«فرهیختگان» معرفی می‌کند
ندا اظهری- پریا ناصری، گروه دانشگاه: ایران جایگاه پنجم را در عرصه تولید مقالات نانویی در دنیا به خود اختصاص داده؛ اما در زمینه تولید محصول و ثبت پتنت رتبه پایین‌تری را در اختیار دارد، اما این عامل باعث نشده محققان داخلی به تولید محصول در کلاس جهانی نپردازند. محصولات نانویی و نوآوری که در داخل کشور و باتکیه‌بر بنیه قوی استعدادهای داخلی تولید می‌شوند، تا امروز توانسته‌اند نام ایران را در عرصه‌های علمی، فناوری و نوآوری دنیا مطرح کنند و به این واسطه، مردم دنیا حساب دیگری روی ایرانیان باز کنند. به‌تازگی نیز 8 محصول جدید نانویی در کشور تولید شده‌اند که هر کدام از آن‌ها توانسته‌اند نیازی از کشور را برآورده کنند. شاید برخی از آن‌ها مشابه خارجی داشته باشند، اما محققان داخلی توانسته‌اند با اعمال نوآوری تازه‌ای در آن، نام خود را برای تولید محصولی متفاوت به ثبت برسانند.
کاهش تب با پدهای خنک‌کننده نانویی
گروهی از دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر در قالب یک طرح محصول محور موفق به تولید یک پد خنک‌کننده شده‌اند که بدون نیاز به‌قرار گرفتن در یخچال یا فریزر باعث ایجاد سرما می‌شود. زینب قربانی، کارشناس ارشد نانوتکنولوژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر در گفت‌وگو با «فرهیختگان» گفت: «عملکرد این پد خنک‌کننده به این صورت است که گرما را از محیط گرفته و سرما را به بدن منتقل می‌کند. این پد بیشتر روی سطح پوست قرار می‌گیرد و برای تسکین سردردهای میگرنی، تب‌های ناشی از سرماخوردگی، گرمازدگی و یا در مواردی که موجب بالارفتن دمای بدن می‌شود؛ مانند بیمارانی که در معرض پرتودرمانی قرار می‌گیرند یا دچار حالت گرگرفتگی می‌شوند، کاربرد دارد.»
قربانی درباره نمونه مشابه این محصول در جهان توضیح داد: «این محصول از نظر خاصیت خنک‌کنندگی نمونه خارجی دارد؛ اما نمونه‌ای با ویژگی‌های این محصول در جهان وجود ندارد؛ ضمن اینکه این محصول نمونه‌های خارجی زیادی مانند کولینگ پدها (پدهای خنک‌کننده)، پدهای نیکوتین و ضد باروری دارد. اما تفاوتی که این پد خنک‌کننده با پدهای موجود در دنیا دارد، استفاده از شاخه‌های دندریمری استفاده نشده و درواقع، همین امر باعث تمایز این محصول نسبت به محصولات مشابه جهانی شده است و همین ویژگی آن را به نخستین پد خنک‌کننده در دنیا دارای شاخه‌های دندریمری تبدیل کرده است.»
آلزایمر هم درمان شد
محققان شرکت «فناوران نوین درمان ژناوا» با روش جدیدی موفق به کشف درمان جدید آلزایمر و به‌طورکلی، بیماری‌های عصبی شده‌اند. به گفته نرگس نصراللهی، دکترای ژنتیک مولکولی و مدیر ارشد فناوری این شرکت، کار ما در شرکت در حوزه درمان‌های مبتنی بر فراصوت متمرکز است و با استفاده از سامانه‌ای به نام «نانوحباب» دارو را در آن بارگذاری می‌کنیم و ازآنجایی‌که این سامانه به امواج فراصوت متمرکز پاسخ می‌دهد، دارورسانی را به‌صورت هدفمند انجام می‌دهیم. حوزه تخصصی این شرکت، کار روی بیماری‌های مرتبط با زوال عصبی است که روی بیماری‌های پارکینسون و به‌صورت خاص آلزایمر کار کردیم.»
