نقشه راه فناوری نانو کمیسیون اروپا

مواد نانو حفره ای

دبیرخانه ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

گروه آینده اندیشی

عنوان گزارش: نقشه راه فناوری نانو اروپا – بخش مواد نانوحفرهای

مترجم: علی عباسی

ویراستار علمی: مرتضی مغربی

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 زیرتهیه 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

ii

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 مواد نانوحفرهای از این سلسله گزارشها میباشد.

گروه مطالعاتی آیندهاندیشی

علی عباسی

 

 

1 -مقدمه

 پیش زمینه- 1-1

P که بخشی از هزینه آن توسط کمیسیون اروپایی تأمین شده است، تعیین نقشه 1 هدف پروژه نقشه راه نانو P)NRM)

راه برای کاربردهای مرتبط با فناوری نانو در سه زمینه میباشد:

مواد

سیستمهای پزشکی و سلامتی انرژی

در این پروژه، یک کنسرسیوم متشکل از هفت کشور اروپایی به اضافه اسرائیل، توان خود را جمع کردهاند تا محدوده زمانی مربوط به توسعه فناوری را در این زمینهها تا سال 2015 تحت پوشش قرار دهند. نتایج این پروژه میتواند توسط هر نهاد اروپایی علاقهمند در زمینه برنامهریزی راهبردی تحقیق و توسعه شامل فناوری نانو، مورد استفاده قرار گیرد. البته یکی از استفادهکنندگان بالقوه این نتایج، خود کمسیون اروپایی است که میتواند از آن در تهیه هفتمین برنامه اصلی اروپا (FP7 )برای تحقیق وتوسعه فناوری بهره گیرد. برای اطلاعات بیشتردر مورد پروژه NRM لطفاً به سایت زیرمراجعه نمایید:

HUwww.nanoroadmap.itUH

 اهداف- 2-1

هدف اولیه NRM تهیه سناریوها و نقشههای راه یکپارچهای است که بتواند به نهادهای اروپایی در جهت بهینه کردن نتایج مثبت فناوری نانو در جامعه کمک نموده، و اطلاعات مورد نیاز را در مورد آینده توسعه این فناوری و زمان به نتیجه رسیدن آن در اختیار آنها قرار دهد. استفادهکنندگان کلیدی این پروژه، عمدتاً صنایع اروپایی شامل SMEها، سازمانهای تحقیقاتی، و همچنین نهادهای عمومی به طور کلی، و کمسیون اروپایی به طور اخص میباشد. این گزارش یکی از سه گزارش نهایی NRM میباشد (همراه با گزارشاتی در زمینه سیستمهای پزشکی و بهداشت و انرژی) که هدف آن، ایجاد یک دید کلی از زمینههای خاص انتخاب شده برای تعیین نقشه راه میباشد.

1-3 -روش کار

1-3-1 -جمعآوری و تولید اطلاعات موجود مرتبط

در اکتبر 2004 گزارشی منتشر شد که مهمترین گزارش اولین مرحله پروژه به حساب میآمد. این گزارش بر جمعآوری و تولید اطلاعات منابع عمومی 31 کشور مبتنی بوده و به عنوان گزارش اصلی افتتاحیه اولین کنفرانش بینالمللی NRM که چهارم تا پنجم نوامبر 2004 در رم برگزار گردید، منتشر شد. کل گزارش را میتوان به صورت رایگان از سایت پروژه دریافت کرد.

این گزارش مروری بر انواع مختلف نانومواد داشته، هر نانوماده را تعریف کرده، مشخصات برجسته آن را بیان نموده، بازار و کاربردهای فعلی و آینده آن را شرح داده، کشورهای پیشرو در هر زمینه را معرفی کرده و در نهایت، فعالیتهای اصلی تحقیق و توسعه را در هر زمینه توضیح میدهد. این گزارش مروری نیز بر زمینه های غیر فنی (جنبه های اجتماعی، قانونی، اخلاقی، بهداشتی و سلامتی، و همچنین جنبه های اقتصادی و نیازمندیهای زیر ساختی) دارد. در این گزارش 12 بخش که شاید از نظر اصطلاحی و تقسیم بندی مواد همسان نیز نمیباشند جای داده شدهاند. لیست زیر مورد توافق گروههایی قرار دارد که در پروژه NRM همکاری داشته اند. (تقسیم بندی مشابهی در این گزارش نیز دیده میشود):

