Nano Technologies

[donsaeid]

[donsaeid]

[donsaeid]

www.resurgence.org

[donsaeid]

مترجم :مانا رهبري

مشاهده نانومقياس



در اين مقاله،موضوعاتي همچون مجسم سازي دنياي نانو و تصويربرداري از مولكولها مورد بحث قرار گرفته و نكاتي براي انتقال بهتر مفاهيم از طريق تصاوير ارائه شده است.


يك مولكول آب شبيه چيست؟ يك لحظه فكر كنيد و آن را تصور نماييد. آيا دو حرف الفبا (O و H) با يك زيرنويس عددي در ذهنتان تصوير نمي*شود؟ آيا سه كره قرمز و سفيد شبيه يك بوم رنگ را تصور مي*كنيد؟ آيا ابري از الكترون*ها و سه هسته بسيار ريز را مجسم مي*كنيد؟ حالا DNA را تصور كنيد. اولين تصويري كه به ذهن شما مي*آيد چيست؟ شما هم مانند بسياري از مردم، يك الگوي نردباني شكل، مانند پلكان*هاي مارپيچ، كه بعضي وقت*ها داراي پله*هاي رنگي هستند را تصور مي*كنيد. شايد امروزه اين دو مولكول (آب و DNA) آشناترين مولكول*ها باشند.
بسياري مولكول*ها با نام*هايشان شناخته مي*شوند.هنگامي*كه شما به پني*سيلين يا نايلون اشاره مي*كنيد، بيشتر مردم مي*دانند كه در حال صبحت راجع به چه چيزي هستيد. بيشتر مردم در مورد آب و DNA در ذهن تصوير خوبي از اين دو مولكول دارندكه اين نتيجه نمايش مؤثر اين مولكول*هاست. تصاوير شماتيك فناوري*نانو در شكل (1) نشان داده شده* است. يكي به صورت تجربي و ديگري كاملاً حدسي . هر دوي اين تصاوير موضوع نانومقياس را در شكلي جالب و يادآوردني نشان مي*دهند. اشكالي از اين قبيل، قدرت بي*نظيري براي واقعي و ملموس كردن نانومقياس در دنياي آشناي ما دارند.

مجسم*سازي دنياي نامرئي

نياز به خلق تصاويري از اشياي كوچك*تر از طول موج نور، چالشي اساسي براي تصويرسازي مولكولي است. خوشبختانه، ما با تلاش*هاي بسيار و استفاده از ويژگي*هاي فيزيكي بنيادي مولكول*ها به اين هدف دست يافته*ايم. اگر ما در محدوده نانومتر يا همان جايي كه اتم*ها براي تشكيل مولكول*ها به هم مي*پيوندند، قرار داشته باشيم مي*توانيم (با اولين تقريب) با مولكول*ها به عنوان اشياي فيزيكي داراي شكل، اندازه و حالت، مانند اشياي آشناي دنياي اطرافمان رفتار كنيم. براي ايجاد يك تصوير از مولكول، دو مرحله مورد نياز است؛ اول آنكه تجسمي مجازي (representational metaphor)بكنيم كه زواياي برجسته يك مولكول را ضبط كند و آنها را به شكلي واضح و كاملاً قابل درك نشان دهد. اين تجسم مجازي سپس مي*تواند در قالب يك مدل درآمده، با به*كارگيري تمامي روش*هاي گرافيك رايانه*اي يا رسانه**هاي متداول پردازش شود. انتخاب اين متافورها نياز به مهارت زيادي دارد. بيشترين استعداد و زيركي براي نمايش مولكولي در اين مرحله صرف مي*شود. با نگاه به تصاوير زيست*مولكولي كه دهه*هاست با اين مشكل دست به گريبان است، سه متافور متفاوت وجود دارد كه در آزمايش زمان مقاومت كرده*اند. هر نوع تصويربرداري، يك يا چند ويژگي* از مولكول را ثبت كرده، ولي بسياري از ويژگي*هاي ديگر را بايد كنار بگذارد. اولين متافور، هندسه هم*ظرفيت از مولكول*ها را ثبت مي*كند. دياگرام*هاي به*كار گرفته شده در شيمي و بيوشيمي، آشناترين مثال*ها از اين متافور هستند. خطوط، پيوندهاي هم*ظرفيت را ترسيم مي*كنند و حروف براي نشان دادن نوع اتم*ها به*كار مي*روند. با حركت دادن آنها در سه بعد، اين اشكال به دياگرام*هاي قاب سيمي (wireframe) يا ميله و گلوله (ball- and- stick) تبديل مي*شوند كه امكان نمايش آنها به صورت اشكال رايانه*اي تعاملي وجود دارد. اين نوع از دياگرام*ها براي درك طبيعت شيميايي بنيادي مولكولي مناسب است؛ اما در مورد شكل و اندازه به بيننده حس خوبي ارائه نمي*دهند. براي ارائه بهتر شكل مولكولي، مدل فضا پركن مطرح شد.
در اين مدل هر كره نمايانگر يك اتم است. اين اشكال، فضايي كه الكترون*ها اشغال كرده*اند را نمايش مي*دهند و معمولاً شبيه نماهاي ترسيم*شده در نقشه*هاي تراكمي الكتروني تجربي هستند. دياگرام*هاي فضا پركن، توده مولكولي* كه نشان*دهنده فضاي آزاد اشغال شده به وسيله الكترون*هاست را نشان مي*دهند. اين مولكول*هاي قلمبه در يكديگر گير كرده، و روي*هم سوار مي*شوند. دياگرام نواري شماتيك آخرين متافوري است كه براي تصويرسازي بيومولكولي استاندارد شد. پروتئين*ها و اسيدهاي نوكلئيك هر دو در زنجيره*هاي طولاني كنار هم چيده شده*اند و ساختاري فشرده را تشكيل مي*دهند. براي درك اين پيچش، دياگرام شماتيكي ترسيم شده است كه توپولوژي اين زنجيره را نشان مي*دهد. نردبان دوتايي مارپيچ DNA كه اولين بار توسط واتسون و كريك در روزنامه*اي مشهور معرفي شد يك نمونه، و دياگرام نوارها و پيكان*ها (ribbons-and-arrows) معرفي شده از سوي جين ريچاردسون، نمونه*اي ديگر براي پروتئين*هاست. اين دياگرام*ها ابزارهاي ضروري براي درك پيچش بيومولكول*ها هستند. دياگرام*هاي نواري، فضا پركن و پيوندي (Bond)، هر يك تصاويري جداگانه از يك مولكول هستند. بقيه متافورها تلاش مي*كنند تا ويژگي*هاي ديگري از تعامل مولكول با محيط را ثبت كنند. نمونه وسيع به*كار گرفته شده، سطح مايع قابل دسترسي است، كه تعامل يك مولكول را با مولكول*هاي مايع ديگر در اطرافش نشان مي*دهد. يك پروب مولكول آب در تمام سطح مولكول حركت مي*كند و تمام نقاطي را كه لمس مي*كند، ذخيره مي*نمايد. پتانسيل*هاي الكترواستاتيك، ايده*اي مشابه است كه پروب آن به جاي مولكول مايع، يك ذره باردار است. تصاويري از فناوري*هاي بررسي پروب، مانند شكل (1)، نيز تصاويري تجربي از تعاملات هستند. در اين مورد، از تعامل بين مولكول و نوك تيز پروب براي ايجاد تصوير استفاده مي*شود.

تصويرسازي مولكولي امروزي

تصاوير مولكولي به عنوان بخشي ضروري در فناوري و علم نانومقياس مطرح هستند. قبلاً تصاوير مولكولي در محدوده كار محققان گرافيك رايانه*اي و تصويرسازان علمي قرار داشت، و چنانچه شما براي مقاله*اي نياز به عكس داشتيد، بايد به يك متخصص مراجعه مي*كرديد. اما امروزه با ابزارهاي بسياري كه به صورت رايگان در دسترس هستند محققان، دانش*آموزان و معلمان مي*توانند تصاوير مورد نياز خود را خلق كنند. اين ابزارها شامل جستجوگرهاي تعاملي سريع، مانند RasMol است كه مي*تواند ده*ها هزار اتم را با هر يك از روش*هايي كه در بالا توضيح داده شد، نمايش دهد. اين برنامه*ها قدرت شناسايي سريع و راحت مولكول*هاي كوچك و ساختارهاي زيست*مولكولي را دارند. همچنين برنامه*هاي زيادي براي خلق تصاوير با به*كارگيري فناوري*هاي ارائه هنري وجود دارد. براي شروع آشنايي با بسته*هاي نرم*افزاري قابل دسترس امروزي، به فهرست لينك*هاي موجود در بانك اطلاعاتي پروتئين (PDB: Protein Data Bank) نگاهي بيندازيد. تحقيق درباره تصويرسازي مولكولي كاري پوياست. يكي از جالبترين توسعه*هاي اخير، به*كارگيري زبان*هاي مفسر و مدولار مانند Python است. اين برنامه امكان تركيب آسان كاربردهاي علمي و ارائه (شكل ?) آنها را فراهم مي*كند. پيشرفت*هاي اخير ديگر شامل روش*هاي سريع پيش*نمونه*سازي (prototyping) براي خلق مدل*هاي فيزيكي ساده سه بعدي از مولكول*هاي پيچيده، و تحقيقات مستمر پيرامون روش*هاي مؤثر واقعيت مجازي براي تجربه عميق*تر است.


