پيش بيني پيشرفت نانوتكنولوژي با كمك شاخصهاي علم و فناوري
فهرست مطالب
مقالة ويژه: پيش‌بيني پيشرفت نانوتكنولوژي با كمك شاخصهاي علم و فناوري 1
مركز جديد نانوتكنولوژي ارتش آمريكا 11
همكاري تايوان با كانادا در زمينة نانوتكنولوژي 14
گزارشي از شركتهاي نانوتكنولوژي ژاپن 16
تلاش براي توسعة نانوتكنولوژي در اروپا 18
سرمايه‌گذاري در نانوتكنولوژي 18
امتيازي براي ساخت حسگرهاي زيستي 20
اولين نمايشگاه بين‌المللي نانوتكنولوژي در سوئيس 21
اندازه‌گيري؛ چالشي در نانوتكنولوژي 23
ذخيرة 250 ترابيت در يك اينچ مربع 25
حسگرهاي هيدروژني جديد 27
توليد هزاران كيلو نانوذرات در يك شركت نانومواد 28
دو موفقيت بزرگ در ترانزيستور تك سلولي 30
تهية زيروژلهاي كروموفوريك 32
توسعة كريستال فوتونيك 34
انستيتو نانوتكنولوژي نظامي 35
اختراع ابزار آشكارسازي DNA با درجة تفكيك بالا 42
پيش‌بيني پيشرفت نانوتكنولوژي با كمك شاخصهاي علم و فناوري
چكيده
قرار است نانوتكنولوژي يكي از فناوريهاي كليدي و كارآمد قرن 21 شود. قابليت اقتصادي آن، حاكي از وجود بازاري بالغ بر چندصد ميليارد يورو براي اين فناوري در دهة بعد است. بنابراين نانوتكنولوژي موجب جهت‌دهي فعاليتهاي بسياري از بخشهاي صنعتي و تعداد زيادي از شركتها در جهت آماده‌سازي آنها براي اين رقابت جديد شده است. در همين زمان دولتمردان در بخشهاي تحقيق و توسعه در سراسر دنيا نيز در حال اجراي برنامه‌هاي تحقيقاتي خاص در زمينة نانوتكنولوژي هستند تا آيندة كشورهاي خود را به وضعيتي مطلوب برسانند. هدف اين مقاله، استفاده از شاخصهاي تكنولوژيكي و علمي براي پيش‌بيني پيشرفت اقتصادي و مقايسة وضعيت كشورهاي مختلف است.
1- مقدمه
علوم نانو در دو دهه گذشته، پيشرفت بزرگي حاصل كرده است. ما شاهد كشفيات علمي و پيشرفتهاي تكنولوژيكي مهمي بوده‌ايم. به عنوان مثال، اين پيشرفتها شامل اختراع ميكروسكوپ تونل‌زني پيمايشگر (STM) در سال 1982 ]1[ يا كشف فولرينها در سال 1985 مي‌باشد]2[. در حال حاضر تعداد اندكي از محصولات مبتني بر نانوتكنولوژي به استفادة تجاري رسيده‌اند. با اين وجود، آيا دانش واقعي علمي، جوابگوي اشتياق جهاني نسبت به اين فناوري هست ؟ تا چه حد احتمال دارد كه بازار جهاني در طي 10 تا 15 سال آينده به هزار ميليارد دلار در سال برسد]3[؟
ارزيابي قابليت فناوريهاي تكامل يافته كار آساني نيست و براي يك فناوري جديد مثل نانوتكنولوژي، اين كار دشوارتر است. البته در پيش‌بيني سعي مي‌شود از شاخصهايي استفاده شود كه توانشان در پيش‌بيني قابليت ديگر فناوريهاي جديد به اثبات رسيده باشد. دو تا از واضح‌ترين شاخصهاي پيش‌بيني، تعداد مقاله‌هاي علمي و تعداد اختراعات ثبت شده هستند. اولي معمولاً شاخص خوبي براي فعاليتهاي علمي و دومي براي قابليت انتقال نتايج علمي به كاربردهاي عملي است. شكل 1 تكامل تدريجي انتشارات و اختراعات نانوتكنولوژي از شروع دهة 1980 تا 1998 را نشان ميدهد. اطلاعات انتشارات جهاني نانوتكنولوژي از داده‌هاي Science Citation Index (SCI) اقتباس شده است. اختراعات نانو، آنهايي هستند كه در European Patent Office (EPO) در مونيخ ثبت شده‌اند. اختراعاتEPO داده‌هاي بسياري از كشورها را در بر مي‌گيرد. از نظر گسترة كار و هزينة بالا، منطقي به نظر مي‌رسد كه مخترعين از اختراعات به صورت تجاري بهره‌برداري كنند. ليستي از كلمات كليدي علوم و فناوري نانو جهت دستيابي به انتشارات، اختراعات و روشها منتشر شده‌است]4[.
