از توسعه بازار داخلی تا تولید محصولات با نوآوری جهانی

به گزارش خبرگزاری هنر برتر ایران پس از پیروزی انقلاب اسلامی به دستاورد های ارزنده ای در بسیاری از فناوری ها از جمله فناوری های نوظهور دست پیدا کرده است؛ به طور قطع فناوری نانو در صدر این فهرست قرار دارد؛ فناوری که ۲۰ سال پیش در حالی در ایران پا به عرصه گذاشت که از تدوین برنامه های توسعه فناوری نانو در کشور های داعی علم و فناوری چند سالی بیشتر نمی گذشت و جامعه علمی کشور و به تبع آن فناوران و صنعتگران با این فناوری آشنایی چندانی نداشتند و متخصصــان داخلــی در ایــن فنــاوری انگشــت شــمار بودنــد. علاوه بــر آن زیســت بوم نـوآوری کمتـر رشـد یافتـه بـود و صنایـع موجـود آمادگـی لازم را بـرای جـذب فناوری هـای پیشـرفته نداشتنـد.

 در ایـن میـان عـزم نخبـگان و سیاســت گذاران فنــاوری نانــو بــر آن شــد کــه توســعه ایــن فنــاوری براســاس یــک الگــوی پیشــرفت بومــی و درون زا ضمــن اشــراف و تسـلط علمـی راه تولیـد ثروت و دستیابـی بـه بازارهـای داخلـی و خارجـی را همـوار سـازد.

 از ایـن رو پـس از دو دهـه تمرکـز بـر توسـعه و پرورش نیروی انسـانی توسـعه علمـی و ایجـاد زیرسـاخت های مـورد نیـاز در برنامـه ده سـاله سـوم توسـعه علـوم و فنـاوری نانـو در افـق ۱۴۱۲ افزایـش رقابت پـذیری صنایـع داخلـی بـا اسـتفاده از فنـاوری نانـو صـادرات پایـدار و تولیـد محصـوالت بـا ارزش افزوده بـالا بـر پایـه فناوری هـای بدیـع جـزء اهـداف اصلـی قـرار گرفـت.

 امروز علاوه بر اینکه ایران در زمینه تولید مقالات نانویی فعالیت بسیار خوبی از خود به ویژه طی سال های اخیر نشان داده است در زمینه تولید فناوری های نانویی هم توانسته عملکرد نسبتا خوبی داشته باشد و جزء شناخته شده ترین کشور های دنیا در حوزه فناوری نانو محسوب شود و اقتدار نام ایران و ایرانیان در عرصه فناوری نانو زبانزد جهانیان گردد.

توسعه بازار داخلی و خارجی محصولات نانویی ایران

بــازار فنــاوری نانــو در ایــران در ســالیان اخیــر رشــد پرشــتاب و قابــل توجهـی داشـته و همـه حوزه هـای صنعتـی را در بـر گرفتـه اسـت.

تجهیـزات نانـو شـامل تجهیـزات شناسـایی و آنالیـز نانومواد و تجهیزات سـاخت و تولیـد در مقیاس آزمایشـگاهی نیمه صنعتی و صنعتــی می شــوند. تعــداد تجهیـزات نانـو ایران نیـز در ده سـال گذشـته در حـال رشـد بـوده اسـت. تـا پایـان سـال ۱۴۰۲ حـدود ۱۷ درصـد از کل محصـولات نانـو را تجهیـزات نانـو تشـکیل می دهنـد.

تعداد شرکت های تولیدی نانو (شرکت های تولید کننده محصولات و شرکت های سازنده تجهیزات نانو) نیز در هشـت سـال گذشـته نزدیک بـه ۲۵ درصـد رشـد پیدا کرده است.

بیش از ۸۰ درصد از کل حجم بازار نانو فناوری ایران در سال ۱۴۰۲ در اختیار ۱۰۰ شرکت اول قرار دارد. حدود یک سوم از شرکت های نانو در سال ۱۴۰۲ حجم فروش کمتر از ده میلیارد تومان داشتند.

متوسط رشد سالانه بازار فناوری نانوی ایران نیز از سال ۱۳۹۲ تا ۱۴۰۲ حدود ۹۷ درصد بوده است یعنی هر سال حجم فروش بازار نانو تقریبا دو برابر شده است. بیشترین رشد مربوط به سال ۱۳۹۹ با ۱۶۰ درصد است. رشد سال ۱۴۰۲ نیز ۱۰۲ درصد بوده است.