خطرات تصاوير

عكس*ها با خود خطر موزيانه*اي به همراه دارند: جذابيت تصاوير ممكن است باعث رقابت آنها با واقعيت*هاي علمي شود. خلق تصاوير ممكن است به گونه*اي باشد كه تخيل بر علم برتري يابد و دردسر وقتي به وجود مي*آيد كه اين تفاوت قابل تشخيص نباشد. علم فضا ده*ها سال پيش با اين چالش روبه*رو بود. در سال*هاي اوليه اكتشاف فضا، مردم گرايش خيلي زيادي به سمت تصاوير هنرمندانه داشتند. قبل از اينكه پا روي ماه بگذاريم يا حتي دوربيني به سياره*ها بفرستيم، هنرمنداني مانند چسلي بونستل ما را به آنجا بردند. اين تصاوير، هيجان مردم را بر*انگيخته، تخيل آنها را شعله*ور مي*كرد؛ ولي اين تصويرسازي*ها گمراه*كننده بود: اما به نظر مي*رسد تصاوير امروزي از سفر به ستارگان و جنگ ستارگان به واقع همان عكس*هايي است كه از فرود آمدن آپولو داشتيم. فناوري نانو نيز به طور خاص با اين خطر رو به *روست. با روش*هاي مدل*سازي مولكولي رايج، تمام روش*هاي مبتني بر مدل*هاي مولكولي قابل دسترس شده و گرافيست*هاي رايانه*اي مي*توانند تصاوير قابل *باوري از آنها را خلق كنند. بدون توضيح دقيق درباره آنچه نشان داده شده، معمولاً بسيار سخت است كه علم را از گمان، و واقعيت را از تخيل جدا كنيم.

زيبايي*شناسي

خلق يك تصوير مؤثر، چالشي دائمي محسوب مي*شود و مي*تواند منشأ لذت در عمليات اكتشاف و جستجوي نانومقياس باشد. در مقابل بايد گفت كه در روش*هاي علمي، تصويرسازي معمولاً شخصي است و به آزمايش*هاي فرد بستگي زيادي دارد. در اين بخش به توضيح چندين راهبرد كه براي شكل*گيري كار از آنها استفاده شده است مي*پردازيم. اولين و مهم*ترين قدم براي ايجاد يك تصوير، مشخص كردن مخاطبان آن است. در هنگام ايجاد يك عكس، لازم است نوعي از تصويرسازي را بيابيم كه بتواند ارتباط خوبي با بينندگانش برقرار كند.


شكل بالا شكل (7a )يك شكل تحقيقاتي است كه براي بيان يك نتيجه طراحي شده است. اين شكل براي يك مقاله علمي طراحي شده و مخاطبان آن دانشمندان هستند. شايد تنها هنرمندي به*كار گرفته شده در اين تصوير، استفاده از سطوح يكسان (isosurface) و منبع نور به جاي خاكستري (grayscale) ساده است كه تصوير سه بعدي ما را بهتر نشان مي*دهد. شكل سمت راست شكل (7b)براي مخاطبان غيرفني و نامحدودتري ترسيم شده است. اين شكل به نوعي طراحي شده تا به عنوان تصويري از فناوري*نانو* معرفي شود. اين شكل با معماري ماهرانه*اي پر شده است، مانند مرتفع*تر نشان دادن ابعاد و منابع نور رنگي غيرعادي كه اگر چه هيچ كاربرد علمي ندارد، ولي براي خلق يك تصوير مهيج و جالب مناسب است. از اين تصوير هرگز در مجلات علمي (برخي از كارشناسان شديداً به اين مورد اشاره كرده*اند) استفاده نمي*شود، ولي براي مقاله*اي در مجله تايم يا نيوزويك عالي است. همچنين توجه به پيش*فرض*هاي نرم*افزازي مهم است. هر نمايشگر مولكولي با دسته*اي از پيش*فرض*هايي كه برنامه*نويس انتخاب كرده، تنظيم شده است و ممكن است براي هر كاربرد جديدي مناسب نباشد. هيچ استانداردي براي اين پيش*فرض*ها وجود ندارد و معمولاً تصاوير توليد شده به وسيله هر برنامه، كاملاً با بقيه متفاوت است (شكل . آزمايش* انواع رنگ، چشم*انداز و نحوه نمايش، زمان زيادي مي*برد، اما در نهايت تصويرسازي مؤثر و بهتري ايجاد خواهد كرد. البته در تغيير برخي پيش فرض*ها بايد دقت كرد زيرا برخي رنگ*ها براي خيلي از شيمي*دان*ها و زيست*شناسان كاملاً آشنا و شناخته شده است و تغيير آنها موجب برداشت غلط در مخاطب مي*شود.


تصويرسازي مولكولي در آينده

به موازات پيشرفت علم و فناوري، چالش*هاي جديدي براي نمايش بصري آن به وجود مي*آيد كه بسياري از آنها چالش*هاي ناشي از مقياس است. معمولاً ساختارهاي بزرگ زيست*مولكولي مانند ريبوزوم*ها، محدوديت كمتري در ارائه تصاوير قابل درك دارند. همچنين تصويرسازي با چالش*هاي مفهومي بسياري روبه*روست، تا جايي*كه مبحث مولكولي آن قدر بيگانه است كه ما هنوز به دنبال متافورهاي مؤثر براي نمايش مي*گرديم. به طور قابل ملاحظه*اي، نمايش قابل درك ويژگي*هايي مانند الكترواستاتيك يا آب*گريزي، با مشكل روبه*روست و تصويرسازي ديناميك مولكولي، رشته*اي است كه هنوز در آغاز راه است. به هر حال از آنجايي كه علم نانومقياس روز به روز پيچيده*تر، جزيي*تر و موفق*تر مي*شود، بايد فناوري*هاي بصري براي واقعي*تر ساختن آن توسعه يابند

.................................................. ...............................................

منبع:ستاد ويژه توسعه فناوري نانو Iranian Nanotechnology Initiative

[donsaeid]

بررسي مقالات فناوري نانو در كشورهاي جهان، با استفاده از شاخص*هاي كمي و تعيين جايگاه ايران



بررسي مقالات علمي يك كشور جايگاه آن كشور در توليد علم و توانمندي علمي- تحقيقاتي آن در جهان را، نشان مي*دهد. براي اين منظور استفاده از شاخص*هاي كمي از اهميت زيادي برخوردار است. اين مقاله با استفاده از شاخص*هاي تعريف شده، به بررسي مقالات فناوري نانوي كشورهاي مختلف مربوط به سال*هاي 2000 تا 2005 كه در بانك اطلاعاتISI موجود است .پرداخته و طي آن سهم و جايگاه ايران در بين كشورهاي ديگر تعيين مي*گردد.


بررسي مقالات علمي يك كشور جايگاه آن كشور در توليد علم و توانمندي علمي تحقيقاتي آن در جهان را، نشان مي*دهد.
براي اين منظور استفاده از شاخص*هاي كمي از اهميت زيادي برخوردار است. اين مقاله با استفاده از شاخص*هاي تعريف شده، به بررسي مقالات فناوري نانوي كشورهاي مختلف مربوط به سال*هاي 2000 تا 2005 كه در بانك اطلاعاتISI موجود است پرداخته و طي آن سهم و جايگاه ايران در بين كشورهاي ديگر تعيين مي*گردد.
نتايج حاصل از اين بررسي نشان مي*دهد كه توسعه و پيشرفت علوم نانو با توسعه همه جانبه علمييك كشور ارتباط زيادي دارد. ايران در هر دو زمينه رتبه سي و ششم جهان را به خود اختصاص داده است. سهم ايران در شاخص*هاي سهم محلي و اولويت ملي در فناوري نانو رو به افزايش است؛ اما هنوز براي رسيدن به 15 كشور برتر در اين شاخص*ها فاصله زيادي باقي است. علاوه بر اين ايران بالاترين ميانگين رشد انتشار مقالات مرتبط با فناوري نانو را در فاصله زماني 2000 تا 2005 داشته است.
شاخص*هاي ديگري نظير سرانه مقالات فناوري نانو، تعداد محققان برتر و ميزان همكاري آنها نيز براي كشورهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. همچنين بررسي مقالات مرتبط با دستگاه*هاي تعيين مشخصات، از تأثير مستقيم اين دستگاه*ها بر آمار مقالات منتشر شده در فناوري نانو حكايت دارد؛ لذا براي رشد بيشتر در اين زمينه بايد به توانايي فني و تجهيزاتي در دستگاههاي آناليزي توجه بيشتري شود.