او همچنین درباره عملکرد این فناوری توضیح داد: «این فناوری شامل دو بخش فراصوت متمرکز و نانو میکروحباب‌هاست. فراصوت متمرکز امواجی است که در سونوگرافی‌ها کاربرد دارد؛ اما در طول‌موج متفاوتی به‌عنوان درمان استفاده می‌شود. فراصوت متشکل از یک سری امواجی است که تغییرات فشاری ایجاد می‌کند. در هسته نانوحباب، یک هسته گازی شکل وجود دارد که به تغییرات فشار پاسخ داده و دچار انبساط و انقباض می‌شود.»
جایگزینی برای باتری‌های لیتیومی
محققان داخلی موفق به تولید الکترودهای جامد پلیمری شده‌اند که می‌تواند جایگزین باتری‌های لیتیومی فعلی شود. نرگس نوبخت، عضو هیئت‌علمی پژوهشگاه دانش‌های بنیادی و عضو تیم «بت ماف»، به «فرهیختگان» گفت: «ما در قالب این گروه در حوزه الکترودهای جامد پلیمری فعالیت می‌کنیم. الکترودهای جامد پلیمری جایگزین مناسبی برای الکترولیت‌های مایع‌اند که در حال حاضر در باتری‌های لیتیوم یون کاربرد دارند. یکی از دغدغه‌های اصلی در زمینه ذخیره‌سازی انرژی و ماشین‌های برقی این است که ما از باتری‌های لیتیومی برای راه‌اندازی خودروهای برقی استفاده می‌کنیم.»
این عضو هیئت‌علمی پژوهشگاه دانش‌های بنیادی درباره مقایسه تأثیر الکترودهای جامد با الکترودهای مایع در افزایش راندمان انرژی باتری‌ها اظهار کرد: «الکترودهای جامد کاهش زمان شارژ را به کمتر از ۱۵ دقیقه می‌رساند و همچنین در کمترین حالت ممکن ظرفیت باتری را تقریباً ۲ برابر یا بیشتر افزایش می‌دهد. برای ساخت باتری‌ها از الکترودهای جامد مختلفی استفاده شده است، اما به‌صورت کلی با توجه به تمام اجزایی که در سل و عملکرد باتری وجود دارد، استفاده از الکترودهای جامد پلیمری می‌تواند قیمت باتری را کاهش دهد. ضمناً طبق تخمین‌هایی که زده شده، الکترودهای پلیمری که در ساخت باتری به‌کاررفته، کاهش قیمت را برای باتری‌ها به وجود آورده است. میزان کاهش قیمتی که این الکترودها ایجاد کرده‌اند بستگی به نوع باتری‌ها دارد، اما به‌صورت تقریبی و در مقایسه با الکترودهای مایع، قیمت باتری‌ها را بین ۳۰ تا ۴۰ درصد کاهش داده است.»
ابر باتری‌هایی با ۳ برابر عمر بیشتر
محققان یک استارتاپ داخلی موفق به تولید نوعی ابر باتری شده‌اند که طول عمر بالایی دارد. آرش قاضی تبار، عضو هیئت‌علمی پژوهشگاه رنگ و عضو استارتاپ گام انرژی به «فرهیختگان» گفت: «تیم ما روی محصول ابر باتری اسید-سرب فعالیت می‌کند و طی یک سری فرایندها نسل، ظرفیت و طول عمر این باتری را با کمک سبک‌ترین ماده دنیا یعنی «ائروژل گرافن» افزایش دادیم. مزیت این محصول این است که یک شرکت خصوصی باتری‌سازی در زمینه تولید این محصول با شرکت ما همکاری داشته و برنامه تولید ۲۰۰ هزار آمپرساعت را برای سال نخست با این شرکت در دستور کار داریم. همچنین ثبت پتنت خارجی و داخلی این محصول در حال پیگیری است و محصول در حال تجاری‌سازی است.»