تعداد انتشارات در سالهاي 1980 و 1985 نسبتاً اندك است، اما در سالهاي بعد سير صعودي مي‌يابد و از سال 1986 به بعد سرعت افزايش آنها محسوس مي‌باشد. اين تغيير ناگهاني را مي‌توان به اختراع ميكروسكوپ تونل‌زني پيمايشگر در چند سال قبل از آن]1[، آغاز حضور وسايل تحقيقاتي مفيد در آزمايشگاههاي تحقيقاتي، دانشگاهي و صنعتي و نيز توجه تحقيقات به سوي مقياس نانو نسبت داد. افزايش سرعت انتشار مقالات همچنان ادامه پيدا كرده و سير صعودي آنرا مي‌توان ناشي از دسترسي به ميكروسكوپ نيروي اتمي كه گسترة كاربرد وسيعتري نسبت به STM در مواد غيرهادي دارد (اختراع در سال 1986 ]5[) و نيز كشف مولكول C60 در سال 1985 ]2[ و يا نانولوله‌هاي كربني در سال 1991 ]6[ دانست. افزايش تعداد انتشارات در بازة زماني 1989 تا 1998 بسيار چشمگير است؛ جهش از 1000 مقاله تا بيش از 12000 مقاله در سال 1998.
ميانگين رشد سالانه معادل 27 درصد بوده و رشد ساليانه از 10 تا 80 درصد در نوسان است. اطلاعات بدست آمده از دفتر ثبت اختراعات ايالات متحده]7[ نيز رشدي مشابه با اطلاعات اروپا نشان ميدهد.
تعداد اختراعات ثبت شده، شاخص مناسبي براي اندازه‌گيري ظرفيت آزمايشگاهها جهت انتقال نتايج تحقيقات به مصارف صنعتي مي‌باشد. شكل (1) بيانگر گسترش تعداد اختراعات نانوتكنولوژي در EPO و انتشارات علمي در يك دوره يكسان مي‌باشد. به طور معمول، تعداد اختراعات پيرو الگوي انتشارات علمي، البته با تأخير زماني محسوسي مي‌باشد. منحني فوق در تمام سالهاي 1981 تا 1998 رشد مشخص 28 تا 180 عددي اختراعات را با ضريب رشد %7 در دهة 90 نشان ميدهد. منحني اختراعات نوسانات بيشتري را نسبت به منحني انتشارات نشان ميدهد. اين امر به اين علت است كه هرگاه تعداد داده‌ها كمتر باشد، نوسانات آماري تاثيرات بيشتري بر روي آنها مي‌گذارد. به علاوه پيشرفتهاي صنعتي در هر سال تأثير بيشتري بر روي اختراعات دارد.