كلمات كليدي: فناوري نانو، شاخص توانايي علمي، سهم محلي، اولويت ملي، دستگاه هاي تعيين مشخصات، مقالات علمي

مقدمه

سرعت روزافزون رشد و توسعه فناوري نانو در سال*هاي اخير اهميت آگاهي از پيشرفت*هاي صورت گرفته در تحقيقات كشورهاي مختلف را ايجاب مي*كند. دستاوردهاي كاربردي و صنعتي، پيامد انتشارات و اختراعات در علوم و فناوري هستند و رابطه بين علم و فناوري اغلب بر حسب اختراعات و مقالات علمي و تعداد ارجاعات آنها تحليل مي*شود[1و2]؛ ازاين رو، مقالات، شاخص مهمي در علم به حساب مي*آيند و تحليل آنها روشي مناسب براي ارزيابي موفقيت پروژه*هاي علمي- تحقيقاتي،يا به عبارت بهتر توان علمييك كشور محسوب مي*شود[3]. هدف از اين مطالعه، بررسي مقالات فناوري نانو با استفاده از شاخص*هاي كمي است.
در اين مقاله به منظور غربال دقيق*تر مقالات فناوري نانو و خطاي كمتر، از عبارت جستجوي كامل*تري استفاده شد كه بيشترين تعداد عناصر پايه فناوري نانو را دربر مي*گيرد. همچنين ضمن استفاده از شاخص*هاي كمي موجود، شاخص*هاي جديدي معرفي و روابط بين شاخص*ها تا حد امكان بررسي شد.

2. روش كار

براي به دست آوردن اطلاعات آماري مورد نياز، مقالات مربوط به فناوري نانو و كل مقالات علمي تك*تك كشورها جستجو و ثبت شد. عبارت جستجويي12 كه براي اين تحقيق استفاده شد علاوه بر آنكه اكثر عناصر پايه فناوري نانو را در برمي*گيرد، مقالاتي را كه داراي كلمه نانو هستند؛ ولي ارتباطي با فناوري نانو ندارند را با تقريب خوبي غربال مي*كند.
جستجوي مقالات كشورهاي مختلف با اين عبارت و در بازه زماني 2000 تا 2005 با استفاده از پايگاه داده ISI انجام گرفت. اطلاعات آماري ديگر نظير جمعيت كشورها از سايت http://www.photius.com/rankings/population.html و ميزان درآمد ناخالص ملي كشورهاي مختلف(GDP)، از سايت http://www.infoplease.com/ipa/A874911.html تهيه شد. در مرحله بعد مقدار هريك از شاخص*هاي مذكور از طريق روابط بالا، براي سال*هاي مورد نظر محاسبه و مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. براي تعيين ميزان دسترسي مؤثر محققان به دستگاه*هاي تعيين مشخصات، تعداد كل مقالات مرتبطيا غيرمرتبط با فناوري نانو كه در آنها ازيكي از پنج روش برتر تعيين مشخصات در فناوري نانو (TEM، XRD، AFM، FTIR، SEM) استفاده شده است، به عنوان معياري از تعداد دستگاه*هاي موجود در دسترس محققان، جستجو و ثبت شدند. همچنين از آنجا كه به*دست آوردن تعداد واقعي محققان فعال در فناوري نانو براي همه كشورها ممكن نيست، تعداد محققاني كه بيش از سه مقاله دارند، در برخي از كشورها كه موقعيت نزديك*تري به ايران دارند، جستجو و ثبت شد.

3 . نتيجه بحث

نتايج حاصل از بررسي مقالات فناوري نانوي كشورهاي مختلف با استفاده از شاخص*هاي فوق به شرح زير است:

3-1. شاخص*هاي توانمندي علمي آمار كل مقالات علمي و مقالات مربوط به فناوري نانو در هر كشور در سال*هاي 2000 تا 2005 جستجو شد و با استفاده از آنها شاخص*هاي توانمندي علمي كلي و توانمندي علوم نانو به دست آمد. در شاخص توانمندي علوم نانو در سال 2005 كشورهاي آمريكا، چين، ژاپن، آلمان و فرانسه به*ترتيب با 8/19 ، 15 ، 3/ 9، 3/7 و 1/5 درصد در رده*هاي اول تا پنجم قرار دارند. كشورهاي ايرلند، روماني، تركيه، پرتغال و آرژانتين به ترتيب با سهم 43/0 ، 40/0 ، 36/0 ، 33/0 و 29/0 درصد در رتبه*هاي 31 تا 35 ، ايران با سهم 21/0 درصد در رده 36 و بلغارستان، اسلواكي، اسلووني و نروژ با سهم كمتر از ايران در رده*هاي 37 تا40 قرار دارند. ايران در بين كشورهاي اسلامي و منطقه، بعد از تركيه در رده دوم قرار دارد و كشورهاي مالزي، مصر، تونس، الجزاير، مراكش و ساير كشورهاي منطقه در رده*هاي پايين*تر از ايران قرار دارند. در بين كشورهاي آسيايي نيز ايران هشتمين كشور در توليد علم در فناوري نانو به حساب مي*آيد.
در رده*بندي كشورها براساس شاخص توانمندي عمومي در سال 2005 ،آمريكا با 13 درصد، ژاپن 9/7 درصد، آلمان 6/7 درصد، انگلستان 6/7 درصد و چين 3/7 درصد در رده*هاي نخست قرار گرفته*اند. ايرلند، نيوزلند، پرتغال، آرژانتين و مجارستان به ترتيب با سهم 6/0 ، 55/0 ، 54/0 ، 53/0 و51/0 درصد در رده*هاي 31 تا 35 قرار دارند. ايران نيز همانند رده*بندي شاخص توانمندي علمي فناوري نانو رتبه 36 را با سهم 5/0درصد به خود اختصاص داده است و كشورهاي آفريقاي جنوبي، اكراين، شيلي و مصر با سهم 48/0، 42/0، 42/0 و 40/0 درصد، بعد از ايران قرار گرفته*اند. ايران در بين كشورهاي اسلامي و منطقه، بعد از تركيه در مقام دوم قرار دارد و كشورهاي مصر، مالزي، عربستان صعودي، تونس، پاكستان، مراكش و ساير كشورهاي اسلامي پايين*تر از ايران قرار گرفته اند.
در بين كشورهاي آسيايي نيز ايران هفتمين كشور در توليد علم به حساب مي*آيد. در شكل (1) شاخص توانمندي عمومي و توانمندي فناوري نانو براي كشورهاي مختلف در سال 2005 نشان داده شده است. در اين شكل موقعيت هر كشور،* توانايي آن را در توليد علم در هر دو زمينه نشان مي*دهد. پراكندگي نسبتاًيكنواخت نقاط(R2 = 0/89)، حوليك خط راست نيز بيانگر تأثيرگذاري متقابل اين دو شاخص بريكديگر است كه به صورت معادله Y=11/1 X 11/1 در شكل نشان داده شده است. X شاخص كلي توانمندي علمي و Y شاخص توانمندي علمي در فناوري نانو است. به بيان ديگر كشورهايي كه از توانمندي عمومي بالاتري برخوردارند، در زمينه توليد علوم نانو نيز داراي توانايي و سهم بيشتري هستند. اين امر در مورد كشورهاي توسعه*يافته مصداق بيشتري دارد. شيب اين خط تقريبا معادل متوسط سهم جهاني فناوري نانو است. كشورهايي كه در بالاي اين خط قرار دارند از توانايي علمي بيشتر از حد متوسط جهاني در فناوري نانو برخوردارند و برعكس كشورهايي كه در زير اين خط قرار دارند به توليد علم در فناوري نانو توجه كمتري داشته*اند.
مشابه اين نمودار براي سال*هاي 2000 تا 2004 نيز رسم شده است كه نتايج آن در جدول (1) ارائه شده است. مطابق اين جدول تا سال 2004 رابطه بين دو شاخص مذكور خطي بوده است، درحالي كه در سال 2005 به صورتيك معادله توان دار درآمده است. علاوه بر اين، اثرپذيري شاخص توانمندي فناوري نانو از شاخص توانمندي عمومي نيز افزايش يافته است (ضريب A از 06/1 به 15/1 افزايش پيدا كرده است). همچنين با گذشت زمان مقدار R2 كم شده است كه اين امر نشان*دهنده كاهش پيروي داده*ها از رابطه به دست آمده، است؛ بدين معني كه قدرت فناوري نانو به*تدريج تابع سياست*هاي كشورها در امر فناوري نانو مي*شود تا توانمندي علمي آنها. 3-2. سرانه مقالات فناوري نانو سرانه مقالات فناوري نانو در ايران و ساير كشورها در سال*هاي 2003 تا 2005 نيز محاسبه و به صورت تعداد مقالات به*ازاي هر صد هزار نفر بيان شد. ميزان اين شاخص تقريباً براي تمام كشورها در سال 2005 افزايشيافته است. ايران در سال 2003 و 2004 به ترتيب با تعداد 05/0 و 08/0 مقاله به*ازاي هر صد هزار نفر در رتبه 73 و70 قرار داشت؛ ولي در سال 2005 با تعداد 2/0 مقاله به ازاي هر صد هزار نفر به رتبه 63 صعود كرده است.
سنگاپور، سوئيس، اسرائيل، سوئد و ايرلند به*ترتيب با تعداد 9/15، 4/10، 5/8، 7 و2/6 مقاله به*ازاي هر صد هزار نفر در سال 2005 رده*هاي اول تا پنجم را به خود اختصاص داده*اند. به*منظور پيدا كردن رابطه* احتمالي بين سرانه مقالات فناوري نانو و سرانه توليد ناخالص ملي، موقعيت كشورهاي مختلف براساس اين دو شاخص در شكل (2) نشان داده شده است؛ سنگاپور و اسرائيل تنها كشورهايي هستند كه با داشتن سرانه توليد ناخالص متوسط داراي سرانه مقالات بيش از متوسط هستند. اكثر كشورهاي توسعه*يافته، هم از نظر سرانه توليد ناخالص ملي و هم سرانه مقالات در محدوده مياني قرار دارند كه در بين آنها ايرلند و سوئد از وضعيت بهتري برخوردارند. نروژ و لوكزامبورگ نيز با داشتن سرانه توليد ناخالص ملي بالا سرانه مقالات پاييني دارند. ايران در هر دو شاخص در ناحيه ضعيفيا اندك قرار دارد.

