مطلب زیر، از سخنرانی آقای دکتر باریکانی در ششمین همایش علوم و تکنولوژی پلیمرها استخراج شده است و به تحولات آینده صنعت پلیمر و تأثیرات رشد بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی بر آن اشارهای میکند. دکتر باریکانی،رئیس سابق و عضو هیئت علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران و استاد نمونه کشور در سالهای 1376و1382 میباشد:
دورههای تکامل علم و تکنولوژی
اگر دورههای تکامل تولید علم و تکنولوژی را مورد بررسی قرار دهیم، زمانی در عصر کشاورزی قرار داشتیم؛ سپس عصر صنعت شکل گرفت و بعد از آن نیز عصر اطلاعات که در عصر اطلاعات، دانش (Knowledge) به 
عنوان نیروی هدایتگر عمل میکردند. عصر حاضر، عصر ارتباطات است که در این عصر ایدهها و در واقع بصیرت و دوراندیشی است که به عنوان نیروی محرک در همه زمینههای تحقیقاتی عمل میکند.
عنوان نیروی هدایتگر عمل میکردند. عصر حاضر، عصر ارتباطات است که در این عصر ایدهها و در واقع بصیرت و دوراندیشی است که به عنوان نیروی محرک در همه زمینههای تحقیقاتی عمل میکند.چرخه عمر تکنولوژیها
همانطور که ملاحظه میشود در دورهای که از سال 1990 شروع و تا 2050 ادامه دارد نانوتکنولوژی به عنوان یک عامل تعیینکننده در همه تحقیقات اعم از صنعتی و غیرصنعتی ایفای نقش میکند.
در تعریف نانوتکنولوژی میتوان گفت زمینهای است که در آن دانشمندان سعی در دستکاری مواد در سطح فرامولکولی (Supera molecular) دارند که این فرایند منجر به ساخت مواد کاملاً جدید با خواص و عملکرد کاملاً جدید خواهد شد. نظیر موادی که در عین سبکی، فوقالعاده محکم، مقاوم و هوشمند هستند.
البته میتوان گفت که در این تکنولوژی جدید، علم شیمی هم نقش ایفا میکند. در واقع شیمی و مواد شیمیایی در تعامل با علوم مولکولی هستند و به عبارتی دیگر شیمی در سطح نانوشیمی در این تکنولوژی جدید ایفای نقش میکند.
البته نانوتکنولوژی به دو صورت در زمینه تحقیقات شیمیایی در آینده تأثیرگذار است: یکی سودآور کردن فرایندهای شیمیایی و دیگری نوآوری در صنایع شیمیایی.
آینده صنایع پلیمری و مواد پلیمری
یکی از روندهای مؤثر بر صنایع پلیمری آن است که شرکتها از کسب و کار (Business) مواد به سوی کسب و کار علوم زندگی((Life sciences در حال سوق یافتن هستند.روند دیگر حرکت به سمت تولید قطعات و محصولات پلیمری به طور انبوه است؛ در واقع صرف مواد پلیمری تولید نمیشوند بلکه محصولات پلیمری به صورت قطعات ساخته شده ارائه میشوند. در این میان تولید پلیمرهای با کارایی بالا (High performance) و پلیمرهای عاملدار (Functional) که نقش تعیینکنندهای در صنایع شیمیایی دارند، همچنان مورد توجه زیاد
شرکتها هستند ولی روندی که در مورد این دسته از پلیمرها مشاهده میشود نیز آن است که توسعه آنها توسط صنایعی که این مواد را به کار خواهند گرفت نظیر صنایع الکترونیک، صنایع پزشکی و غیره صورت میپذیرد.بنابراین در جمعبندی مطالب بالا میتوان گفت که در آینده سود حاصل از کسب و کار پلیمرها، از قطعات ساخته شده از آنها حاصل میشود و نه لزوماً از خود مواد پلیمری.
نقش R&Dها در سودآورکردن صنایع شیمیایی
مرکز تحقیق و توسعه (R&Dها) با افزایش بازدهی از طریق بهبود فرآیند و تکرار پذیرکردن از طریق به حداقل رساندن خطا، استفاده از منابع تجدیدپذیر و مصرف کمتر انرژی، صنایع شیمیایی را حمایت میکنند. ابزار رسیدن به این هدف به وسیله بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی ایجاد خواهد شد.
به طور کلی فرض ما در ارائه یک دورنما برای صنایع پلیمری و تجارت مواد پلیمری بر این است که:
- اگرچه باریکبینی در فعالیتها ممکن است در کوتاهمدت به علت افزایش ارزش سهام مفیدتر باشد، ولی در درازمدت ممکن است به دلیل جلوگیری از نوآوری زیانبار باشد.
- در آینده شرکتهای هیبرید (Hybrid) توسعه پیدا خواهند کرد و به خاطر وجود امکانات متنوع و بهکارگیری مهارتهای غیر معمول، نوآورترین شرکتهای تحقیقات پلیمری خواهند بود.