تكامل فعاليتهاي تكنولوژيكي و علمي نانوتكنولوژي را مي‌توان با فناوريهاي قبلي مقايسه كرد. در وهلة اول مي‌توان از مدل توسعه تكنولوژيكي عمودي (Lineal) استفاده كرد. گراپ]8[، براي چنين مدلي كه در شكل (2) به آن اشاره شده است، هشت مرحله را ارائه داده و تكامل از تحقيقات بنيادي تا ورود آن به توليدات را تشريح نموده است. مرحلة (1) زمان شروع كار تحقيقاتي علمي را نشان ميدهد. هنگامي كه فناوري شروع به ظاهر شدن مي‌كند، پيشرفت بيشتري در علوم مشاهده مي‌شود (مرحله 2). در مرحلة (3) درك اصول علمي بيشتر شده و اولين نمونه‌هاي تكنولوژيكي ظاهر مي‌گردند.
در مرحلة 4 مشكلات انتقال فناوري به كاربردهاي تجاري نمايان مي‌شود و در مرحلة 5 پيشرفت در علوم و فناوري راكد مي‌ماند. با جهت‌دهي مجدد تحقيقات صنعتي، فرصتهاي جديدي ظاهر مي‌شود (مرحله 6) و استفاده‌هاي تجاري كه باعث شروع تحقيقات هزينه‌بر صنعتي مي‌شود آشكار مي‌گردد (مرحله 7). نهايتاً ورود به تمام بازارها انجام شده و با توليد محصولات حاصل از اختراعات، ميزان تحقيقات انك اندك كاهش مي‌يابد (مرحلة 8).
جدول 1: انتشارات و اختراعات 15 كشور فعال در اين زمينه. داده‌ها به صورت درصد نسبت به كل رقم جهاني داده شده‌اند. دورة انتشارات نانوتكنولوژي بين سالهاي 1997 تا 1999 با هم مقايسه شده‌اند. در مورد اخترعات ثبت شده در EPO و PCT اين دوره از سالهاي 1991 تا 1999 را نيز در بر مي‌گيرد. دليل انتخاب اين مدت زمان اين است كه تعداد مطلق اختراعات ساليانه اندك است و در صورت انتخاب زمانهاي كوتاهتر، بررسيها دچار اشكال مي‌شود.
منابع: داده‌هاي PCTPAT, PCT, EPAT, SCI و محاسبات شخصي.
انتشارات (1997 – 1999) (%) اختراعات EPO & PCT (1991- 1999) (%)
1 آمريكا 7/23 آمريكا 0/42
2 ژاپن 5/12 آلمان 3/15
3 آلمان 7/10 ژاپن 6/12
4 چين 3/6 فرانسه 1/9
5 فرانسه 3/6 انگليس 7/4
6 انگليس 4/5 سوئيس 7/3
7 روسيه 6/4 كانادا 0/2
8 ايتاليا 6/2 بلژيك 7/1
9 سوئيس 3/2 هلند 7/1
10 اسپانيا 1/2 ايتاليا 7/1
11 كانادا 8/1 استراليا 4/1
12 كرة جنوبي 8/1 اسرائيل 1/1
13 هلند 6/1 روسيه 1/1
14 هند 4/1 سوئد 9/0
15 سوئد 4/1 اسپانيا 5/0
چنين مدلي كه براساس شاخصهاي اختراعات و انتشارات مي‌باشد و زماني كه از آن براي بررسي فناوريهاي رايج امروزي مانند بيوتكنولوژي يا فناوري ميكروسيستمها استفاده شود، نتايج خوبي در برخواهد داشت]9[.
