ندا اظهری، خبرنگار گروه دانشگاه: امسال نمایشگاه نانو مانند سال گذشته با شکل و شمایلی متفاوت و به‌دور از بازدیدهای مردمی برگزار شد. فناوری نانو یکی از نقاط امید در حوزه توسعه و دستیابی به جدیدترین فناوری‌های روز دنیا در داخل کشور است که حدود 20 سال از عمر آن می‌گذرد اما محققان ایرانی در همین سال‌های محدود توانسته‌اند گام‌های بزرگی را در این عرصه بردارند و خود را به‌عنوان رتبه چهارم دنیا در زمینه تولید علم نانو معرفی کنند. این مهم جز با سرمایه‌گذاری در این حوزه و حمایت از فناوران و دانشمندان حاصل نمی‌شود. در این مسیر، ستاد فناوری نانو تا حد زیادی موفق عمل کرده و توانسته با حمایت‌های مالی و پشتیبانی از نیروهای جوان این مرزوبوم، تا حد امکان و تا مرحله تجاری‌سازی و رسیدن محصولات به بازار دوشادوش نیروهای جوان باشد. امسال هم مانند سال گذشته حدود 55 محصول جدید نانویی در این نمایشگاه در حوزه‌های مختلفی چون حمل‌ونقل، تجهیزات صنعتی، ساختمان، پزشکی و سلامت، کشاورزی، انرژی و آب و... رونمایی شد.

کاتالیست نانویی برای گوگردزدایی از مازوت

مصطفی پیشکاری، نماینده شرکت «فورس» سازنده مینی‌پالایشگاه در کشور یکی از شرکت‌های پیشرو در این صنعت است. صنعت پتروپالایش به‌ویژه در سال‌های اخیر با توجه به تحریم‌ها می‌تواند بازخورد بسیار خوبی برای کشور داشته باشد. او به «فرهیختگان» می‌گوید: «این صنعت علاوه‌بر اشتغالزایی گسترده‌ای که می‌تواند برای کشور به دنبال داشته باشد، ارزآوری بالایی را هم به همراه دارد. ما در این صنعت به کمک فناوری نانو توانسته‌ایم فعالیت‌های مختلفی را انجام دهیم و هیدروکربن‌های سبک تولید کنیم. فرآورده‌های سنگین مانند مازوت و نفت‌کوره، از گوگرد بالایی تشکیل شده‌اند که نقش زیادی در آلوده کردن هوا و محیط‌زیست دارند. از این‌رو، بسیاری از مراکز صنعتی در تلاشند با تولید فرآورده‌ها و محصولاتی نسبت به کاهش گوگرد از مازوت اقدامی موثر انجام دهند.  در نمایشگاه امسال یک کاتالیست نانویی عرضه کرده‌ایم که برای فرآیند «کرکینگ» مورداستفاده قرار می‌گیرد. «کرکینگ» نوعی فرآیند پالایشگاهی است که به واکنش‌های تجزیه هیدروکربن‌ها گفته می‌شود. محصول دیگری که این شرکت در نمایشگاه عرضه کرده، هیدروکربن‌هایی شامل بنزین و گازوئیل است که برای سوخت خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرند. درواقع، شرکت «فورس» موفق به تولید کاتالیست‌هایی شده که چندجزئی بوده و قادر است زنجیره هیدروکربنی محصولات سنگین را مانند قیر شکسته و فرآورده‌های سبک‌تری تولید کند و با حذف گوگرد از این فرآورده‌ها، محصولات ارزشمندتری مانند بنزین و گازوئیل با آلایندگی بسیار کمتر تولید کند. از مزیت‌هایی که این کاتالیست‌ها دارند می‌توان به فرآیند گوگردزدایی اشاره کرد که طی آن، فرآورده‌های سنگین را به سبک تبدیل می‌کنند. در این فرآیند همچنین از نانوذرات مس استفاده می‌شود که کارایی و بازدهی کاتالیست‌ها را تا 25درصد افزایش می‌دهد. این شرکت، با کمک این کاتالیست‌ها می‌تواند فرآورده‌هایی سبک با مزیت صادراتی تولید کند که در مقایسه با نمونه مشابه خارجی بین یک‌بیستم تا یک‌سی‌ام نمونه خارجی قیمت دارد.