عضو هیئت‌علمی پژوهشگاه رنگ درباره مزیت این باتری گفت: «مزیتی که این باتری دارد این است که در داخل کشور تولید می‌شود و هزینه باتری را کمتر از ۲۰ درصد افزایش می‌دهد که نسبت به افزایش ۲ برابری طول عمر و ظرفیت باتری، برای فروشنده و خریدار نکته مثبتی است. این‌ها باتری‌های UPS یا رزرو هستند که در صنایع زیرساخت، مخابرات، صنایع برق، سیستم‌های سولار و توربین‌های بادی استفاده می‌شوند. این باتری‌ها در مکان‌هایی قرار دارند که اختلاف دمایی زیادی بین شب‌وروز وجود دارد و به همین دلیل توانایی تحمل چنین اختلافات دمایی را دارند. اما باتری‌های معمولی در این اختلاف دما، دچار کاهش ظرفیت و طول عمر می‌شوند.
افزایش ۵۰ درصدی سرعت حفاری چاه‌های نفتی با پایدارکننده‌های هیبریدی
محققان یک شرکت داخلی موفق به تولید پایدارکننده‌های هیبریدی شده‌اند که احتمال ریزش چاه‌های رسی را برطرف کرده است. جواد اخلاقی، مدیرعامل شرکت «مهر فناوران آرامیس» مستقر در پارک علم‌وفناوری البرز با تأکید بر اینکه این شرکت سال 1401 ثبت شده است، گفت: «محصول ما پایدارکننده هیبریدی است که در حفاری چاه‌های نفت به‌عنوان افزایه به سیال حفاری اضافه شده و به دلیل هم‌افزایی فناوری نانو و کوانتوم، مشکلات ناپایداری چاه‌ها را حین حفاری و هنگام رسیدن به سازندهای رسی برطرف می‌کند. درواقع مواد کوانتومی که در این افزایه استفاده کرده‌ایم، حفرات ریزنانومتری داخل سازندهای رسی را به‌صورت کامل پوشش داده و چالش ریزش لایه و متورم‌شدن آن را از بین می‌برد که هنگام حفاری به اصطلاح موجب گیر کردن لوله حفاری می‌شود.»
نانوجاذب گرانولی و حذف آرسنیک از آب آشامیدنی
محققان یک شرکت داخلی موفق به تولید نانوجاذب گرانولی به‌منظور ازبین‌بردن آرسنیک از آب شده‌اند. مصطفی مهین روستا، مدیرعامل شرکت «مواد پیشرفته نامی» گفت: «یکی از محصولات ما نانوجاذب گرانولی حذف آرسنیک از آب آشامیدنی است. محصولات نانوجاذب گرانولی، نانو پودر و میکرو پودر هیدرو اکسید آلومینیوم ATH و نانو پودر «بوهمیت» ثبت پتنت شده‌اند. نانو پودر «بوهمیت» یا منو هیدروکسید آلومینیوم که پایه کاتالیست است، کالای استراتژیکی است که در تولید کاتالیست و در شرکت‌های نفت، گاز و پتروشیمی از آن استفاده می‌شود.
مهین روستا درباره عملکرد نانوجاذب‌ها افزود: «اکثر نانوجاذب‌ها از کشورهای چین و آلمان به کشور وارد می‌شوند، به همین دلیل قیمت بالایی دارند. نانوجاذب‌های آلمانی بسته به کارکرد و گریدی که دارند به‌ازای هر یک کیلوگرم بین 6 تا 15 یورو قیمت دارند و هم با مشکلات واردات مواجه است و هم اینکه نمونه چینی این محصول بیشتر از دوماه در دستگاه تصفیه آب کار نمی‌کنند.»
او درباره تجاری‌سازی این دستگاه عنوان کرد: «ما دو برنامه را برای افزایش مقیاس تولید این دستگاه در نظر گرفتیم؛ برنامه اول پنج‌ماهه است تا بتوانیم 20 درصد مصرف کل کشور را تأمین کنیم، همچنین طی یک برنامه هشت‌ماهه دوم هم قصد داریم تمام جاذب‌های مصرفی کشور را تأمین کنیم، یعنی به‌صورت کامل تجاری‌سازی شود.»