[donsaeid]

3 3-. سهم رشته*ها و سازمان*هاي مختلف در انتشار مقالات فناوري نانو همان*طور كه شكل (3) مشاهده مي*دهد در بين رشته*هاي مختلف علوم مهندسي، رشته*هاي شيمي و فيزيك بيش از 60 درصد از مقالات علمي فناوري نانو را به خود اختصاص داده*اندكه، اين امر نشان*دهنده اهميت و نقش علوم پايه در توسعه دانش و توليد علم در حوزه فناوري نانو است. 2/34 درصد از اين مقالات مربوط به رشته شيمي و 4/28 درصد مربوط به فيزيك مي باشند. علم مواد با 4/19 درصد از مقالات فناوري نانو در رده سوم قرار دارد و رشته*هاي زيست و بيوشيمي، پزشكي، برق و مهندسي شيمي با اختلاف نسبتا? زياد نسبت به سه رشته اول در رتبه*هاي بعدي قرار دارند. رشته*هاي علوم هسته*اي و مهندسي پزشكي نيز احتمالاً به واسطه ارتباط كمتر با فناوري نانو كمترين سهم را در مقالات اين حوزه داشته*اند. روند تغييرات مقالات فناوري نانو در رشته*هاي مختلف در بازه زماني 2000 تا 2005 در جدول (2) نشان داده شده است.
در رشته شيمي رشد مقالات فناوري نانو از سال 2003 شتاب بيشتري گرفت، ولي به تدريج در حال رسيدن به حد اشباع است؛ در حالي كه درصد مقالات فناوري نانو مربوط به رشته فيزيك از همين سال سير نزولي داشته و تعداد مقالات اين رشته با شيب اندكي در حال كاهش است. در بين رشته*هاي مورد بررسي بيشترين سهم رشد مربوط به مقالات رشته مواد است. اين امر نشان مي*دهد كه به واسطه توانايي و پتانسيل فناوري نانو در دستيابي و توليد مواد پيشرفته و جديد با خواص منحصر*به*فرد، توجه و اهتمام محققان و دانشمندان علوم مواد به اين فناوري در حال افزايش است.
سه رشته زيست و بيوشيمي، پزشكي و مهندسي برق وضعيت تقريبا? مشابهي دارند و هر سه با شيب كمي در حال نزول هستند؛ در حالي كه تمايل و اقبال به فناوري نانو در رشته مهندسي شيمي اگرچه نسبت به رشته*هاي مذكور كمتر است، ولي از سال 2003 روند صعودي را در پيش گرفته است. روند تغييرات مقالات فناوري نانو در رشته*هاي مكانيك و پليمر در مرحله انتهايي منحني s شكل توسعه خود قرار دارند.
سهم علوم هسته*اي نيز از مقالات فناوري نانو اندك و در حال كاهش است، ولي مهندسي پزشكي كمي در سال*هاي اخير رشد كمي داشته است. نمودار شكل (4) ميزان همكاري بين رشته*هاي مختلف را در مقالات فناوري نانو در سال*هاي مورد بررسي نشان مي*دهد. مطابق شكل صرف نظر از سال 2002، ميزان همكاري بين رشته*اي به طور خطي در حال افزايش است؛ اين امر نشان مي*دهد كه جنبه فرارشته*اي درتحقيقات فناوري نانو به تدريج در حال افزايش است و موضوعات روز در اين فناوري به مرحله*اي از پيشرفت و پيچيدگي رسيده*اند كه براي نيل به اهداف مورد نظر، همكاري محققان رشته*هاي مختلف بيش از گذشته احساس مي*شود. نقش سازمان*ها و مراكز علمي مختلف و ميزان همكاري آنها در انتشار مقالات مرتبط با فناوري نانو نيز مورد بررسي قرار گرفت كه نتايج آن در شكل*هاي(5)و(6) مشاهده مي*شود. دانشگاه*ها به عنوان اصلي*ترين مراكز تحقيق و توسعه، بيشترين سهم (5/59 درصد) را در زمنيه توليد علم در فناوري نانو دارند و در كنار آنها مؤسسات علمي با سهم 4/30 درصد در مقام دوم قرار گرفته*اند. با وجود اين، سهم شركت*ها، آزمايشگاه*هاي ملي، مؤسسات و مراكز نظامي خيلي كمتر است.
در ايران نيز مطابق انتظار، دانشگاه*ها بيشترين سهم را در انتشار مقالات فناوري نانو دارند، اما سهم آنها در مقايسه با سهم كلي دانشگاه*هاي دنيا در مقالات نانو بيشتر است. نزديك به سه چهارم از كل مقالات علمي ايران در فناوري نانو به دانشگاه*ها اختصاص دارد؛ در حالي كه اين مقدار براي دانشگاه*هاي دنيا حدود 60 درصد است(شكل5).
اين امر نشان دهنده توجه كمتر شركت*ها و مؤسسات علمي در ايران به توليد علم و تحقيق و توسعه در اين زمينه نسبت به ميانگين جهاني است. شكل (6) نيز نشان مي*دهد كه ميزان همكاري بين سازماني در جهان بيش از ميزان همكاري بين سازماني در ايران است. علاوه بر اين، ميزان اين همكاري، صرف نظر از نزول آن در سال 2005، تقريباً در طول سال*هاي گذشته ثابت بوده؛ در حالي كه در ايران پس از سال 2002 با شيب نسبتا? زيادي كاهشيافته، سير نزولي گرفته است كه اين امر حاكي از تعامل كمتر سازمان*ها و مراكز علمي در توسعه و پيشرفت علمي در فناوري نانواست.

3-4. شاخص*هاي سهم جهاني، محلي و اولويت ملي شكل*هاي(7)و(تغييرات شاخص*هاي سهم جهاني ومحلي، توانمندي علمي و اولويت ملي در فناوري نانو را براي ايران در بازه زماني 2000 تا 2005 نشان مي*دهند. مطابق اين منحني*ها سهم محلي ايران از فناوري نانو؛ يعني نسبت مقالات مربوط به فناوري نانو به كل مقالات علمي ايران در سال*هاي 2004 و 2005، رشد چشمگيري داشته است، ولي نسبت به شاخص سهم جهاني فناوري نانو كه به طور خطي در حال رشد است، خيلي كمتر است.
در دو شاخص ديگر نيز روند تغييرات مشابه شاخص سهم محلي است. در هر سه شاخص مذكور در سال 2003 افت نسبتاً محسوسي مشاهده مي*شود. در شكل (10) رتبه ايران در اين سه شاخص نشان داده شده است. درصد رشد سالانه مقالات فناوري نانو ايران و كشورهاي ديگر در هر سال محاسبه شد. آمار مربوط به ايران در شكل (10) آمده است. مطابق اين آمار بيشترين درصد رشد در سال 2005 و كمترين آن مربوط به سال2003 است.
ميانگين درصد رشد مقالات نانوفناوري ايران در اين پنج سال 75/43 درصد است كه از اين حيث در ميان تمام كشورهاي مورد بررسي بالاترين درصد رشد را داشته و در صدر قرار دارد و كشورهاي تايلند، تايوان، نروژ، كره جنوبي، آفريقاي جنوبي و چين هم در رده*هاي بعدي قرار دارند. 3-5. نقش دستگاه*هاي تعيين مشخصات به*منظور بررسي وابستگي تحقيقات و توليد علم در فناوري نانو با دسترسي به دستگاه*هاي تعيين مشخصات،* تعداد كل مقالات هر كشور كه در آنها حداقل از يكي از پنج روش برتر تعيين مشخصات (TEM، XRD،* AFM، FTIR و SEM) استفاده شده، به عنوان معياري از تعداد اين دستگاه، در سال 2005 جستجو شد كه از لحاظ آماري پنج كشور آمريكا، چين، ژاپن، آلمان و فرانسه در رده*هاي نخست و ايران در رتبه 32 قرار گرفته است. نمودار شكل(11) شمار مقالات مربوط به پنج دستگاه را بر حسب تعداد مقالات فناوري نانو در سال 2005 براي هر يك از كشورهاي مورد بررسي نشان مي*دهد كه مطابق شكل مي*توان با تقريب خوبي (R2=0/97) از تأثير زياد دسترسي به دستگاه*هاي تعيين مشخصات بر پيشرفت تحقيقات و علوم نانو سخن گفت. به عبارت ديگر، ميزان دسترسي مؤثر محققانيك كشور به دستگاه*هاي تعيين مشخصات، خود مي*تواند به عنوان معياري از پيشرفت آن كشور در علوم و فناوري شناخته شود.