«گچ ریخته‌گری» ساخت فلزات گرانبها با تحمل تغییرات دمایی بالا

شرکت «موادگستر رهام» به‌تازگی پودرهایی تولید کرده که برای ریخته‌گری و قالب‌گیری فلزات گرانبها و زیورآلات مورد استفاده قرار می‌گیرد. جابری، مدیرعامل شرکت «موادگستر رهام» در گفت‌وگو با «فرهیختگان» به محصول جدید شرکت اشاره می‌کند و می‌گوید: «ما موفق به تولید نوعی پودر ریخته‌گری برای تولید فلزات گرانبها مانند طلا و نقره و جواهرات شده‌ایم. ما تنها شرکت تولیدکننده در داخل هستیم و به‌طورکلی، نیاز کل کشور از منابع وارداتی تامین می‌شود. درحال حاضر، میزان تولید این پودر حدود دو تا سه تن در ماه است و با جذب سرمایه، قادریم سالانه تا 500 تن پودر ریخته‌گری تولید کنیم. در روند ریخته‌گری، بعد از اینکه نمونه مومی محصول نهایی آماده شد، مواد درون قالب ریخته‌گری قرار گرفته و دوغاب پودر قالب‌گیری را نیز داخل قالب می‌ریزند تا تمام سطح سه‌بعدی نمونه مومی را دربرگیرد. پس از بسته شدن این مواد، قالبی گچی شکل می‌گیرد که به‌طور کامل شکل نهایی و دقیق نمونه مومی را به خود گرفته است. پس از اینکه قالب ریخته‌گری در کوره حرارت داده می‌شود، نمونه مومی سوخته و از داخل قالب گچی خارج می‌شود. سپس فضای خالی داخل قالب را با فلزات گرانبها پر می‌کنند. این مواد تا پیش از این کاملا وارداتی بوده و از خارج وارد می‌شد اما شرکت «مواد‌گستر رهام» برای نخستین‌بار در کشور موفق به تولید پودرهایی برای ریخته‌گری و قالب‌گیری شده است که از نانوذرات سیلیس در این محصول استفاده شده که باعث بهبود سیالیت دوغاب می‌شود. این پودر، تمام سطح نمونه مومی را پوشانده و ظرافت و دقت ابعادی به کار رفته در نمونه را به خود می‌گیرد. با توجه به اینکه این پودر مانع از ته‌نشین شدن دوغاب تا بسته شدن گچ می‌شود، قالب گچ یکپارچگی خود را به خوبی حفظ می‌کند. با این فرآیند، حتی برای افرادی هم که دستگاهی برای ساخت مصنوعات دراختیار ندارند، قابل استفاده است. ذرات نانوسیلیس به کار رفته در این پودرهای ریخته‌گری یکپارچگی قالب گچی را تا حد زیاد بهبود بخشیده و در تنش‌های حرارتی مقاومت به مراتب بالاتری از خود نشان می‌دهد. این گچ تولید شده تا 1100 درجه سانتی‌گراد قابلیت تحمل تغییرات دمایی را دارد. نام «نسوز رهام» برای این محصول انتخاب شده که قرار است به‌زودی روانه بازار شود. این پودر علاوه‌بر استحکام بالایی که در برابر تنش‌های حرارتی ایجاد می‌کند، ترک و شکستگی ایجاد می‌کند. بازشدن گچ در انتهای کار مانند نمونه‌های خارجی است. در مقایسه با نمونه‌های خارجی تا نصف قیمت عرضه می‌شود که ارزآوری مقرون به‌صرفه‌تری به‌دنبال خواهد داشت.