با مقايسة اطلاعات مربوط به اختراعات و انتشارات نانوتكنولوژي (شكل 1) با مدل (شكل2) مشخص مي‌شود كه نانوتكنولوژي به طوركلي فعلاً در انتهاي مرحلة (2) يا ابتداي مرحلة (3) مي‌باشد. با فرض اينكه اين مدل، اطلاعات را به درستي تشريح نمايد، حداكثر فعاليت علمي در علوم نانو در 3 تا 5 سال آينده خواهد بود؛ بهره‌برداري عظيم از نتايج آن ممكن است تا 10 سال ديگر به طول انجامد. در يك تخمين اوليه، منحني نانوتكنولوژي (به عنوان مجموع تمام فناوريهاي مقياس نانو) مي‌تواند به عنوان حلقة ارتباط تعدادي از فناوريهاي نانو با اهداف و زمان رشد مختلف در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، بازاري بزرگ براي وسايل الكترونيكي نانومتري پيش‌بيني مي‌شود، ولي ممكن است 1 تا 15 سال تا ورود آنها به بازار، زمان نياز باشد، هرچند هم‌اكنون نانوذرات TiO2 به صورت مواد جاذب اشعة UV-B در كرمهاي ضد آفتاب يا نانومواد كربني براي افزايش مقاومت لاستيكها، مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
هم اكنون حدوداً بيش از يك چهارم تمام اختراعات بر روي وسايل و ابزارآلات متمركز شده است]7[. اين امر نشان‌دهندة اين ديدگاه است كه نانوتكنولوژي در ابتداي مرحله توسعه فناوري قرار دارد كه اولين هدف آن توسعه ابزار مناسب براي نانوساختارسازي سطوح، توليد نانومواد، آناليز نانواشياء و غيره مي‌باشد. از نظر بخش صنعتي، مهمترين فناوريها، فناوري اطلاعات(IT)، فناوري دارويي و شيميايي است. براي بخش اول ابزار ذخيره‌سازي اطلاعات، صفحه‌هاي نمايش تخت يا كاغذهاي الكترونيكي جزء اختراعات مهم محسوب مي‌شوند. به علاوه، CMOS گسترش يافته، پردازش اطلاعات در مقياس نانو و وسايل نمايش يا ذخيره‌سازي اطلاعات نيز جزء اين زمينه محسوب مي‌شوند. زيرا طبق اطلاعات انجمنهاي مواد نيمه‌هادي و ساير پيش‌بينيها ]11و10[ پيچيدگي مداوم مراحل فناوري CMOS به زودي به محدوده نانومتري خواهد رسيد. (پيش‌بيني مي‌شود كه ابعاد پردازشگرها در سال 2011 به 22 نانومتر برسد.) صنايع نيمه‌هادي با آگاهي از مشكلات آينده، تاكنون به تحقيق براي يافتن راه‌حلهايي جهت گسترش CMOS به مقياس نانو و ساخت وسايل جديد در اين مقياس دست زده‌اند.
در مورد صنايع شيميايي و دارويي، تعداد زيادي از اختراعات براي يافتن روشهاي دارورساني، تشخيصهاي پزشكي، درمان سرطان و غيره به ثبت رسيده‌اند، كه اين اختراعات قسمت عظيمي از بازار آينده را در بر خواهند گرفت. اختراعات نانوتكنولوژي در بخشهاي ديگر نظير صنايع هوايي، صنايع ساخت، فرآوري مواد غذايي، اتومبيل‌سازي، پالايش نفت، بازرسي محيط زيست و غيره هرساله با رشد همراه است. اما تعداد مطلق آنها با توجه به عرصه‌هاي مورد بحث (ابزارسازي، فناوري اطلاعات، داروسازي و پزشكي) اندك است.
2- فعالان جهاني
بسياري از كشورها در علوم و فناوري نانو فعالند. 15 كشوري كه در زمينه انتشار و اختراع بسيار فعال هستند در جدول (1) ذكر شده‌اند. انتشارات ثبت شده طي سالهاي 1999-1997 بر حسب كشورهاي منتشر كننده تفكيك شده است. داده‌هاي اختراعات، دورة طولاني را از سال 1991 تا 1999 در بر گرفته و شامل اختراعات ثبت شده در EPO و PCT مي‌باشد. اختراعات PCT در WIPO در ژنو جمع‌آوري شده و سپس مي‌تواند به هر دفتر ثبت اختراعي در دنيا يا EPO ارسال گردد. اطلاعات متفاوت بين PCT و EPO در اين جدول نيامده است. تجزيه و تحليل مضاعف اختراعات بين‌الملليPCT، انحرافهاي آن با تعداد اختراعات EPO اروپا را كاهش ميدهد. به علاوه تعداد بيشتر اختراعات مورد بررسي، ضريب اطمينان آماري در مقايسه كشورها را بالاتر مي‌برد.