قطعا توسعه و رشد بازار نانو در ایران نوید دهنده فرصت های همکاری بیشتر در سراسر کشور بوده است. در این بین صنعت عمران و ساختمان کمی بیش از یک سوم از کل بازار محصولات فناوری نانوی ایران در سال ۱۴۰۲ را در برگرفته است که رقمی حدود ۲۱۴ هزار میلیارد ریال می شود. نزدیک به ۸۰ درصد این رقم مربوط به محصولات شیرآلات بهداشتی کاشی ساختمانی و شیشه های رفکلس است.

صنعت خودرو و حمل و نقل در جایگاه بعدی قرار دارد و حدود ۹۱ هزار میلیارد ریال حجم فروش محصولات نانوی این حوزه است که یک سوم آن را کاتالیست های خودرو تشکیل می دهند و پیش از آن رفلکتور چراغ خودرو پر فروش ترین محصول این صنعت است. همچنین بیش از ۸۰ درصد از سهم ۱۱ درصدی صنعت مواد شیمیایی را نیز پلی اتیلن گرید مشکی حاوی نانو مواد تشکیل می دهد. در بخش نفت و پتروشیمی هم نانوکاتالیست ها مهمترین و پر فروش ترین محصول موجود هستند.

همچنین در شرایطی که بی سابقه ترین تحریم های اقتصادی بر کشور اعمال شده است نانو فناوران نه تنها توانسته اند بخشی از نیاز داخل کشور را تأمین کنند بلکه موفق به صادرات بخشی از این محصولات نیز شده اند.

در این بین ارزش دلاری بازار محصولات نانو ایران در سال ۱۴۰۲ نسبت به سال ۱۴۰۱ حدود ۴۴ درصد رشد داشته است.

همچنین در سال ۱۴۰۲ بیش از ۱۴۵ میلیون دلار از محصولات نانو ساخت ایران به ۵۰ کشور دنیا صادر شده است.

ارزش دلاری حجم فروش محصولات نانو ساخت ایران در سال ۱۴۰۲ معادل ۱۶۲۰ میلیون دلار بوده است. این میزان با احتساب نرخ برابری قدرت خرید (PPP) معادل ۶۷۰۰ میلیون دلار می شود.

توسعه محصولات با نوآوری جهانی ایران

توسعه محصولات با نوآوری جهانی علاوه بر سند ملی توسعه علوم و فناوری نانو با اسناد بالادستی کشور از قبیل «بیانیه گام دوم انقلاب اسلامی» که بر عبور از مرز های دانش جهانی تاکید شده است یا «سیاست های کلی اقتصاد مقاومتی» که بر اساس درونزایی پیشرو بودن و برونگرایی بنا شده است کاملا همسو و همراستاست؛ سیاستی که منجر به افزایش قدرت رقابت و تاب آوری شرکت های ایرانی در عرصه بین المللی و به تبع آن افزایش قدرت سیاسی و اقتصادی کشور ایران شده است.

علاوه بر اسناد بالادستی این موضوع بار ها در سخنرانی های مختلف مقام معظم رهبری (مد ظله العالی) مورد تاکید قرار گرفته است. از جمله مهمترین آنها می توان به تکیه بر نوآوری در دیدار اردیبهشت ماه ۱۴۰۳ جمعی از فرماندهان عالی نیرو های مسلح تاکید بر توسعه محصولات مختص ایران در نمایشگاه توانمندی های تولید داخلی سال گذشته تاکید بر حرکت جدید و خیز جدید در دیدار نخبگان و استعداد های برتر علمی سال گذشته و تاکید بر آفرینش علمی در دیدار همین قشر در سال ۱۴۰۰ اشاره کرد.

در ادامه این گزارش سعی داریم محصولاتی با مبتنی بر فناوری نانو که دارای نوآوری جهانی با ارزش آفرینی بالا و توسعه دهندگان آنها در مسیر افزایش سطح بلوغ فناوری و تجاری سازی محصولات خود هستند معرفی کنیم.