3-6. تعداد محققان برتر به*منظور تعيين تعداد محققان برتر فناوري نانو، آن تعداد كه در سال*هاي 2004 و 2005 بيش از سه مقاله در فناوري نانو دارند، در سال*هاي مورد بررسي، جستجو شد. نتايج نشان مي*دهد كه تعداد اين محققان در ايران ازيك مورد در سال 2004 به 27 مورد در سال 2005 افزايشيافته و در رتبه بالاتري از كشورهايي نظير پرتغال، روماني و نروژ قرار دارد. مقدار شاخص تعامل محققان(تعداد محققان به*ازاي هر مقاله بين*المللي در فناوري نانو)، از طريق تعيين تعداد كل محققان فعال در اين فناوري ( داراي حداقليك مقاله بين*المللي) و تقسيم آن بر كل مقالات فناوري*نانو ايران و 19 كشور ديگر كه شاخص توليد علم نزديك*تري به ايران دارند، به دست آمد. كاهش مقدار اين شاخص در سال 2005 نسبت به سال 2004 نشان مي*دهد كه رشد تعداد مقالات فناوري*نانو در اين كشورها بيشتر از رشد تعداد محققان فعال در اين زمينه بوده است.
در شكل(12) نيز وضعيت اين 20 كشور بر حسب شاخص تعامل محققان و تعداد مقالات فناوري نانو در سال 2005 نمايش داده شده است. در ايران ميزان همكاري محققان بايكديگر، كمتر از بسياري از كشورهاي توسعهيافته است، ولي از كشورهاي آسيايي نظير هند، تايوان و سنگاپور كه توانمندي علمي خوبي در فناوري نانو دارند، بالاتر است. از طرف ديگر كاهش دو واحدي مقدار اين شاخص در ايران در سال 2005 را مي*توان به كاهش اعضاي گروه*هاي تحقيقاتييا به عبارت ديگر مشاركت كمتر بين*رشته*اييا تخصصي*تر شدن گروه*هاي پژوهشي نسبت داد.

4. نتيجه*گيري

ايران هم در زمينه توليد علم در فناوري نانو و هم در توليد كليه علوم در رده سي و ششم جهاني قرار دارد؛ در حالي كه سهم ايران از توليد كليه علوم بيش از دو برابر سهمش از توليد علم در فناوري نانو است. با توجه به اين آمار و تأثيرگذاري توانمندي علمي عمومي بر توانمندي علمي در فناوري نانو، مي*توان گفت كه با وجود اين كه ميانگين رشد سالانه علمي ايران در اين پنج سال در فناوري نانو، بيش از كشورهاي ديگر بوده است، پتانسيل زيادي براي گسترش تحقيقات در اين شاخص*ها وجود دارد.
شاخص سهم محلي در ايران تا شاخص سهم جهاني فاصله زيادي دارد. سهم ايران از شاخص*هاي توانمندي علمي و اولويت ملي در فناوري نانو نيز كمتر از يك درصد است و براي قرار گرفتن در بين 15 كشور برتر علمي در فناوري نانو فاصله زيادي در پيش دارد. با در نظر گرفتن روند فعلي در سال2010 چين بيشترين رشد را در زمينه توليد علم در فناوري نانو خواهد داشت و فاصله خود را با آمريكا كمتر خواهد كرد. كره جنوبي نيز به جايگاه پنجم صعود مي*كند ولي ساير كشورهاي پيشتاز تغييرات محسوسي را نشان نمي*دهند. ايران نيز با افزايش 62 درصدي در اين شاخص به رتبه 34 صعود خواهد كرد.
تأثيرگذاري تعداد مؤثر دستگاه*هاي تعيين مشخصات بر جايگاه علمي كشورها در فناوري نانو، بسيار زياد است. جايگاه فعلي ايران نيز در توانمندي علمي در فناوري نانو با ميزان دسترسي محققان ايراني به اين دستگاه*ها متناسب است؛ لذا براي رشد بيشتر در اين زمينه بايد به توانايي فني و تجهيزاتي در روش ها و دستگاه*هاي آناليزي ، توجه بيشتري شود.
ايران در زمينه تعداد محققان فعال در حوزه فناوري نانو پيشرفت خوبي در سال*هاي اخير داشته است. ولي شاخص تعامل محققان در ايران در سال 2005 نسبت به سال 2004 كاهش نسبتاً زيادي داشته است كه حاكي از استقبال كمتر از تعاملات بين رشته*اي و بين سازماني است

[donsaeid]

مديريت ريسك در فناوري*نانو



چالش*هاي زيادي در زمينه اداره ريسك در حوزه فناوري*نانو براي سياست*گذاران و تصميم*گيران در سازمان*ها و ملل مختلف وجود دارد. بررسي و تعديل مقررات موجود، همكاري و هماهنگي بين ذي*نفعان مختلف و مشاركت بخش*هاي دولتي از راهكارهاي مواجهه با اين چالش***هاست.


چكيده

در دنياي كنوني به علت نبود اطمينان، فرايند تصميم*گيري بسيار دشوار است. در اين مسير ابزارهاي مختلفي براي كمك به تصميم*گيران و تصميم*سازان به وجود آمده است مديريت ريسك با ارائه راهكارها و راهبرد*هاي بديع توانسته است روش*هاي نظام مندي براي شركت*هاي تجاري، توليدي و خدماتي و بانك*هاي تجاري خلق كند. براي در نظر گرفتن جنبه*هاي اجتماعي، اقتصادي و علمي تمام ذي نفعان مرتبط با تجزيه و تحليل ريسك و مخاطره، وجوديك چارچوب منسجم ضروري است.
كميته اداره بين*المللي ريسك (IRGC) مبنايي را براي چنين چارچوبي فراهم آورده است اين چارچوب داراي چهار مرحله پيش*ارزيابي، ارزيابي، سنجش و تعيين مشخصات و مديريت است. اين مقاله ضمن پرداختن به برخي مفاهيم ريسك، اجزاي چارچوب مورد نظر را تشريح مي*كند.

كلمات كليدي: مديريت ريسك، چارچوب، ارزيابي، مخاطره

مقدمه*اي بر مديريت ريسك

ريسك در زبان عرف عبارت است از تهديدي كه به علت اطمينان نداشتن به وقوع حادثه*اي در آينده، پيش مي*آيد و هر چقدر اين نبود اطمينان بيشتر باشد اصطلاحاً گفته مي*شود ريسك زيادتر است. مديريت ريسك نقش مهمي در عملكرد بهتر شركت*ها در ملل توسعهيافته ايفا مي*كند.يك چارچوب مناسب براي ارزيابي ريسك، چارچوبي است كه از نظر قانوني، سياسي، مالي و اجتماعي پايدار باشد و بستر قدرتمندي براييك جامعه قانونمند فراهم سازد به*طوري كه محيط مناسبي براي شهروندان فراهم آيد. اين چارچوب فعاليت سازماني دولت*، كسب*و*كارها، مؤسسات آموزشي و جامعه مدني بزرگتر را پوشش مي*دهد. دامنه مديريت ريسك را ريسك هاي مختلفي كه به جامعه تحميل مي*شود تعريف مي*كند. ريسك دو جزء دارد: احتمال پيامدهاي بالقوه شدت پيامدها. تجزيه و تحليل ريسك نه تنها پيامدهاي فيزيكي را پوشش مي*دهد، بلكه دربرگيرنده اثرات مالي سرمايه*گذاري اقتصادي، نهادها، فرهنگ و اثرات روانشناختي هم هست.
با توجه به ويژگي*هاي ريسك چهار گروه ريسك وجود دارد:

ساده
پيچيده
نامشخص
مبهم

بايد توجه داشت كه ريسك متفاوت از مخاطره است؛ ويژگي ذاتي عامل ريسكيا فرايندهاي مرتبط را مخاطره گويند، در حالي كه ريسك، اثر بالقوه مخاطره است كه ممكن است ناشي از عوامل خاصي همانند عوامل محيطي، سلامتي انسان*ها و. . . باشد. ممكن است ريسك براساس منشأ آن مانند عوامل فيزيكي، شيميايي، زيست*شناسي، نيروهاي طبيعي، ارتباطي- اجتماعي و مخاطرات پيچيده، طبقه*بندي گردد. براي در نظر گرفتن جنبه*هاي اجتماعي، اقتصادي و علمي تمام ذي*نفعان مرتبط با تجزيه و تحليل ريسك و مخاطره، وجوديك چارچوب منسجم ضروري است. كميته اداره بين*المللي ريسك (IRGC) ، كهيك بنياد مستقل است، مبنايي را براي چنين چارچوبي فرآهم آورده كه نه تنها ابعاد اجتماعي- فرهنگي و واقعي ريسك را پوشش مي*دهد، بلكه مشاركت، كه منجر به مديريت مناسب مي*گردد را نيز تشويق مي*نمايد.
مديريت ريسك چهار مرحله دارد كه عبارتند از:

پيش ارزيابي (pre- assessment)
ارزيابي (Appraisal)
سنجش و تعيين مشخصات (Evalluation & charactrisation)
مديريت.