قطعه نانویی با باتری با عمر بالا برای پایش دما

 بسیاری از مواد به‌ویژه محصولات غذایی و دارویی مانند فرآورده‌های خونی، شیر خام، انواع سرم‌ها و واکسن‌ها به دلیل فسادپذیری بالایی که دارند، در فرآیند تولید و انتقال باید به‌طور مستمر از نظر دمایی تحت‌پایش قرار گیرند تا دمای نگهداری آنها در محدوده استاندارد قرار گیرد.  فرشاد نظری، کارشناس‌ارشد مارکتینگ شرکت «فراپایش امین» به «فرهیختگان» می‌گوید: «محصول «کول‌تَگ» می‌تواند به‌عنوان یک پازل نظارتی شرایط محیطی ایده‌آلی را برای محصولات حساس به دما ایجاد کند. «کول تَگ‌پرو» یکی از قسمت‌های محصول «کول‌تَگ» است که نوعی برچسب‌ها یا بوردهای الکترونیک در ابعاد نانوست که ابعاد آنها نصف یک کارت عابربانک است و برای پایش فرآیندهای مختلفی چون تولید، حمل‌ونقل، انبارداری، سردخانه‌ها و آزمایشگاه‌ها و کلین‌روم‌ها قابل استفاده است. «کول‌تَگ پرو» و «کول تَگ‌بال» در زمینه حمل‌ونقل مورد استفاده قرار می‌گیرند. «کول تَگ بال» مخصوص حمل‌ونقل مایعات و «کول تَگ پرو» برای ماشین‌های حمل‌ونقل، کیسه‌های حمل خون و حمل‌ونقل داروهاست. درواقع این «کول تگ»‌ها «دیتالاگر» دما هستند به این عبارت که دما را در پروسه تولید و حمل‌ونقل مونیتور کنترل کرده و گراف دمایی از روندی که محصول طی کرده به شما ارائه می‌دهد. گزارش‌های دمایی که از طریق این محصول ارائه می‌شود، بلافاصله روی یک فضای ابری بارگذاری شده و کاربر می‌تواند با گوشی هوشمند و با استفاده از فناوری NFC به آسانی به آنها دسترسی پیدا کند. این محصول تجاری‌سازی شده و در مجموعه‌های مختلفی چون رویان، آزمایشگاه یکپارچه «کولایف» از آن استفاده می‌شود. نمونه خارجی و مشابه «کول‌تگ» وجود دارد به‌عنوان مثال، دیتالاگرهای چینی یک‌بار مصرف هستند. فروش این محصول تنها به صورت سازمانی انجام می‌شود. او ابراز امیدواری کرد بعد از بالارفتن توان تولید داخل در ابعاد گسترده‌تر می‌توان به بحث صادرات هم به‌طور جدی‌تر پرداخت و از آنجایی که در این محصول از فناوری پیشرفته استفاده شده، می‌تواند در بازارهای صادراتی موفق عمل کند.
 به گفته نظری، یکی از دلایل دانش‌بنیان شدن آنها، استفاده از باتری‌هایی با طول عمر بالا و مصرف بهینه باتری محصولات است.

سامانه میکروفلوئیدیک تولید نانودارو تنها در یک مرحله

یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان، سیستمی را برای تولید نانوداروها تولید کرده است. سیدعلی موسوی‌شایق، عضو هیات‌علمی دانشگاه علوم پزشکی مشهد، بنیانگذار و مدیرعامل شرکت دانش‌بنیان «ریزسامانه بهبود درمان» به «فرهیختگان» می‌گوید: «این سامانه مبتنی‌بر تراشه‌های میکروفلوئیدیکی یا میکروکانال‌هاست که امکان تولید انواع نانوداروها و نانوواکسن‌ها را در فرآیندی تک‌مرحله‌ای امکان‌پذیر می‌کند. به‌عبارتی، می‌توان انواع داروهای مختلف به صورت فرم لیپیدی، از ذرات چربی یا پلیمری را در داخل این ذرات تولیدشده از چربی یا پلیمر محبوس کرده و سایز نانو (100 نانومتر یا کمتر) را ایجاد کرد. روش‌های مرسوم، روش‌های چندمرحله‌ای هستند که هزینه‌بر بوده و نیاز به مواد اولیه بیشتری دارند و تولیدات یک مرحله ممکن است با مرحله بعدی، اختلافات زیادی داشته باشد. اما در این سیستم، دارو در یک فرآیند تک‌مرحله‌ای تولید می‌شود و یک دستگاه به کار می‌رود و فرآیند سریع، ساده و ارزان اتفاق می‌افتد و به راحتی می‌توان نانوداروها یا نانوذرات حاوی مولکول‌های دارو یا واکسن را به روش تک‌مرحله‌ای تولید کرد.