نانو جاذب گرانولی؛ حذف آرسنیک از آب

آرسنیک یکی از آلودگی های خطرناک در آب آشامیدنی است. مشکلات اصلی جاذب های رایج دشواری تامین مواد خام برای تولید مقیاس بالا ظرفیت جذب پایین استحکام مکانیکی و شیمیایی پایین تحمیل هزینه مازاد برای فرآیند های جداسازی بیشتر و به خصوص اسیدی کردن آب برای ایجاد شرایط مساعد برای عملکرد جاذب است. همچنین به دلیل نشست جاذب به آب رنگ آب متمایل به قرمز می شود که تاثیر روانی بر مردم دارد.

تولید یک جاذب کامپوزیت با لایه فعال سطحی می تواند همزمان از طریق چند سازو کار گونه های آرسنیک را از آب حذف کند. این محصول جدید که توسط گروهی از پژوهشگران یکی از شرکت های دانش بنیان ساخته شده است در مقایسه با نمونه تجاری دارای ظرفیت جذب تا ۳ برابر استحکام مکانیکی تا ۲۰ درصد بیشتر و عملکرد مناسب در PH خنثی است.

این محصول از مزایایی همانند کاهش هزینه جاذب تا ۵۰ درصد رنگ و بوی مطبوع آب طبیعی و سهولت بیشتر جهت استفاده پیمانکاربرخوردار است.

Technetium (۹۹mTc) Tilmanocept؛ ماده موثر رادیو دارو

جهت درمان سرطان هایی مانند پستان با عمل جراحی حجم وسیعی از بافت سرطان و غدد لنفاوی برداشته شده که منجر به عوارض بالایی برای بیمار می شود. داروی Tilmanocept جهت حل این معضل و از طرفی تشخیص زودهنگام و دقیق بافت های سرطانی ساخته شده اما در حال حاضر این محصول بسیار گران قیمت بوده تولید آن نیز صرفا در اختیار کشور آمریکا و دور از دسترس عموم مردم جهان است.

اکنون یکی از شرکت های دانش بنیان داروی سازی ایران با استفاده از یک راهکار جدید از معرف های خاصی جهت کنترل شکنندگی بستر پلیمری دارو در PH بالا استفاده کرده و همچنین با بهینه کردن متغیر های دما و زمان در فرایند تولید به دانش فنی اختصاصی تولید این محصول دست یافته است.

دسترس پذیری بسیار بالا و کاهش قیمت تا یک دهم نمونه های تجاری از جمله مزایای استفاده دارو با نوآوری جهانی است.

درمان نوین آلزایمر با استفاده از فناوری های فراصوت متمرکز و نانو حباب

با وجود افزایش روز افزون بیماری آلزایمر و عوارض سخت و طولانی مدت این بیماری در حال حاضر درمان موثری برای این بیماری شناسایی نشده است و روش های درمانی موجود تنها منجر به کاهش علائم بیماری می شوند. این امر به علت عدم دسترسی به نواحی اسیب دیده در عمق مغز و محدودیت عبور دارو از سد خونی مغزی (BBB) است بنابراین نیاز به راه حل های نوین جهت عبور از سد خونی مغز وجود دارد.

محصول تولیدی یکی از شرکت های دانش بنیان ایران بهره برداری همزمان از امواج متمرکز فراصوت و نانو حباب هاست که پتانسیل بالایی جهت ورود دارو به پارانشیم مغز و ایجاد سیستم دارورسانی هدفمند با حداکثر اثربخشی و حداقل اثرات نامطلوب جانبی دارد.

افزایش اثر بخشی دارو تا ۳۰ درصد کاهش میزان مصرف دارو به یک سوم و کاهش عوارض جانبی از جمله مزایای استفاده از این محصول است.

پایدار کننده هیبریدی برای تثبیت سازند های حساس به آب (شیل)

پایدار کننده های سازند شیل نقش کلیدی در عملیات حفاری و رسیدن به ذخایر نفت و گاز دارند. با تووجه به ممنوعیت سیالات حفاری پایه روغنی به دلیل مشکلات شدید زیست محیطی سیالات پایه آبی و پایدار کننده های آلی در حال گسترش هستند. محصولات فعلی بر پایه آب نیز معایبی از جمله حساسیت به تغییرات PH مهار محدود سازگاری اندک با دیگر افزایه ها و قیمت نسبت بالا را دارند بنابراین توسعه یک پایدار کننده نوین ضرورت دارد.