لازم به ذكر است كه ارتباطات، هسته مركزي اين فرايند چرخشي را تشكيل مي*دهد. با افزايش علاقه نسبت به فناوري*نانو و توسعه كاربردهاي آن در جامعه، نيازمند چارچوبي براي پوشش دادن به موارد مختلف تأثيرگذار بر حوزه*هاي مختلف اين فناوري هستيم. كميته اداره بين*المللي ريسك(IRGC)يك چارچوب مفهومي براي فناوري*نانو ارائه كرده است كه توجه آن به سمت سناريوهاي مقرراتي فعلي، وضعيت بين*المللي و تعامل علم و سياست است؛ اين چارچوب با توجه به چهار نسل محصولات فناوري*نانو و ويژگي*هاي بالقوه آنها توسعهيافته است. پيش* ارزيابي: نسل*هاي چهارگانه محصولات فناوري*نانو نسل اول محصولات فناوري*نانو دربرگيرنده نانوساختارهاي غيرفعال (عامل ثابت) ، همانند پوشش*هاي نانوساختار ضدخش براي رنگ كاري است، نسل دوم، نانوساختارهاي فعال هستند، براي مثال حسگرهايي كه مي*توانند به تغيير در شرايط محيطي پاسخ دهند. نسل سوم نانوسيستم*هاي منسجم خواهند بود كه زير سيستم*هاي فعال را تركيب خواهند كرد، براي مثال اعضاي مصنوعي از عناصر نامقياس ساخته خواهند شد. انتظار مي*رود كه نسل چهارم مبتني بر سيستم*هاي مولكولي ناهمگن متكي بر رويكرد پايين به بالا باشد. جهت ساده*سازي اثر بالقوه رشد فزاينده اين فناوري ميان*رشته*اي براي توسعه راهبردهاي ريسك و مديريت ريسك، چهار نسل محصولات فناوري*نانو در دو گروه طبقه*بندي مي*شوند؛ طبقه اول شامل نسل اول محصولات فناوري*نانو و طبقه دوم شامل سه نسل باقي*مانده محصولات فناوري*نانو مي*باشند. اين طبقه*بندي چارچوب مناسبي را براي تصميم*گيران ارائه مي*كند تا از طريق آن بتوانند هر نوع ريسكي را ارزيابي و مديريت نمايند. چارچوب مذكور در جدول (1) نشان داده شده است.
ارزيابي ريسك
ارزيابي ريسك براي چارچوب اول شامل ارزيابي مخاطرات، و ريسكها با توجه به توسعه محصول است. در حال حاضر اطلاعات ما از ريسكهاي ايمني، سلامت و ريسكهاي زيست*محيطي كه به جامعه مربوط مي*شوند، محدود به نانومواد است. مخاطرات به حوزه*هايي مانند ميزان سمي بودن، سرطان*زايي، فرّار بودن، *آتش*گير بودن، نفوذپذيري و تجمع در سلول*ها مربوط مي*شود. ريسك ها به ريسك هاي سلامت انسان، انفجار و زيست**محيطي تقسيم مي*شود. ريسكهاي سياسي و اجتماعي با توجه به جهت و سطح توسعه تحقيقات فناوري*نانو به وجود مي*آيند. ريسك ديگري نيز وجود دارد و آن وجود شكاف آموزشي بين ذي*نفعان مختلف است كه مي*تواند منجر به از دست رفتن فرصت*هاي نوآورانه گردد. ارزيابي ريسك براي چارچوب دوم به دليل نداشتن درك كامل از اثرات زيست*محيطي، شيميايي و فيزيكي نانوساختارها مشكل*تر است. ارزيابي ريسك و تعيين مشخصات آن مرحله سوم، تعيين مشخصات و ارزيابي ريسك فناوري*نانو در رابطه با چارچوب*هاي دوگانه است. به طور كلي ريسك به ساده، پيچيده، نامعين (مبهم) طبقه*بندي مي*شود. ريسك ساده داراي روابط علي- معلولي مشخصي براي عناصر و اثرات آنهاست. ريسك پيچيده ريسكي است كه در آن شناسايي روابط علي و اثرات آنها دشوار است. در اين ريسك اطلاعات كافي درباره روابط علي و معلولي و اثرات آنها در توسعه فناوري وجود ندارد. ريسك مبهم نيز به كامل نبودن دانش مربوط مي*شود؛يعني با دانش موجود، به مفروضات و پيش*بيني*هاي مبهم اتكا نماييم. ريسك مبهم تعابير مختلفي دارد، زيرا بر فقدان درك صحيح از پديده و اثرات آنها دلالت دارد. دانش چارچوبيك، براي نانوساختارهاي غيرفعال كه اثرات كمي بر مسائل اجتماعي دارند، پيچيده در نظر گرفته مي*شود. در چارچوب دوم، دانش مربوط به نانوساختارهاي فعال به خاطر فقدان ريسك مربوط به دانش فني، مبهم در نظر گرفته مي*شود. دانش مربوط به نانوسيستم*هاي منسجم و سيستم*هاي مولكولي نيز به دليل فقدان شفافيت در توسعه علمي و فناوري و اثرشان بر جامعه، مبهم در نظر گرفته مي*شوند.
مديريت ريسك
هدف راهبردهاي مديريت ريسك كه در ادامه ارائه مي*گردند، سازمان*دهي مخاطرات مربوط به جامعه از طريق تدوين مقياس*هايي براي اجتناب، جلوگيري، كاهش و انتقال ريسك است؛ با توجه به ميان*رشته*اي بودن فناوري*نانو وكاربردهايش در بخش*هاي مختلف، اين امر مستلزميك رويكرد تكاملي است. براي نانوساختارهاي غيرفعال، راهبردهاي مديريت ريسك شامل توسعه روش*هاي آزمايش و شناسايي بهترين روش*هاي اندازه*گيري ميزان سميت است. راهبردهاي ديگر شامل توسعه فرايندها و محصولات جديد است كه مي*توانند فرايند توسعه فناوري را استاندارد سازند. محصولات فناوري*نانو نيازمند آزمايش پيش بازاريابي براي بررسي اثرات محيطي و سلامت، ارزيابي چرخه حيات و ملاحظات مربوط به ريسك هاي ثانويه مي*باشند. براي مديريت ريسك هاي معارضه محصولات، توسعه روش*هاي تجزيه و تحليل نانومواد به همراه روش*هايي براي كاهش معارضه توسعه الزامي است. راهبرد مديريت ريسك نهادي، داشتن ارتباط نظام*مند بين صنعت و دولت را مورد تأكيد قرار مي*دهد و نياز به وجود شفافيت در تصميم**گيري براي R&D و سرمايه*گذاري را ضروري مي*داند. راهبردهايي* كه در بالا به آنها اشاره شد براي محصولات چارچوب دوم نيز قابل كاربرد است. شكاف دانش مربوط به محصولات چارچوب دوم نيازمند رويكرد مشاركتي و فعال جهت پاسخ به توسعه*هاي جديد است.

نسل*هاي مختلف محصولات فناوري نانو ويژگي*هاي محصول
چارچوب يك اول نانوساختارهاي غيرفعال
چارچوب دو دوم نانوساختارهاي فعال
سوم نانوسيستم*هاي منسجم
چهارم سيستم*هاي مولكولي

ارتباطات ريسك

رويكرد عملياتي مناسب براي ارتباطات ريسك بين تمام ذي*نفعان مرتبط، مي*تواند در برگيرنده اطلاعات عيني درباره منافع و اثرات جانبي ناخواسته فناوري*نانو باشد. جهاني بودن ماهيت توسعه فناوري ممكن است نيازمند مشاركت همه ملل، تشويق مشاركت بخش خصوصي و دولتي و توسعه استاندارد*ها و شيوه*هاي مناسب باشد.

نتيجه*گيري

چالش*هاي مربوط به مديريت ريسك در فناوري*نانو با فناوري*هايي همانند انرژي هسته*اي و ژنتيك تفاوت ندارد. به گفته آقاي روكو، مشاور ارشد بنياد ملي علوم آمريكا (NSF)، "علي*رغم اين كه فناوري*نانو داراي ويژگي*هاي منحصربه*فردي است، ولي بسياري از پيشنهادها و سياست*گذاري*هاي مطرح شده در حوزه*هاي ديگر مي*توانند براي اداره ريسك در فناوري*نانو استفاده شوند". چالش*هاي زيادي در زمينه اداره ريسك در حوزه فناوري*نانو براي سياست*گذاران و تصميم*گيران در سازمان*ها و ملل مختلف وجود دارد. بررسي و تعديل مقررات موجود، همكاري و هماهنگي بين ذي*نفعان مختلف و مشاركت بخش*هاي دولتي از راهكارهاي مواجهه با اين چالش***هاس

[donsaeid]

مترجم : ابراهيم عنايتي

*كاربرد و ريسك*هاي فناوري*نانو در ساختمان*سازي

صنعت ساختمان سازي از صنايعي است كه فناوري*نانو مي**تواند در آن كاربرد زيادي داشته باشد.در اين مقاله ضمن اشاره به برخي از كاربردهاي فناوري*نانو، ريسك*هاي مربوط به اين كاربردها نيز مورد بحث و بررسي قرار مي*گيرند.


چكيده

صنعت ساختمان سازي از صنايعي است كه فناوري*نانو مي**تواند در آن كاربرد زيادي داشته باشد. به زودي حسگرهاي ارزان قيمت براي كنترل لرزش*ها، پوسيدگي*ها و ديگر ملاحظات عملكردي در ساختمان*سازي، وارد بازار خواهند شد. انتظار مي*رود تا سال 2012 بازار حسگرهاي فناوري*نانو به رقم 2/17ميليارد دلار برسد. با افزايش كاربردهاي فناوري*نانو در ساختمان*سازي و پيامدهايي كه اين كاربرد*ها بر روي سلامت انسان و زندگي خصوصي افراد دارند، بررسي ريسك*هاي مرتبط با اين كاربردها امري ضروري است.

