحده به پایان رسید و با استفاده گسترده از ابزار مقیاس نانو انجام گرفت ما می‌توانیم قدم به قدم به مولکولی ژن انسانی و ژنهای انسانی را درک کنیم. این ویژگی که ما می‌توانیم یک نرم افزار را روی یک سخت افزار نرم و زیستی بنویسیم که طبیعت این کار را کرده بکنیم و در آینده تکرار شو،د یک انقلاب بزرگ را در ژنتیک مولکولی برای ما به دنبال داشته است.
این عضو هیات علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی در باره ویژگی‌های مهم این چهار حوزه گفت: ما از تکنولوژی اطلاعات و علم اطلاعات شناخت یافتیم که پایه فیزیکی اطلاعات در چیست و چگونه اطلاعات جمع آوری، انباشت و پردازش می‌شوند. این بزرگترین خدمتی بود که علوم اطلاعات و فن‌آوری اطلاعات به ما کرده است و به معنای واقعی کلمه الان می‌توانیم اقرار کنیم که مبنای شیمیایی و فیزیکی حیات را می‌شناسیم و هرچه این پروژه بیشتر باز شود و اطلاعات آن در معرض همگان قرار می‌گیرد این مبنا را بیشتر می‌شناسیم به آن هم احتیاج داریم.
وی افزود: از علوم شناختی که علمی بسیار جدید است و در کشور ما هم باب شده، درباره تکنولوژی و فیزیک فعالیت مغز شناخت پیدا می‌کنیم و برای اولین بار درمی‌یابیم که وقتی شما یک نفر را می‌بینید و در شما آشنا می‌آید و می‌شناسید چه پروسه هایی در مغز شما اتفاق می‌افتد و آیا ما می‌توانیم این روش شناخت را خودمان در سیستم‌های خودمان القا کنیم.
این چهار فن‌آوری اگر در هم ادغام شوند فن‌آوری همگرا بوجود می‌آید؛ فن‌آوری‌ای که کاش همه ما زنده بودیم و آن روز را می‌دیدم. در آن زمان دستگاه‌ها، ادوات و قطعاتی ساخته خواهد شد که تمام خصوصیات دستگاه‌های زیستی مثل من و شما، هوشمندی ما و رفتار ما را یک جا در بر خواهند داشت ولی کمبودهای ما را نخواهند داشت این دستگاه‌ها دستگاه‌هایی نیستند که در کتابهای تخیلی بخواهید آنها را رقم بزنید دستگاه‌هایی هستند که در آینده‌ای بسیار نزدیک به وجود خواهند آمد.
چهره ماندگار نانوفن‌آوری ایران تصریح کرد: مصادیق از این دستگاه‌ها جلو جلو به وجود آمده اند و ما می‌توانیم آنها را ببینیم. در هر صورت نقش سوی نانو در این تکنولوژی همگرا بسیار چشمگیر است؛ چرا که در مقیاس نانو است که ماده فیزیکی و ماده حیات دار شکل می‌گیرند و قوانین حاکم بر آنها در این مقیاس است که به وجود می‌آید و باعث توسعه این ساختار است.
پایه ژنتیک مولکولی، فن‌آوری اطلاعات و سیستم‌های علوم شناختی، ساختمان مولکولی و اتمی هستند که ابزار و مواد روزمره نانوفن‌آوری را تشکیل می‌دهند. نانوتکنولوژی مانند لولایی است که تمام این حوزه حول این محور چرخش خواهند کرد.
به گزارش ایسنا، دکتر رفیعی‌تبار در ادامه به تبیین برخی مصادیق همگرایی فن‌آوری‌های موجود پرداخت و اظهار داشت:
هدف ما این است که تا 50 سال آینده تک اتمها را با ژنوم انسانی در ساختاری که به دست انسان ساخته شده متحد کنیم و ساختار هایی را بوجود بیاوریم که همانند ما فکر کنند، همانند ما حس کنند، همانند ما هوشمند باشند ولی از نقص‌ها و کمبودهای ما عاری و بری باشند. اگر این خواسته تحقق شود تمام علوم و فن‌آوری‌های 300 سال گذشته که با دانشمندان بسیار زیادی رقم خورده است جامه عمل پوشانده و در وضعیت فن‌آوری همگرا نقطه اوج تمام فعالیت‌هایی است که از قرن 17 به این طرف در عرض 300 سال گذشته صورت گرفته است.
وی افزود: در بیان آخر سیستم‌های همگرا سیستم‌هایی هوشمند هستند که می‌توانند خطاهای خود را ترمیم کنند، خودشان را با محیط ناآشنا سازگار کنند، خود را تا حدی توسعه دهند که دستگاه‌های بسیار پیچیده را بوجود آورند و توانمندی دارند که خودشان را با محیط هماهنگ کنند در ضمن ارتباطات بسیار گسترده‌ای را با محیط خود بوجود آورند. اگر سیستمی را طراحی کنید که این خواص را داشته باشد به معنای واقعی کلمه یک سیستم تکنولوژی همگرا را بوجود آورید.
برخی از این مصادیق حوزه همگرا بوجود آمده‌اند مثلا حوزه الکترونیک مولکولی که خوشبختانه در داخل کشور هم عده‌ای از نظر محاسباتی و ... دارند روی آن کار می‌کنند و مقالات ما هم در مجلات فنی خوب چاپ شده است. حوزه الکترونیک مولکولی در وضعیت ترکیبی است از زیست شناسی مولکولی، فن‌آوری نانو و فن‌آوری اطلاعات. ما از مولکول DNA به عنوان یک سیستم مولکولی برای پردازش و انباشت اطلاعات استفاده می‌کنیم و آنچه که در اصطلاح معمولی به آن تراشه بیولوژیک می‌گویند، یکی از ملموس ترین وقایعی است که در تکنولوژی همگرا اتفاق می‌افتد و به زودی طی 10 سال آینده محصولات خود را در مقیاس آزمایشگاهی و حتی شاید در مقیاسهای بزرگتر به بازار ارایه دهد.
دکتر رفیعی‌تبار اضافه کرد: حوزه بیوانفورماتیک حوزه بسیار جدیدی است از زیست شناسی مولکولی و فن‌آوری اطلاعات تشکیل می‌شود. این دو حوزه از همپوشانی چند فن‌آوری نوین به وجود آمده‌اند و شکی نیست که با گذر زمان با پژوهش‌های صورت گرفته همپوشانی‌های بیشتری انجام خواهد شد. آن چه ما علاقه مند آن هستیم استفاده از نانوتکنولوژی برای متحد کردن هر چهار حوزه در یک ساختار واحد است که این ساختارها می‌توانند برای بشریت یک آینده بسیار زیبا و درخشانی را به وجود بیاورند. هدف ما از درگیری در این نوع فعالیت‌ها بهره ورزی بشریت، زدودن فقر و مشکلات اقتصادی برای کشورها و آوردن امکانات خوب زندگی برای بشریت است.
منبع : http://parhoon1404.parsiblog.com/Posts/7/سخنرانی+دکتر+هاشم+رفیعی+تبار+درباره+آینده+علم/