ايالات متحده، فعالترين كشور در تحقيقات نانو مي‌باشد و حدوداً يك چهارم تمامي انتشارات را از آن خود كرده است. پس از آن ژاپن، آلمان، چين، فرانسه، انگلستان و روسيه قرار دارند. اين هفت كشور داراي 70 درصد كل انتشارات علمي مربوط به نانوتكنولوژي در جهان مي‌باشند. تمامي كشورهاي عضو اتحاديه اروپا و برخي ديگر از كشورهاي منتخب اتحاديه اروپا (غير از لوكزامبورگ كه هيچ دانشگاهي در آن وجود ندارد) جزو 50 كشور اول هستند. (كه در اين جدول نشان داده نشده‌اند.)
سهم چين و روسيه با توجه به حضور آنها در بانك اطلاعاتي SCI بسيار چشمگير بوده و حاكي از حضور مشخص علوم نانو در تحقيقات آنها مي‌باشد. جدول مشابهي نشانگر تعداد اختراعات در EPO بر حسب كشورها مي‌باشد. مقايسه كشورهاي فعال در امر انتشار با كشورهاي فعال در امر اختراع، نشان دهنده اين است كه 15 كشور اول در هر دو مورد مشتركند. به هر حال دامنه اختلاف بين اين كشورها مشخصاً وسيعتر مي‌باشد، مثلاً انتشارات ايالات متحده 1619 برابر كشور پانزدهم يعني سوئد مي‌باشد، اما اختراعات ثبت شده‌اش 84 برابر اين كشور است.
جدول 2- انتشارات و اختراعات درجه‌بندي شده براساس جمعيت 15 كشور اول. دوره انتشارات نانوتكنولوژي بين سالهاي 1997 تا 1999 مي‌باشد. اختراعات ثبت شده در EPO و PCT در دوره زماني 1991 تا 1999 در نظر گرفته شده‌اند. زيرا تعداد مطلق اختراعات ساليانه اندك است و محاسبات را دچار اشكال مي‌كند. اطلاعات جمعيت از PRB در اواسط سال 2001 اخذ گرديده است.
منابع: PRB, PCTPAT, EPAT, SCI و محاسبات شخصي
انتشارات نرمال شده به ازاي يك ميليون نفر جمعيت
(1997 – 1999) اختراعات EPO & PCT نرمال شده به ازاي يك ميليون نفر
(1991 – 1999)
1 سوئيس 2/150 سوئيس 2/12
2 اسرسائيل 4/91 آلمان 4/4
3 سوئد 5/73 اسرائيل 9/3
4 آلمان 5/61 بلژيك 8/3
5 دانمارك 9/56 فرانسه 6/3
6 سنگاپور 8/56 آمريكا 5/3
7 استراليا 6/52 هلند 4/2
8 فرانسه 0/50 سوئد 4/2
9 فنلاند 3/48 ژاپن 3/2
10 هلند 7/47 انگليس 8/1
11 ژاپن 4/46 كانادا 5/1
12 بلژيك 6/43 استراليا 3/1
13 انگليس 7/42 اطريش 0/1
14 آمريكا 2/39 ايتاليا 5/0
15 اسلووني 0/36 اسپانيا 3/0
به هر حال تعداد مطلق انتشارات و اختراعات راه مناسبي براي اندازه‌گيري تأثير كشورها نمي‌باشد. به اين منظور بايد اطلاعات به صورت نرمال ارائه شود. روشهاي متعددي براي نرمال‌سازي وجود دارد. به عنوان مثال مي‌توان از توليد ناخالص ملي، توليد ناخالص سرانه ملي، سرمايه‌گذاري كشورها در امر تحقيقات و غيره استفاده كرد. متأسفانه هيچ يك از اين روشها بدون اشكال نيست. مثلاً نرمال‌سازي توسط سرمايه‌گذاري تحقيقات كشور بسيار دشوار است، زيرا هزينه‌هاي دولتي فقط به صورت عمومي قابل دسترسي است. تلاشهاي مالي بخش صنعت نيز خيلي منتشر نمي‌شود و اين بخش بيشتر مايل به ارائة اختراعات خود مي‌باشد.