پژوهشگران یکی از شرکت های دانش بنیان با توسعه یک پایدار کننده مبتنی بر فناوری نانو خواص کوانتومی امکان بکارگیری همزمان مکانیزم های پایدار سازی فیزیکی شیمیایی و مکانیکی را فراهم کرده است که آن را به محصولی امیدوارکننده در افزایش پایداری چاه و راندمان کلی حفاری تبدیل می کند.

رفع چالش های زیست محیطی افزایش سرعت حفاری بیش از ۵۰ درصد بهبود کنترل تورم تا ۲۵ درصد نسبت به نمونه های تجاری از جمله مزایای این محصول محسوب می شوند.

ابرباتری اسید-سرب

باتری های اسید سرب به عنوان پرکاربردترین و قدیمی ترین باتری های صنعتی در صنایع مختلف از جمله برق نفت و گاز و صنایع دفاعی همواره با چالش کاهش طول عمر و ظرفیت پایین رو به رو هستند که این امر در بلند مدت منجر به افزایش هزینه های بهره برداری جهت تعویض باتری می شود بنابراین نیاز به بهبود کارآیی باتری با مواد سبک و کارامد وجود دارد.

در حال حاضر با کمک پژوهشگران یکی از شرکت های دانش بنیان ایران شبکه گرافنی پیوسته در صفحات باتری ضمن حفظ وزن محصول با ایجاد افزایش هدایت یونی و الکتریکی از خوردگی صفحات مثبت و سولفاته شدن صفحات منفی جلوگیری می کند که استفاده در شرایط نرخ جریان بالاتر و محدوده دمایی وسیع تر را ممکن می کند.

افزایش طول عمر بیش از ۲ برابر نمونه های تجاری افزایش ظرفیت تا ۲۵ درصد و کاهش هزینه ها در بلند مدت از مزایایی این محصول قلمداد می شوند.

الکترولیت جامد پلیمری باتری های لیتیومی

امروزه با توجه به حرکت جهان به سوی حمل و نقل پایدار شاهد اهمیت و کاربرد بیش از پیش وسایل نقلیه الکتریکی در جهان هستیم. باتری های لیتیوم یون (LIBS) به دلیل دانسیته انرژی نسبتاً بالاتر در مقایسه با همنوعان خود توانسته اند بازار دستگاه های قابل حمل (EVS) را تامین کنند با این حال وابستگی این نوع باتری ها به الکترولیت های مایع است که مشکلاتی از قبیل ایمنی پایین زمان شارژ بالا و چگال انرژی پایین را به همراه دارد.

پژوهشگران یکی از شرکت های دانش بنیان با استفاده از الکترولیت های جامد حاوی نانوساختار های فلز آلی- یک راهکار موثر با قابلیت مقیاس پذیری بالا به منظور دستیابی به ایمنی بهتر توان و چگالی انرژی بالاتر قابلیت هدایت یونی و خواص مکانیکی بهبود یافته در مقایسه با باتری های لیتیوم یون معمولی ارائه کرده اند.

افزایش ظرفیت باتری تا دو برابر کاهش زمان شارژ به کمتر از ۱۵ دقیقه و افزایش ایمنی از جمله مزایایی این محصول برشمرده می شود.

دستگاه تولید میکرونیدل به صورت خودکار و پیوسته

میکرونیدل های تجزیه پذیر یکی از روش های دارورسانی نوین و موثر از طریق پوست به شمار می آیند. استفاده از آنها عموما بدون درد است و در زمینه هایی از جمله واکسیناسیون درمان هدفمند سرطان های پوستی و زمینه های آرایشی و بهداشتی کاربرد دارند. چند مرحله ای بودن لزوم استفاده از تجهیزات متنوع و گران قیمت محدودیت انتخاب ماده اولیه و زمان بالای فرایند ساخت از مشکلاتی هستند که اکثر روش های ساخت میکرونیدل های تجزیه پذیر دارند.

پژوهشگران یکی از شرکت های دانش بنیان ایران با استفاده از دستگاهی که مبتنی بر روش DAB است میکرونیدل های تجزیه پذیری بدون نیاز به تجهیزات متنوع به صورت تک مرحله ای و در زمان بسیار کم (تقریبا۱۵ دقیقه) تولید کرده اند.

کاهش مراحل ساخت و سهولت بالا جهت استفاده مقیاس پذیری بسیار بالا و کاهش هزینه تولید تا ۵۰ درصد از جمله مزایای این استفاده از این محصول است.