كلمات كليدي: ساختمان سازي، ريسك، ارزيابي

مقدمه

طبق برآوردها، تجهيزات ساختماني سالانه هزار ميليارد دلار درآمد ايجاد مي*كند. صنعت تجهيزات ساختماني يكي از صنايعي است كه فناوري*نانو و نانومواد مي*توانند كاربرد وسيعي در آن داشته باشند. در حال حاضر فناوري*نانو در برخي محصولات و تجهيزات ساختمان*سازي مانند پنجره*هاي خود تميزشونده و صفحات خورشيدي منعطف براي رنگ*آميزي ساختمان*ها، مورد استفاده قرار مي*گيرد. البته كاربردهاي بسياري؛ مانند بتن*هاي خود ترميم شونده، مواد ضد اشعه ماوراء*بنفش و تابش مادون*قرمز، پوشش* ضد مه و سقف*ها و ديوارهاي منتشر كننده نور نيز در حال توسعه مي*باشند. امروزه حسگرهاي توانمند فناوري*نانو قادرند درجه حرارت، رطوبت و ذرات سمي معلق در هوا را كنترل كنند.
انتظار مي*رود بازار حسگرهاي فناوري*نانو تا سال 2012 به 2/17 ميليارد دلار برسد. به زودي حسگرهاي ارزان*قيمت براي كنترل لرزش*ها، پوسيدگي*ها و ديگر ملاحظات عملكردي در ساختمان*سازي، وارد بازار خواهند شد. فناوري*نانو به سرعت باطري*ها و وسايل بدون سيم مورد استفاده در اين حسگرها را بهبود مي*دهد. حسگرها در آينده*اي نه چندان دور در ساختمان*ها، براي جمع*آوري اطلاعات درباره محيط و كاربردهاي ساختمان*سازي، مورد استفاده قرار مي*گيرند.
عناصر تشكيل*دهنده ساختمان*ها و بناها، هوشمند خواهند شد. البته نانوحسگرها و مواد ساختمان*سازي نانويي سؤالاتي را براي طراحان، سازندگان، مالكان و استفاده*كنندگان از ساختمان*ها ايجاد كرده است. اما آنچه كه بديهي به نظر مي*رسد اين است كه ساختمان*ها، هوشمند مي*شوند و نانومواد به عنوان يكي از عناصر اصلي ساختمان مد نظر قرار مي*گيرد.

2. ريسك*هاي سلامت و محيط زيست

بدون شك ساختمان*ها يكي از حوزه*هاي اصلي تماس انسان*ها با نانوذرات از طريق تنفس يا جذب از طريق پوست هستند. هم*اكنون در سيستم*هاي تصفيه هواي ساختمان از كاتاليست*هاي فلزي نانومقياس و ديگر كاربردهاي فناوري*نانو براي از بين بردن آلوده*كننده*هاي هوا، استفاده مي*شود. نانو*ذرات موجود در اين فيلترها مي*توانند از طريق هوا در ساختمان منتشر و وارد بدن انسان شوند. بايد درباره اثرات سلامتي نانوذرات كه از طريق تنفس به بدن نفوذ مي*كنند تحقيقات دقيقي انجام گيرد. ممكن است نانوذرات از طريق محصولات تميز كننده و روكش*ها نيز منتشر شوند. توليدكنندگان نانوفيلترها، محصولات تميز كننده و روكش*ها اظهار مي*كنند فناوري*نانو اين محصولات را از نظر محيطي نسبت به ساير محصولات بي*خطر*تر مي*كند.
ما هم اكنون نانوذرات را از طريق دامنه گسترده*اي از محصولات، از صفحات خورشيدي تا وسايل آرايش، بدون داشتن اثرات مضر آشكار جذب مي*كنيم. اگر آب مورد استفاده در ساختمان*ها از طريق نانوفيلترهاي موجود در بازار تصفيه شود ممكن است نانوذرات وارد بدن شوند. انتشار نانوذرات در محيط ممكن است اثرات مخربي بر محيط زيست داشته باشد.
ممكن است پاك كننده*ها نيز از طريق سيستم*هاي دفع فاضلاب ساختمان*ها وارد محيط* زيست شوند. در حالي كه نانوفيلترها پاك بودن آب و هواي خروجي از ساختمان*ها را تضمين مي*كنند، اثرات زيست*محيطي نانوذرات بايد به وسيله معماران و محققان مورد بررسي قرار گيرد.

3. ريسك*هاي اجتماعي

در صورتي كه حسگرها بسيار رايج شوند نوع كاملاً متفاوتي از ريسك ممكن است به وجود آيد. ممكن است با استفاده گسترده از عناصر هوشمند در ساختمان*سازي، حريم خصوصي افراد در معرض خطر قرار گيرد. هم*اكنون فناوري*هاي بدون سيم مانند تلفن*هاي همراه در حال گسترش است. در اسپانيا، مكزيك و آمريكا ساكنان ساختمان*ها از طريق تراشه**هاي كار گذاشته شده در ساختمان*ها كنترل مي*شوند. با گسترش فناوري*هاي كنترل كننده پاسخ استفاده كنندگان چه خواهد بود؟ سؤالي كه درباره حريم خصوصي افراد، مطرح مي*شود اين است كه چه كسي محيط ساختمان*ها را كنترل مي*كند و اين عمل را چطور انجام مي*دهد؟ اگرچه عناصر ساختمان*ها با سلايق استفاده كنندگان و شرايط محيطي هماهنگ مي*شود، ولي مسائل مربوط به كنترل ساختمان*ها مي*تواند به عنوان يكي از مشكلات اساسي مطرح باشد. براي مثال، فناوري*نانو اين امكان را به وجود آورده است تا ميزان شفافيت شيشه*هاي پنجره*هاي ساختمان*ها مطابق با سلايق استفاده*كنندگان تغيير كند، ولي سؤالي كه مطرح است اين است كه چه كسي ميزان شفافيت شيشه*ها را كنترل مي*كند؟
4. معظلاتي كه پذيرندگان اوليه كاربردهاي اين فناوري با آن مواجه*اند
با استفاده از نانومواد و فناوري*نانو در ساختمان*سازي، همه استفاده*كنندگان اين فناوري نوظهور با مشكلاتي مواجه خواهند شد. سؤالي كه در اين جا مطرح است اين است كه اگر حادثه بدي رخ دهد آيا ريسك*هاي فناوري*نانو مورد توجه قرار مي*گيرد؟ بايد به خاطر داشت كه توسعه*دهندگان فناوري*نانو در ابتدا از مزاياي اين فناوري بسيار صحبت نمودند. اما آنچه بديهي به نظر مي*رسد اين است كه تا به امروز به همه جنبه*هاي نانومواد و فناوري*نانو توجه نشده است. لذا نبايد از توسعه نانومواد و فناوري*نانو ترس داشته باشيم زيرا كه فناوري*نانو دربرگيرنده فرصت*هاي ارزشمندي براي بهبود عملكرد ساختمان*ها، سلامت استفاده*كنندگان و كيفيت محيط*زيست مي*باشد

[donsaeid]

Nanoparticles Boost Delivery of Cisplatin to Tumor Cells

Cisplatin is one of the most powerful and effective drugs for treating a wide variety of cancers, but many tumors develop resistance to this drug, ultimately limiting its benefits for cancer patients. Now, however, researchers have developed a nanoparticulate formulation of cisplatin that shows promise for overcoming drug resistance while boosting the amount of drug that accumulates inside malignant cells.

Reporting its work in the journal Langmuir, a team of investigators led by Ratnesh Lal, Ph.D., of the University of California, Santa Barbara, describes its development and characterization of a nanoscale liposome capable of ferrying cisplatin across the cell membrane of tumor cells. Using atomic force microscopy (AFM), the researchers were able to fully characterize the size distribution, drug encapsulation efficiency, stability, and cell uptake of their cisplatin liposomes.

The investigators identified several key physical characteristics, all easily measured using AFM, that enabled them to accurately measure cisplatin encapsulation in the liposomes. Past efforts by many research groups to encapsulate cisplatin within a liposome were judged unsuccessful, in part because of the difficulty in tracking the efficiency of drug encapsulation. In this case, the researchers found that the stiffness of any given liposome, measured using AFM force mapping, correlated with the amount of cisplatin encapsulated within that liposome.

By adding a fluorescent label to the liposomes, the investigators were able to monitor uptake by ovarian cancer cells growing in culture and to track their cell-killing properties. These studies showed that the cisplatin-loaded liposomes crossed the cell membrane in large numbers. More importantly, massive cell death occurred as a result, particularly when the cells were treated with smaller cisplatin-loaded liposomes, i.e., those with diameters less than 250 nanometers.

[donsaeid]

استفاده از فناوری نانو برای تشخیص سلولهای سالم و مرده
دانشمندان برای نخستین بار در جهان از فناوری نانو برای تشخیص سلو لهای سالم و مرده استفاده کردند.