او عنوان می‌کند که نمونه داخلی از این دستگاه نداریم و در خارج از کشور هم تنها یک تولیدکننده کانادایی وجود دارد که با قیمتی پنج برابر تولید نمونه داخلی به فروش می‌رسد. این دستگاه تجاری‌سازی شده و یک دستگاه از آن به دانشگاه علوم پزشکی مشهد فروخته شده و در مرحله نهایی‌کردن عقد قرارداد است. این دستگاه بسته به نیاز یک شرکت تولید واکسن که در نظر داشت در دوران کرونا واکسنی بر پایه mRNA تولید کند، ساخته و دانش فنی و تکنولوژی آن ایجاد شد. این دستگاه که بر پایه نانوسنتز کار می‌کند، از اختلاط کنترل‌شده محلول‌های فرمولاسیون به داخل یک تراشه میکروفلوئیدیکی، نانوذرات دارویی را با اثربخشی بالا تولید می‌کند.

پولیش نانویی خودرو با 50 درصد قیمت پایین‌تر

یکی از موفقیت‌هایی که شرکت‌های خودروساز در فرآیند تولید خودرو دارند، استفاده از پولیش‌هایی برای براق کردن رنگ نهایی خودرو است. پولیش‌های خارجی معمولا با قیمت‌های بالایی عرضه می‌شوند. شرکت تحقیق و توسعه «جتکو» به‌تازگی نوعی پولیش نانویی تولید کرده که در مرحله پرداخت نهایی و براق‌کردن رنگ خودرو کارایی بالایی دارد و می‌تواند به دلیل کیفیت بالایی که دارد با نمونه‌های خارجی رقابت کند. این پولیش نانویی، حاوی نانوذرات آلومینیوم ساینده است که موجب از بین رفتن رد سمباده از روی بدنه خودرو می‌شود که این کار، فرآیند پولیش کاری را تسریع می‌کند. پیش از این نمونه‌های داخلی دیگری هم تولید شده که به‌منظور پایین آوردن قیمت نهایی، از ذرات سیلیکا به جای آلومینا استفاده می‌شود. البته استفاده از این ذرات کیفیت بالایی ندارد و به همین دلیل نتوانسته تاییدیه خودروسازان را کسب کند. اما نمونه پولیش تولیدشده در شرکت «جتکو» با قابلیت‌هایی که دارد توانسته اعتماد و تاییدیه خودروسازان را به دست آورد. شرکت خودروسازی ایران‌خودرو درحال حاضر از این پولیش‌ها در سالن‌های رنگ خودرو استفاده می‌کند. این پولیش خودرو در دو بخش کاربرد دارد؛ یکی در سالن‌های رنگ و دیگری در تکمیل کاری. کیفیت این پولیش‌ها با توجه به فناوری نانوی به کار رفته در آن با نمونه پولیش‌های خارجی برابری می‌کند. پولیش‌هایی که به‌عنوان تکمیل‌کننده کار خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند درحال حاضر در مرحله تحقیق و توسعه است و تاکنون توانسته تا حداکثر 70 درصد نمونه‌های خارجی کارایی و بازدهی داشته باشد. به‌طورکلی، پولیش خودروی تولید شرکت «جیتکو» تقریبا 80 درصد کیفیت برترین محصولات خارجی را دارد اما این کیفیت درحالی توسط شرکت داخلی ارائه شده که قیمت آن معادل نصف یا 50 درصد نمونه پولیش‌های خارجی است و می‌تواند برای خودروسازان داخلی بسیار کارآمد و پربازده و مقرون به‌صرفه باشد. استفاده از این پولیش‌های خودرو علاوه‌بر براق‌کردن بدنه، از ایجاد هاله رنگ جلوگیری کرده و رد سمباده را نیز از روی بدنه خودرو حذف می‌کند. از مهم‌ترین ویژگی‌های این پولیش سرعت کار با آن است به‌طوری که پولیش کردن بدنه خودرو با آن تنها ظرف هشت ثانیه انجام می‌شود.