دستگاهی برای پرداخت‌کاری نانومتری سطوح
محققان یک شرکت دانش‌بنیان موفق به تولید یک دستگاه ساینده چرخشی شده‌اند که در پرداخت‌کاری نانومتری مورداستفاده قرار می‌گیرد. علی خوش انجام، دکتری مکانیک و مدیرعامل شرکت دانش‌بنیان «صنایع تجربه صنعت پویا» به «فرهیختگان» گفت: «ما با فناوری جدیدی توانستیم دستگاه «ساینده چرخشی و پرداخت‌کاری نانومتری» را برای اولین‌بار در ایران و جهان تولید کنیم.» او درباره کاربردهای این دستگاه بیان کرد: «این دستگاه در حوزه‌های پرداخت‌کاری و هرجایی که نیازمند ارتقای کیفیت سطح به‌اندازه نانومتر است، کاربرد دارد. روش‌ها و دستگاه‌های کلاسیک و سنتی که در کشور وجود دارند قابلیت پرداخت‌کاری به‌اندازه نانومتر را ندارند. یکی از عمده‌ترین مشکلات و محدودیت‌هایی که در بحث «فمورال هدهای پزشکی» (ایمپلنت‌هایی که در قسمت لگن و زانو قرارداده می‌شوند) وجود دارد این است که به دلیل تکنولوژی‌های بالای این فمورال هدها، به سطح کیفیت بالایی نیاز است و ما با استفاده از این دستگاه توانستیم این چالش را رفع کرده و نتیجه خوبی هم کسب کردیم.»
دستگاه تولید میکرونیدل در 15 دقیقه
امیرحسین عباسی، مدیر فنی تیم استارتاپی «آرایک» (آرایه‌های کوچک) به «فرهیختگان» گفت: «آخرین تکنولوژی روش‌های دارورسانی پوستی تحت عنوان میکرو نیدل‌ها نام‌گذاری شده‌اند که مزایای بسیار زیادی دارد. این روش هم برای افرادی کاربرد دارد که ترس از تزریق دارند و هم این که محصول آلودگی ندارد و موجب عدم نیاز به نیروی متخصص برای تزریق خواهد شد. میکرونیدل‌ها، سوزن‌های بسیار ریز در ابعاد میکرون هستند که ارتفاعی بین 500 میکرون تا 1 میلی‌متر دارند. نوک میکرونیدل‌ها تقریباً 20 میکرون است که به‌صورت آرایه‌های حاوی دارو 10 در 10 یا 5 در 5 در کنار هم قرار گرفته‌اند و کاربر از طریق تماس دادن آن‌ها با سطح پوست می‌تواند شخصاً و بدون نیاز به متخصص فرایند دارورسانی را انجام دهند.» مدیر فنی این تیم در ادامه افزود: «ما دستگاهی برای تولید میکرونیدل تولید کرده‌ایم. ساخت میکرونیدل‌ها در روش‌های سنتی به‌صورت قالب‌ریزی و با تعداد مراحل زیادی انجام می‌شوند و عموماً یک روز یا حتی بیشتر طول می‌کشد.»
او پیرامون چگونگی عملکرد این محصول عنوان کرد: «میکرونیدل حاوی دارو روی سطح پوست قرار می‌گیرد و با یک فشار کوچک به بدن تزریق می‌شود. تعداد نیدل‌ها باتوجه‌به محل تزریق مانند زیر چشم، آکنه، جوش و لک متفاوت است، چون نوک این سوزن‌ها به اعصاب حسی بدن برخورد نمی‌کنند، به همین دلیل کاربر درد را احساس نمی‌کند. ضمن اینکه دارو در مدت‌زمان 20 تا 30 دقیقه تزریق می‌شود و اثرگذاری بسیار بالایی دارد. ما با استفاده از دستگاه تولید میکرونیدل، از روش سنتی عبور کرده و در مدت‌زمان 15 دقیقه فرایند تولید یک پچ میکرونیدل را انجام می‌دهیم.»
گزارش کامل ندااظهری و پریا ناصری خبرنگاران گروه دانشگاه را در روزنامه فرهیختگان بخوانید.
مطالب پیشنهادی
