ندا اظهری، خبرنگار گروه دانشگاه: حوزه مواد و ساخت در پیشبرد اقتصاد و صنعت هر کشوری جایگاه ویژه‌ای دارد و با توجه به توسعه چشمگیر فناوری در دنیا، این اهمیت هر روز بیشتر می‌شود. عملکرد مواد را می‌توان در تولید تجهیزات صنعتی، استفاده از مواد در مصرف انرژی کمتر، کاهش هزینه‌های تولید و مواد اولیه، بالا بردن کیفیت و عمر مفید کالا‌های تولیدی و افزایش مقاومت و سختی مواد مورد ارزیابی قرار داد. تمام این موارد می‌توانند در توسعه پایدار و بهینه‌سازی فرایند‌های صنعتی مورد استفاده قرار گیرند. مواد پیشرفته کلیدی برای توسعه هر چه بیشتر فناوری و البته تولید ثروت در جوامع امروزی محسوب می‌شوند که بهره‌برداری از آن بسیار هم به فناوری وابسته است، به طوری که کشور‌ها با پیشرفت در این حوزه می‌توانند نه‌تنها از نظر اقتصادی توسعه بیشتری پیدا کنند، بلکه وضعیت اشتغال را نیز در این حوزه بهبود دهند. 

علاوه بر این، از این حوزه از فناوری می‌توان در حفظ محیط‌زیست، کاهش آلاینده‌های محیطی، بازیافت مواد و بهینه‌سازی کاربرد منابع طبیعی استفاده کرد. ایران به عنوان یکی از کشور‌های غنی از مواد مختلف، از سال‌های قبل با استخراج منابع، مواد را در قالب خام‌فروشی به سایر کشور‌ها صادر می‌کرد و هنوز هم این فرایند ادامه دارد. از این رو، محققان تلاش کرده‌اند با روش‌های مختلف به جای خام‌فروشی مواد، آن‌ها را در قالب مواد جدید تولید شده به فروش برسانند تا به این واسطه ارزش افزوده بیشتری را برای کشور به همراه داشته باشند. به این منظور، 10 سال پیش ستادی با عنوان ستاد مواد و ساخت پیشرفته از سوی معاونت علم و فناوری ریاست‌جمهوری راه‌اندازی شد تا وضعیت حوزه مواد و ساخت در کشور سر و سامان بهتری پیدا کند. در ادامه برای اطلاع از وضعیت ستاد مواد و ساخت پیشرفته و فعالیت‌های آن، با مصطفی میلانی، دبیر ستاد توسعه فناوری‌های مواد و ساخت پیشرفته گفت‌وگو کردیم. او که جزو جوان‌ترین مدیران کشور محسوب می‌شود، دوره کارشناسی را در رشته مهندسی مواد - متالورژی استخراجی در دانشگاه صنعتی سهند تبریز به پایان رساند و در ادامه، کارشناسی ارشد را در رشته مهندسی مواد - خوردگی و حفاظت از مواد از دانشگاه تربیت مدرس و دکتری مهندسی مواد را نیز از سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی اخذ کرد. میلانی که مدیر مرکز توسعه فناوری مواد شرکت صنایع الکترواپتیک صاایران است، راه‌اندازی یک مرکز تحقیقاتی در این حوزه در شهرک علمی و تحقیقاتی اصفهان و کمک به تشکیل سه شرکت دانش‌بنیان فعال در حوزه مواد و متالورژی را نیز در کارنامه کاری خود دارد.