نانو پرتو داروی پلیمری برای درمان هدفمند تومور ها

LU-177 یکی از رادیو دارو های اخیر است که امکان همزمان تشخیص و درمان انواع سرطان عصبی و غدد درون ریز را به صورت هدفمند دارد اما به علت قیمت نسبتا بالای این دارو و از سوی دیگر محدود بودن مراکز تشخیصی- درمانی علاوه بر تحمیل هزینه های زیاد تعداد بیماران کمی در سال قابلیت استفاده از این دارو را دارند.

در حال حاضر پژوهشگران یکی از شرکت های دانش بنیان نانو پرتو داروی پلیمری برای درمان هدفمند تومور های با منشا عصبی و غدد درون ریز تولید کرده اند؛ ایده آنها شامل طراحی و ترکیب پرتودارو با LU-177 نانوذرات با عدد اتمی بالا به همراه پوشش همزمان پلیمر زیست سازگار پلی اتیلن گلیکول است.

افزایش ۵۰ درصدی اثر پذیری کاهش تعداد جلسات درمان هزینه ها و عوارض و همچنین امکان بهره مندی تعداد بیماران بیشتر از جمله مزایای این محصول محسوب می شود.

دستگاه سایندهی چرخشی و پرداختکاری نانومتری

با روش های کلاسیک و تجهیزات سنتی نمی توان به کیفیت سطحی بیش از یک حد مشخص دست یافت و همچنین توانایی پرداختکاری سطوح پیچیده و فرم مهندسی خاص نیز وجود ندارد در حالی که با پیشرفت صنایع دستیابی به سطوح فوق دقیق و نانومتری مورد نیاز است.

پژوهشگران یک شرکت دانش بنیان برای رفع این مسئله راه حل نوینی ارائه داده اند؛ با حذف ابزار های کلاسیک و محدود و جایگزینی آن با یک مکانیزم تلفیقی جدید چرخشی و خمیر ساینده قابلیت دستیابی به زبری سطوح در ابعاد زیر ۱۰۰ نانومتر برای سطوح پیچیده و پرداخت همزمان سطوح داخلی و خارجی بدون تماس مستقیم بین ابزار و سطح قطعه وجود دارد.

بی نیاز به سیستم دفع فاضلاب و فیلتراسیون افزایش کیفیت سطح با کاربری آسان و قابلیت پرداخت همزمان چندین قطعه ارزان بودن دستگاه و فرایند تا یک دهم نمونه تجاری خارجی از مهمترین مزایای این محصول تلقی می شود.

پد خنک کننده بدن با کمک نانومواد درختسان

ایجاد آرامش و کاهش درد به خصوص در مواردی چون تب گرمازدگی اسپاسم های عضلانی و سردر های میگرنی یکی از نیاز های جامعه امروز است. از سوی دیگر کمپرس های یخ به عنوان محصول تجاری در بازار نیازمند فریز شدن اولیه است. این امر منجر به محدودیت استفاده از آن می شود که توسعه راهکار های مناسب را ضروری می سازد.

پژوهشگران یکی از شرکت های دانش بنیان برای رفع این مشکل موفق به طراحی و ساخت پد خنک کننده بدن با کمک نانومواد درختسان شده اند. ترکیب ژل های پلیمری با نانو مواد درختسان به صورت پد قابلیت چسبیدن بر بدن دارد که به موجب آن امکان خنک شدن موضعی بدن بدون نیاز به یخچال و یا فریزر فراهم می شود.

سهولت در استفاده بدون نیاز به منبع سرمایشی خاص جهت نگهداری و قابلیت استفاده در دفعات متعدد و به مدت طولانی از مزایایی استفاده از این محصول محسوب می شود.

سخن پایانی

هرچند این فناوری ظرفیت هایی بی بدیل برای توسعه در حوزه های مختلف نفت و انرژی بهداشت و سلامت آب و محیط زیست کشاورزی و بسته بندی خودرو رنگ و پوشش ساختمان منسوجات و…. ایجاد کرده است و زیربنای صنایع کلیدی در آینده به شمار می رود اما نبود زیرساخت های لازم و چالش های مدیریتی در بهره برداری از این ظرفیت ها موانعی برای تحقق کامل آن ایجاد می کند از اینرو امیدواریم چالش های این حوزه در ایران نیز با استفاده از رویکرد مأموریت گرا و تقویت همکاری های بین المللی برطرف شوند.