1 -مواد نانو ساختاری

2 -نانو ذرات / نانو کامپوزیتها

3 -نانو کپسولها

4 -مواد نانوحفرهای

5 -نانوالیاف

6 -فولرینها

7 -نانو سیمها

8 -نانو لولههای کربنی تک جداره و چند جداره

9 -درختسانها

10 -الکترونیک مولکولی

11 -نقاط کوانتومی

12 -فیلمهای نازک

 موضوعات انتخاب- 2-3-1

هدف اصلی دیگر این گزارش ایجاد مبنایی برای بحث و انتخاب چهار زمینه از دوازده زمینه فوق برای تعیین نقشه راه میباشد. انتخاب اولیه این چهار عنوان در طول اولین کنفرانس بین المللی در نوامبر 2004 صورت پذیرفت. پس از یک مباحثه دقیق که در آن متخصصین بین المللی فناوری نانو حضور داشتند چهار عنوان انتخاب شدند که به تأیید کمیسیون اروپایی نیزرسیدند. عناوین انتخاب شده عبارت بودند از :

1 -مواد نانوحفرهای

2 -نانو ذرات / نانو کامپوزیتها

3 -درختسانها

4 -فیلمهای نازک و روکشها

1-3-3 -جزئیات نقشه راه

برای تهیه و اجرای نقشه راه از یک روش مشابه روش دلفی (که ازاین به بعد با نام پنل دلفی خوانده خواهد شد)

استفاده شده است.در این روش از دو چرخه استفاد شده است که این دو چرخه برای هر چهار مورد یکسان بوده است.

روش دلفی شامل موارد زیربود :

1 -انتخاب افراد متخصص بین المللی در این زمینه (برای اطلاع بیشتر ضمیمه را ببینید)

2 -ایجاد یک پرسشنامه مطلوب آنلاین برای هرموضوع برای تهیه نقشه راه

3 -پخش پرسشنامه ها و جمع آوری پاسخ متخصصین (اولین چرخه)

4 -تهیه یک سند نقشه راه اولیه مبتنی بر اطلاعات جمع آوری شده از متخصصین و مصاحبه شخصی با برخی از

این متخصصان.

5 -دادن این سند نقشه راه اولیه به متخصصان و گرفتن نظر آنان (چرخه دوم).

6 -تهیه شرح کامل نسخه نهایی نقشه راه.

برای هر یک از چهار زمینه ذکر شده در بالا یک نقشه راه تهیه شده است. این نقشه های راه در هشت همایش ملی

و یک کنفرانس بین المللی که در سه ماهه چهارم سال 2005 برگزار گردید ارائه شدهاند.

1-4 -ساختار این گزارش

این گزارش با تعریف مواد نانوحفرهای آغاز شده (بخش 2-1 )و سپس ویژگی های جالب توجه آنها بیان گردیده است (بخش 2-2 .)در جایی که امکان داشت، کاربردهای بالقوه مربوط به ویژگیهای درختسانها (نسبت به دیگر نانومواد) آورده شده است. بخش 2-3 شامل چهار مرحله آمادهسازی قالب (2-3-1 ،)سنتز (2-3-2 ،)عاملدار کردن (2-3-3 ،)و کاربردها (2-3-4 )میباشد. برای هر یک از این مراحل جزئیات فناوری های مربوطه و موانع اصلی موجود بر سر راه این فناوری ها که به وسیله متخصصین گزارش شده است، بیان گردیدهاند. همچنین تا حد امکان روشهای غلبه بر این موانع نیز آورده شدهاند. در بخش کاربردها فهرستی از معمولترین کاربردهای مواد نانوحفرهای که در کل دنیا در مورد آنها تحقیق شده است، ذکر گردیدهاند. همچنین با استفاده از نمودارها (که مبتنی بر نظریات متخصصین میباشد) سعی شده است تا یک دید کلی از وضعیت تخمینی توسعه این کاربردها در سالهای 2005 ،2010 ،و 2015 ارائه شود. همچنین با استفاده از یک نمودار، ریسک موجود در رشد پیش بینی شده بازار برای هر کاربرد در طی دهه آینده نشان داده است. بخش 2-4 به طور خلاصه مروری بر جنبه های غیر فنی مواد نانوحفرهای دارد. ما بر روی این بخش تمرکز زیادی نداشتیم، چرا که پروژه های دیگری قبلاً این موضوع را تحت بررسی قرار دادهاند. بخش نهایی (2-5 )شامل نتیجه گیری و پیشنهادات میباشد. این بخش مروری بر کاربردهای مربوط به مواد نانوحفرهای داشته (2-5-1 )موقعیت اروپا را در این زمینه ارزیابی نموده (2-5-2 )و پس از نتیجه گیری نهایی، پیشنهاداتی را در این زمینه ارائه کرده است (2-5-3 .)در بخش ضمیمه در انتهای این گزارش لیستی از افراد شرکت کننده در پنل دلفی و همچنین برخی اطلاعات آماری مورد نیاز آورده شده است. در این گزارش بخشهایی از متن هایلایت شده یا به صورت رنگی در آمدهاند تا توجه خواننده را به خود جلب نمایند. بخشهای "هایلایت" شده بخشهایی هستند که طبق نظرW&W برای هفتمین برنامه اصلی تحقیق اروپا مناسب میباشند و باید مد نظر قرار گیرند.