با توجه به مسیری که ستاد در این ۱۰ سال پشت سر گذاشته است، تا چه اندازه موفق شده نیاز داخل را پوشش دهد و تا چه اندازه در زمینه خودکفایی و جبران تحریم‌ها تأثیر گذاشته است؟
بعد از انقلاب تحریم‌های مختلفی داشتیم. این تحریم‌ها مرحله به مرحله اضافه و شدیدتر شدند. بعد از جنگ تحمیلی، یک سری موارد های‌تک را به راحتی و به طور مستقیم از کشورهای اروپایی خریداری و وارد کشور می‌کردیم؛ اما همان سال‌ها مواردی تحریم بود که باعث تعجب می‌شد. به عنوان مثال، ما در حوزه مواد مغناطیسی با میدان‌های مغناطیسی بالاتر از یک تسلا از همان ابتدای جنگ تحریم بودیم. این نشان می‌دهد حوزه‌های خاصی که کلیدی بوده از همان ابتدا درست فکر کردند. در MRI نیاز داریم از مواد مغناطیسی با میدان مغناطیسی بالا استفاده کنیم؛ یعنی می‌توانستیم تجهیز MRI خریداری کنیم، اما اگر می‌خواستیم MRI ساز شویم، هیچ‌وقت نمی‌توانستیم. در واردات هلیوم از همان ابتدا تحریم بودیم، مگر در مسائل پزشکی. اگر بخواهیم در حوزه ابررساناها کار کنیم، نیاز داریم دمای سیستم را به شدت پایین بیاوریم که با هلیوم مایع این کار انجام می‌شود؛ پس به شکلی در ابررساناها هم تحریم بودیم. در واقع، در بحث تحریم‌ها، در حوزه‌های های‌تک که وجود داشته همیشه دچار مشکل بودیم؛ به عنوان مثال، فولادهای خیلی خاص و آلیاژهای آلومینیوم خیلی خاص هیچ‌وقت وارد کشور نشده یا به سختی وارد کشور شده است. تا پیش از تحریم‌های اخیر می‌توانستیم هواپیما خریداری کنیم؛ اما هیچ‌وقت نمی‌توانستیم ترمز هواپیما را بخریم. ترمز هواپیما یک متریال فلزی خاص یا اخیراً متریال‌های سرامیکی خیلی خاص است که به تازگی وارد این حوزه شده‌ایم تا بتوانیم کارهایی انجام دهیم. اگر بتوانیم پایه علمی این‌ها را به دست بیاوریم، پایه و اساسی می‌شود که بتوانیم در حوزه‌های دیگر ورود کنیم. بنابراین، نمی‌توان گفت در حوزه‌های تحقیقاتی به طور خاص در جاهایی موفق یا ناموفق بودیم.

نمونه‌های این تأثیر را در کدام صنایع می‌توان دید؟
یکی از موضوعاتی که در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی داریم، بحث کاتالیست‌هاست. یک جایی، کاتالیست معضل صنعت پتروشیمی ما شد و این موضوع در ستاد نانو مطرح شد و تولید کاتالیست‌ها در کشور توسط شرکت‌های دانش‌بنیان به مرحله‌ای رسید که کسی نمی‌تواند بگوید به ما کاتالیست نمی‌فروشد. دو تا سه شرکتی که در حال حاضر در تولید کاتالیست کار می‌کنند، آنقدر توانمند هستند که کاتالیست‌های تولید خود را به کشورهای اطراف صادر می‌کنند. یا به عنوان مثال، مصرف کاتالیست کشور عراق در صنعت پتروشیمی از شرکت‌های داخل ایران تأمین می‌شود. در واقع، در جایی مشکلی برایمان پیش آمد و سرمایه‌گذاری کردیم به طوری که در حال حاضر موفق شدیم مسیر را کاملاً برعکس کنیم.

در حوزه مواد هم می‌توانید به نمونه مشابهی اشاره کنید؟
یکی از موضوعاتی که در صنعت نیروگاهی کشور مطرح است، توربین‌های نیروگاهی و پره‌های توربین است که به صورت خیلی خاص، به یک سری آلیاژهای خاص و به روش‌های تولید خاص نیاز دارد. تا زمانی که شرکت‌های اروپایی حضور داشتند و تعمیرات صنعت نیروگاهی را انجام می‌دادند، هیچ مشکلی در این زمینه نداشتیم و شرکت‌هایی مانند زیمنس پره‌های نیروگاهی ما را تعمیر یا تعویض می‌کردند. اما زمانی، ما در این فرایند دچار مشکل شدیم و کشور نیاز پیدا کرد در حوزه ساخت پره توربین و تعمیر این پره‌ها، کار فناورانه‌ای انجام دهد و در حال حاضر شرکت‌هایی مانند گروه «مپنا» در این حوزه فعالیت می‌کنند. یا شرکت «پره توربین شهریار» وارد شد در حوزه کوتینگ پره‌های توربین و لایه‌نشانی که باید روی سطح این پره‌ها انجام شود تا بتواند دماهای بالای توربین را تحمل کند. این شرکت در حال حاضر، یکی از شرکت‌های خیلی مطرح داخلی حتی در حوزه صنعت نیروگاهی است. کشورهایی مانند عراق که از تکنولوژی زیمنس استفاده می‌کنند، پروژه‌های متعددی دارند که به واسطه آن‌ها، شرکت «پره توربین شهریار» کار تعمیرات نیروگاهی را انجام می‌دهد. این شرکت همچنین در ارمنستان یا در کشورهای جمهوری سابق روسیه نیز فعالیت‌های مشابهی را انجام می‌دهد. در این حوزه، ما کاملاً در حوزه مواد وارد شدیم و توانستیم فرایندهای مختلفی را مانند فرایند رشد تک‌کریستال و لایه‌نشانه آن را انجام دهیم و نیز ریخته‌گری دقیق آن نیز در یک شرکت صنعتی در شاهرود انجام می‌شود. از آنجایی که تمام این زنجیره تکمیل شده، تولیدکنندگان داخلی به مرور وارد طراحی توربین شده‌اند. پیش‌تر باید با استفاده از طراحی زیمنس پره توربین می‌ساختیم و در حال حاضر خودمان می‌توانیم پره توربینی بسازیم که طراحی کامل خودمان باشد. اگر در این حوزه وارد نمی‌شدیم، هیچ‌وقت به طراحی هم نمی‌رسیدیم چون باید قطعه استانداردی را تولید می‌کردیم که شرکت‌های خارجی تولید می‌کنند.