محققان انستیتو پلی تکنیک رنسلر در این فرآیند جدید از تزریقات نانویی بر روی سلول های زنده استفاده کرده و دریافتند که اعمال تغییرات مختصر در شدت لیزر می تواند تفاوت میان سلول های سالم و مرده را نشان دهد.

نتایج این دستاورد جدید که به زودی از سوی اینگرید وایک از اساتید برجسته فیزیک در انستیتو رنسلر در کنگره جهانی فوتونیک آلمان منتشر می شود می تواند به عنوان خط مشی تحقیقات آتی به کار رود که در آنها به ریزتزریقات در سلول های زنده نیاز است.

چنین تحقیقاتی طیف وسیعی از پروژه ها از آزمایش داروها و تشخیص درصد سموم آنها تا هدف قرار دادن سلول های توموری با شیمی درمانی را دربرمی گیرد.

بر اساس گزارش نانوتک وایر، این محقق معتقد است که با استفاده از این فناوری جدید محققان می توانند با ضریب دقت بالایی برای ریزتزریقات سلولی یا حتی نانوجراحی در سلولها استفاده کنند.

[donsaeid]

بسياري از بيماري ها با استفاده از فناوري نانو درمان مي*شوند
بسياري از بيماري ها از جمله مشكلات چشمي و عصبي بااستفاده از فناوري نانو قابل درمان است.

مهندس فرخزاد، مسئول مركز تحقيقات و فناوري شهيد چمران در گفتگو با باشگاه خبرنگاران افزود: مشكلات چشمي ،عصبي و ژنتيكي از جمله مواردي است كه با استفاده از فناوري نانو در حيطه علم پزشكي قابل درمان است.
وي ادامه داد: دارو رساني از طريق پليمرهاي تهيه شده به روش نانو به دليل تأثيرگذاري سريع و موضوعي و در درمان گروهي از بيماريها موثر است.
فرخزاد در رابطه با پيشرفتهاي ايران در زمينه نانو ابراز اميدواري كرد و گفت: بزرگترين دستاورد كشورمان در اين زمينه، تهيه دارويي است كه با نام واكسن ايدز توليد شده است.
وي افزود: در زمينه فني و مهندسي موفق به ساخت نانو كامپوزيت هاي پليمري مواد با استحكام و چگالي كمتر و خود تميز شونده ها نشده ايم.
فرخزاد تأكيد كرد: براي توسعه فناوري نانو در كشور صنايع بايد با محصولات و فناوري آشنا شوند و سرمايه گذاران بايد بر روي طرح هاي دانشگاهي سرمايه*گذاري كنند

[donsaeid]

پژوهشگاه صنعت نفت "نانو كربن تيوب" را راه*اندازي كرد

معاونت پژوهشي و امور بين*الملل صنعت نفت گفت: پژوهشگاه صنعت نفت واحد هشت كيلو در روز " نانو كربن تيوب" را راه*اندازي كرد و تا آخر سال ۸۶ واحد ۲۰كيلو در روز را اجرايي و عملياتي خواهد كرد.

باقر مهاجراني " روز پنجشنبه در گفت و گوي اختصاصي با خبرنگار ايرنا درشهرري افزود: نانو كربن تيوب يكي از مصاديق فناوري نانو است كه به صورت گرمي و گاهي مثقالي ارزش*گذاري مي*شود.

او با اشاره به اين كه پژوهشگاه صنعت نفت به عنوان يكي از بزرگ*ترين مراكز پژوهشي كشور موفقيت*هاي چشمگيري دراين صنعت به دست آورده است، گفت اين پژوهشگاه شش سال است كه به طور اجرايي و عملياتي در مبحث فناوري نانو فعاليت مي*كند.

مهاجراني اظهار داشت: پژوهشگاه صنعت نفت از بعد علمي، پژوهشي و بسترسازي براي آموزش و پژوهش نيز اقدامات بسيار مثبتي ارايه داده است.

وي تاكيد كرد: پژوهشگران صنعت نفت تجهيزات مورد نياز فناوري نانو را تهيه مي*كنند و آن را براي بررسي*هاي نانويي مورد ارزيابي قرار مي*دهند.

نانوفناوري در يك تعريف ساده، به فناوري*هاي گفته مي*شود كه در ابعاد نانومتر عمل مي*كنند. هر نانو متر برابر يك ميلياردم متر است.

اندازه اتم*ها و مولكول*ها در اين محدوده قرار دارد ، بنابراين با ورود به*اين فضاي كوچك دانشمندان سعي مي*كنند درنحوه آرايش و چيدمان اتم*ها و مولكول*ها دخالت كنند و به ساخت مواد جديد و ساختارهايي متفاوت با آنچه تاكنون وجود داشته بپردازند.

معاون پژوهشي صنعت نفت با اشاره به وجود جوانان خلاق و علاقمند در پژوهش*هاي نانويي خاطر نشان كرد: لازمه آموزش و ورود اين افراد به مرزهاي نانو تكنولوژي استفاده از اساتيد مجرب و صاحب نظران داخلي و خارجي دراين زمينه است.

وي با اشاره به حضور اساتيد داخلي و خارجي در برگزاري سمينارهاي مختلف در تكنولوژي نانويي افزود: در حال حاضر جوانان پژوهشگر ما در اين زمينه به مرحله*اي از تكنولوژي رسيده*اند كه خود دراين زمينه صاحب نظر شده*اند.

مهاجراني برگزاري سمينارهاي نانوتكنولوژي را بسيار مثبت ارزيابي كرد و اظهار داشت: پژوهشگاه صنعت نفت، براي واحدهاي مختلف وزارت نفت از جمله پتروشيمي، مديريت بين*الملل، و حتي در واحدهاي عملياتي پتروشيمي بندر امام خميني كارگاه*هاي آموزشي برقرار كرده است.

او خاطرنشان كرد: پژوهشگران پژوهشگاه صنعت نفت تاكنون چهار مقاله بين*المللي در مراجع علمي بين*المللي به ثبت رسانده*اند.

معاونت پژوهشي و امور بين*الملل پژوهشگاه صنعت نفت تصريح كرد: تمامي تلاش پژوهشگاه در مبحث نانو تكنولوژي اين است كه در كوتاه*ترين زمان ممكن اين علم را كاربردي كند.

وي خاطر نشان كرد: امروز يك واحد نيمه صنعتي در توليد نانو ذره آهن، راه*اندازي شده است كه در كنار نانو اكسيدآهن مشغول به فعاليت است و افزود كه نانو اكسيد آهن و نانواكسيد تيتانيوم دو رنگدانه*اي هستند كه در صنعت رنگ*سازي كاربرد دارند.

مهاجراني يكي از كاربردهاي بسيار جالب اكسيد تيتانيوم را استفاده بر روي شيشه آسمان خراش*ها ذكر كرد و افزود: نظافت شيشه آسمان خراش*ها بسيار زمان بر و وقت گير است كه با استفاده از اكسيد تتانيوم بر روي شيشه آسمان خراش*ها مشكل نظافت اين ساختمان*ها حل خواهد شد.

وي نانو كربن تيوب، نانو ذرات آهن و نانو كامپوزيت*ها را از طرح*هايي عنوان كرد كه تست*هاي نيمه صنعتي آن انجام شده است و تا پايان سال ۸۸ در قسمت بالادستي و پايين دستي صنعت نفت مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

مهاجراني با اشاره به اينكه نانو تكنولوژي كيفيت ويژه*اي به محصولات توليد شده مي*دهد، تاكيد كرد: وارد كردن نانو تكنولوژي به صنعت و شناساندن آن در جامعه اقدامي بسيار دشوار است.

[donsaeid]

فناوري نانو در حوزه تشخيص بيماريها كاربردهاي فراواني دارد
يک استاد دانشگاه صنعتي شريف گفت: دانشمندان توانسته اند به كمك نانو ذرات، سلولهاي سرطاني را همزمان با تشكيل شدن آنها در بدن شناسايي كنند.

دكتر غلام پارسا فر در گفتگو با باشگاه خبرنگاران ضمن بيان اين مطلب افزود: ميزان رشد و توسعه كاربردهاي فناوري نانو در علوم پزشكي بيش از ديگر شاخه هاي اين علم بوده زيرا خواسته اصلي بشر حفظ سلامت و افزايش طول عمر است.
وي گفت: نانو پزشكي را مي توان از فناوري نانو در فرآيندهايي تعريف كرد كه باعث برقراري سلامت انسان و ايجاد شرايط لازم براي بهبود بيماري مي گردند.
پارسا فر ادامه داد: فناوري نانو در حوزه تشخيص بيماري ها، كابردهاي فراواني دارد و با توجه به اهميت تشخيص و نوع بيماري در مراحل اوليه آن و انجام درمان موفق، دانشمندان توانسته اند به كمك نانو ذرات زيست سازگار، سلولهاي سرطاني را همزمان با تشكيل آنها در بدن شناسايي كنند.
اين استاد دانشگاه صنعتي شريف تصريح كرد: تا كنون تشخيص ويروسها عمدتاً به روش غير مستقيم و از طريق نمونه گيري و ازدياد DNA و تعيين توالي آنها با استفاده از روشهاي سنتي صورت مي*گرفت اما در روش جديد از ذرات 50 نانومتري متشكل از يك هسته اكسيد آهن باروركشي از ماده زيست سازگار ، استفاده مي*شود