با وجود مشكلات فراوان براي پيدا كردن يك روش نرمال‌سازي، مي‌توان اين طور درنظر گرفت كه در مراحل اوليه مي‌توان تأثير و قابليت توليد محصول كشورها را با تقسيم تعداد انتشاراتشان بر جمعيت كشور شرح داد. جدول (2) براساس جدول قبلي، ليست 15 كشور صاحب بيشترين خروجي و توليد در ازاي هر يك ميليون نفر را مشخص كرده است.
در اين طبقه‌بندي، سوئيس در رأس همه قرار دارد. البته اين موضوع خيلي حيرت‌آور نيست. سوئيس از زمان اختراع STM در آزمايشگاههاي IBM در زوريخ، برنامه‌هاي تحقيقاتي گسترده‌اي را در زمينة نانوتكنولوژي به اجرا درآورده و آزمايشگاههاي جهاني بوجود آورد. دولت سوئيس نقش فعالي را در پيشرفت نانوتكنولوژي در بين برنامه‌هاي تخصصي مختلف ايفاء كرد. ممكن است اينگونه تصور شود كه موقعيت بالاي سوئيس در اين جدول به اين علت است كه موسسة بين‌المللي CERN در اين كشور واقع است. در حاليكه حتي با حذف اطلاعات CERN باز اين كشور در راس جدول قرار خواهد گرفت.
اسرائيل، ده كشور اروپايي ديگر، سنگاپور، ژاپن و آمريكا بقية كشورهاي اين ليست را تشكيل مي‌دهند. بسياري از اين كشورها خودشان را در ليست كشورهاي صاحب اختراع جاي داده‌اند. از اين جدول مشخص مي‌شود كه گسترة ثبت اختراعات (3/0 – 2/12) ده برابر بيشتر از مقاله‌ها (0/36 – 2/150) است. اين امر نشان‌دهندة توان بالاي اين كشورها در تبديل تحقيقات به امور كاربردي است. آمريكا نمونه‌اي از اين موضوع است كه در زمينة انتشارات در رتبة 14 قرار دارد اما در جدول اختراعات، خودش را تا موقعيت ششم بالا كشيده است. ممكن است اختلاف زياد بين مقالات و انتشارات مربوط به همكاري نزديك صنعت و دانشگاه و نيز يكسري تاثيرات فرهنگي باشد (مثلاً حمايت مالي از محققين دانشگاهي). چين كه ردة چهارم را در جدول شماره (1) داشت، در جدول شماره 2 ديده نمي‌شود زيرا كشور پرجمعيتي است. (انتشارات در اين كشور كمتر از يك درصد به ازاي هر ميليون نفر است.) روسيه در جداول نرمال شده ديده نمي‌شود زيرا اين كشور جايگاه 18 را در هر دو جدول (با 15 مقاله و 16/0 اختراع به ازاء هر ميليون نفر) اشغال مي‌كند.
3-بحث
شاخصهاي علم و فناوري مي‌توانند اطلاعاتي در مورد تكامل يك فناوري به دست داده و براي طرح برنامه‌هاي گسترش در آينده و طراحي استراتژيها مناسب باشند. نانوتكنولوژي به عنوان پديده‌اي نوظهور هنوز قبل از تجاري‌سازي محصولاتش، احتياج به پيشرفت در هر دو زمينه علمي و تكنولوژيكي را دارد. هم‌اكنون برخي از محصولات نانوتكنولوژي در بازار وجود داشته و بقيه هنوز وارد بازار نشده‌اند. پيش‌بيني اينكه كدام يك از اين محصولات آينده بهتري دارند نياز به بررسي بيشتر شاخصهاي نانوتكنولوژي در بخشهاي صنعتي و زيرمجموعه‌هاي اين فناوري دارد.