‌فعالیت‌های ستاد به چهار دسته طبقه‌بندی شده که شامل مواد نوظهور، مواد شیمیایی و پتروشیمی، مواد معدنی و فلزی، و چاپ پیشرفته و چاپ سه‌بعدی است. کشور تاکنون در کدام یک از این چهار حوزه توفیق بیشتری پیدا کرده؟ در کدام حوزه باید تلاش بیشتری روی آن صورت گیرد؟ جایگاه ایران نسبت به دنیا یا کشورهای منطقه چگونه است؟
از آنجایی که کشور ما از قدیم مبتنی بر حوزه نفت، گاز و پتروشیمی بوده، پیشرفت ما در حوزه صنایع پتروشیمی هم بالاتر از همه بوده و از طرف دیگر، چون نیاز های‌تکی که باید در صنعت ما وجود داشته باشد که بتوانیم مثلاً در حوزه مواد نوظهور کار کنیم، کمتر بوده، در این موضوع هم توفیق کمتری داشته‌ایم؛ به این معنی که شرکت دانش‌بنیان داخلی، مشتری برای فروش محصول خود نداشته است. به عنوان مثال، سال‌ها ایمپلنت‌های پزشکی را وارد می‌کردیم به گونه‌ای که تنها چند سال است که شرکتی در کشور به وجود آمده که به طور مستقل می‌تواند ایمپلنت ستون فقرات تولید کند. این شرکت نیاز دارد ماده خام مورد نیاز خود را که تیتانیوم گرید ۲۰ است را خریداری کرده و با استفاده از تجهیزاتی که دارد ایمپلنت پزشکی را تولید کند. اگر برای این محصول مشتری وجود نداشته باشد، هر اندازه هم این شرکت بتواند تیتانیوم گرید ۲۰ تولید کند، با توجه به فضای تحریمی که بر کشور حاکم است، نمی‌تواند به جایی بفروشد و مصرف‌کننده داخلی هم ندارد؛ بنابراین هیچ فناوری در این حوزه ورود نمی‌کند تا محصولی تولید کند که مشتری ندارد. در واقع، فناور در جایی ورود می‌کند که صنعتگر و بازار برای آن محصول خاص به وجود آمده است. وظیفه ما این است که از صنایع بالادستی شروع کنیم به طوری که اول نیاز را ایجاد کنیم و بعد یک مرحله پیش از آن؛ به عنوان مثال، آلیاژ خام را خریداری کنیم و نوردکاری (شکل‌دهی فلزات) آن را انجام دهیم و مواد اولیه را آلیاژسازی کنیم و یک مرحله پیش‌تر، به استحصال مواد خام از ماده معدنی بپردازیم. این زنجیره باید از آخر تکمیل شود.