- علوم مواد (Material sciences) و علوم زندگی (Life sciences) در آینده فرصتهای زیادی را جهت نوآوری ایجاد میکنند که در این راستا لازم است یک تعامل و تعادل صحیح بین این علوم به وجود آید. در واقع میتوان گفت که برآیند تحقیقات حاصل در زمینه بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی، تعیینکننده آینده تحقیقات پلیمری خواهد بود.
طبیعت و دستاوردهای مصنوعی
طبیعت نقش مؤثری در هدایت ما ایفا میکند. با دقیق شدن در طبیعت مثلاً در مورد گیاهان، در چگونگی و نحوه قرارگرفتن استخوانهای جانوران و انسانها، در ساختار ماهیچهها و غیره، در همه اینها عمل بهینهسازی (Optimise) به خوبی مشاهده میشود
.مقایسه مواد طبیعی و سنتزی
در مواد سنتزی انتخاب اجزا بر اساس قیمت است ولی در مواد طبیعی انتخاب اجزا بر اساس بازیافت کامل آنها و کمترین انرژی مورد نیاز برای ایجادشان است. مواد طبیعی دارای خواص ساختاری بسیار مناسبی هستند و کنترل دقیقی در سطوح مولکولی آنها انجام میگیرد؛ بهینهترین طراحی ماکروسکوپیک در آنها صورت گرفته است. در حالیکه در مواد سنتزی تمرکز روی بهینه کردن یک جنبه خاص صورت میگیرد. در مواد سنتزی ممکن است که ما مواد را ساده و سریع مثلاً با یک قالبگیری تزریقی ایجاد کنیم ولی با نظم فرامولکولی سازگاری ندارند.
در نهایت موارد زیر را میتوان از طبیعت آموخت:
بازیافت کامل مواد
کنترل در سطح مولکولی
نظم بخشیدن در سطح نانو
پلیمرهای عاملدار با فرایند پذیری وخواص ساختاری خوبهمافزایی بین علوم مواد و علوم زندگی
همافزایی بین علوم مواد و علوم زندگی باعث میشود که:
الف) ما از جعبهابزار علوم زندگی (بیوتکنولوژی، Fermentation، Enzymology ) استفاده میکنیم:
- برای تولید منومرها یا پلیمرها
- برای اصلاح و عاملدار سازی پلیمرها
ب) از جعبه ابزار علوم مواد برای کاربردهای علوم زندگی استفاده میکنیم:
- بستهبندیهای هوشمند
- برای تولید پلیمرهای زیستسازگار و قابل بازیافت در طبیعت
به سوی نانوتکنولوژی مولکولی
بررسیها نشان میدهند که تحقیقات ما زمانی در سطح ماکرو و بعد میکرو بود و اکنون در سطح نانو است. در واقع جهتگیری ما از سال 1950 تا 2050 بهسمت نانوتکنولوژی است و علوم آینده در این راستا قرار میگیرند. باید به جهتگیری خود توجه کنیم و وضعیت آینده را در نظر بگیریم. مثلاً در کارخانجات فعلی، هر بار محصول متفاوتی با فرآیند متفاوت تولید میکنیم، به مصرف انرژی و مواد اولیه زیادی نیاز داریم و ضایعات فراوان است. ولی در صنایع آینده سیستم عوض میشود و گیاهان به عنوان کارخانجات تولید کننده عمل خواهند کرد. سیستمها از طریق آنزیمها کنترل میشوند و توجه ما به حرکت تکتک مولکولها در طی یک فرآیند معطوف خواهد شد.
نتیجهگیری کلی
درست پرداختن به پدیدهها در پلیمرها، طراحی و سنتز پلیمرهایی که در آنها مجموعهای از باندهای هیدروژنی وجود دارد و ساخت سیستمهای ایدهآل باعث میشود که محدودیتهای ژنتیکی برداشته شود. سنتز پلیمرها به سمت آنهایی که حلال (Media) آنها آب است گرایش پیدا خواهند کرد و کاربرد پلیمرها، در ساخت ابزارهای پلاستیکی الکترونی که حجم بالایی از مواد نیمههادی را ایجاد میکنند، افزایش پیدا خواهد کرد.
شرکتهای هیبرید ایجاد شده، توسعه مییابند و این شرکتها برای ایجاد تعادل و تعامل صحیح بین تمرکزگرایی و تنوعگرایی نقش بسیار مهمی را ایفا میکنند.
تصور ما بر اینست که همراهی علوم مواد و علوم زندگی میتوانند فرصتهای بیشماری را در آینده برای تحقیقات فراهم آورند و بیشترین فرصتها و رقابتها در جهش به سمت پیچیدگی بیشتر مواد سنتزی ایجاد خواهد شد و نهایتاً فرامولکولهای پلیمری بر پایه پیوندهای هیدروژنی، در آینده بیشترین زمینه تحقیقات و پیشرفت را فراهم خواهند نمود.
منبع:سایت تحلیلگران تکنولوژی ایران/نویسنده:مهدی زمردی
تاریخ : شنبه 87/2/14 | 12:13 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()