معمولاً اتفاقی که در حوزه مواد و ساخت شاید بر خلاف برخی از حوزه‌ها مثل حوزه‌های خدماتی دیجیتال می‌افتد این است که حجم سرمایه‌گذاری بالا و صبر سرمایه‌گذار هم باید بالا باشد؛ به عنوان مثال، برای راه‌اندازی یک شرکت فولادسازی، عدد سرمایه‌گذاری‌ها در حد میلیارد دلار است و بازگشت سرمایه آن نیز بین ۱۰، ۱۵، یا ۲۰ سال است، در صورتی که اگر همین اندازه پول را در حوزه خدمات سرمایه‌گذاری کنید، با عدد خیلی کمتر، آورده خیلی بیشتری در ۱۰ تا ۱۵ سال به دست می‌آید؛ به همین دلیل، حوزه نفت، گاز و پتروشیمی ما نسبت به برخی کشورها جلوتر است. زمانی که پتروشیمی داریم، چیزی به نام «سیل رینگ» هم داریم. زمانی که می‌خواهیم بین دو تا سه محفظه رآکتور ارتباط برقرار کنیم، یک سری لوله و شیر داریم که بعضی از این لوله‌ها انعطاف‌پذیرند و باید وارد یکدیگر شوند. در اینجا نمی‌توانیم شیر ایجاد کنیم و یک سری اتصالات وجود دارند که با استفاده از مکانیسم خاصی که دارد، انتقال مایعات یا گازها را انجام می‌دهد که به این «سیل رینگ» می‌گویند. تکنولوژی ساخت آن، به سرامیک‌های خاصی نیاز دارد و اگر شما در اینجا احساس نیاز داشته باشید، شرکتی ایجاد می‌کنید که این شرکت بتواند این محصول را برای شما تولید کند.
از آنجایی که ما صنعت بزرگ پتروشیمی و نفت و گاز را در اختیار داریم، در این حوزه هم جلوتریم. اما در حوزه تجهیزات پزشکی قدری عقب‌تر هستیم و در حوزه نیمه‌هادی خیلی عقب‌تریم چرا‌که بزرگ‌ترین مصرف‌کننده ویفرهای سیلیکون در دنیا، صنعت نیروگاه‌های خورشیدی است. زمانی که تولیدکننده پنل خورشیدی نداریم، هر اندازه هم که سیلیکون خالص تولید و آن را ویفر کنیم، مشتری برای این محصول وجود ندارد. به تازگی مجموعه‌هایی در این حوزه سرمایه‌گذاری کرده و پنل خورشیدی تولید می‌کنند و در کنارش جذاب شده که یک نفر ویفر سیلیکونی تولید کند و قبل از آن، «سیلیکون متال» و قبل‌تر از آن SiO خالص تولید کند که کم‌کم این زنجیره تکمیل خواهد شد، اما صبر زیادی می‌طلبد.
مواد نوظهور یکی از عرصه‌های رقابت علمی و فناورانه در دنیای امروز به حساب می‌آید. مواد نوظهور شامل چه موادی است؟ در روند رو به رشدی که در این حوزه در دنیا وجود دارد، ایران چه کار کرده و چه زیرساختی آماده کرده است؟
مواد نوظهور به دسته‌بندی‌ای اطلاق می‌شود که قبلاً یا شناخته نشده بودند یا شناخته شده بودند و قابلیت تولیدشان وجود نداشته است. به عنوان مثال، گرافن جزو مواد نوظهور شناخته می‌شود. ما پیش‌تر گرافیت، کربن الماس و کربن زغال داشتیم، اما ساختار گرافن را نداشتیم. یک سری چیزها هم از قدیم شناخته شده بودند و مطلع بودند که این ماده، این خواص را دارد، اما تکنولوژی‌های ساخت هنوز قادر نبودند این ظرفیت را ایجاد کنند که آن ماده خاص را بسازند و بر اساس شبیه‌سازی‌ها و مطالعاتی که در حوزه خواص مواد در رشته‌های اساسی علوم پایه مانند فیزیک انجام می‌دهند، این خواص شناسایی شده است؛ به عنوان مثال، تک‌کریستال SiC (سیلیکون کاربید). مواد نوظهور در حوزه‌های نوظهور هم مصرف می‌شوند. اگر بخواهیم یک MRI با قدرت، رزولوشن و تفکیک‌پذیری بالاتر داشته باشیم به مواد مغناطیسی با شعاع‌های مغناطیسی بالاتر نیاز داریم و اگر بخواهیم این اتفاق بیفتد، نیاز داریم از موادی با خلوص بالاتر استفاده کرده و ترکیبات خاص ابررسانایی داشته باشیم که در دماهای بالاتر کار کند و به یک ماده ابررسانای نوظهور می‌رسیم. اگر در کشور سازنده دستگاه MRI قدری وجود نداشته باشد، بازاری هم وجود ندارد. اما در حوزه‌هایی که ورود کردیم، اتفاقات خوبی افتاده و توانستیم به بازارهای جهانی وارد شویم.

متن کامل گفت‌وگو با ستاد فناوری‌های مواد و ساخت پیشرفته را در روزنامه فرهیختگان بخوانید.