چنين پيش‌بيني براساس شاخصهاي فعلي خيلي مشكل است، زيرا اين فناوري هنوز نوپاست و نيز ماهيت گستردة آن موجب دشوارتر شدن بررسي آن مي‌شود.
تحليل فعاليتهاي نانوتكنولوژي در كشورها اين تصور را تقويت مي‌كند كه تخصصهاي علمي فقط به كشورهاي صنعتي محدود نمي‌شود و در ميان كشورهاي با قابليت علمي مشابه، بعضي از آنها در انتقال نتايج تحقيقات به امور كاربردي و محصولات صنعتي تواناترند.
منابع:
[1] Binnig G, Rohrer H, Gerber Ch and Weibel E 1982 Phys. Rev.Lett. 49 57 Binnig G, Rohrer H, Gerber Ch and Weibel E 1982 Phys. Rev.Lett. 50 120
[2] Kroto H, Heath J, O’Brien S, Curl R and Smalley R 1985 Nature 318 162 [3] Roco M C and BainbridgeWS (ed) 2001 Societal Implications of Nanoscience and Nanotechnology (Dordrecht: Kluwer)
[4] Hullmann A 2001 Internationaler Wissenstransfer und Technischer Wandel: Bedeutung, Einflussfaktoren und Ausblick auf technologiepolitische Implikationen am Beispiel der Nanotechnologie in Deutschland (Heidelberg: Physica)
[5] Binnig G, Quate C F and Gerber Ch 1986 Phys. Rev. Lett. 56 930
[6] Iijima S 1991 Nature 354 56
[7] Meyer M 2000 Hurdles on the Way to Growth, Commercializing Novel Technologies: the Case of
Nanotechnology (Helsinki University of Technology)
[8] Grupp H (ed) 1993 Technologie am Beginn des 21 Jahrhunderts (Heidelberg: Physica)
[9] Grupp H 1997 Messung und Erkl¨arung des Technischen Wandels (Heidelberg: Springer)
[10] Semiconductor Industry Association 1999 InternationalTechnology Roadmap for Semiconductors www. itrs. net
[11] Compaکn´o R (ed) 2000 Technology Roadmap for Nanoelectronics (Luxembourg: European Commission) www. cordis. lu/ist/nanotechnology and www. cordis. lu/ist/fetnidqf. htm
منبع: http://www.iop.org
مركز جديد نانوتكنولوژي ارتش آمريكا
25 ژوئن2002 – ارتش ايالات متحده آمريكا از مراكز علمي وصنعتي، براي ساخت يك مركز تحقيقات صنعتي كمك خواسته است. اين مركز بطور همزمان به توليد كنندگان تسليحات نظامي با استفاده از نانوتكنولوژي كمك كرده و آنها را به بازار تجارت كاربردها و محصولات نانوتكنولوژي هدايت مي‌كند.
ارتش آمريكا طرحهاي پيشنهادي را از مراكز تجاري و دانشگاهها درخواست نموده است.
به گفته مارك مزگر، مدير برنامه‌هاي نانوتكنولوژي آرسنال، مركز توسعه، تحقيق و مهندسي تسليحات ارتش (ARDEC) در Picatinny Arsenal اين كار را به عهده گرفته است. وي گفت: “اميد است كه سرمايه‌گذاري ارتش در نانوتكنولوژي همراه با تحقيقات دانشگاهي و صنعتي، منجر به تأسيس يك “Nano Valley ” در نيوجرسي شمالي گردد.”
بنا به اظهارات وي، دولت فدرال حدود 1 ميليارد دلار براي تحقيقات نانوتكنولوژي هزينه كرده و فعاليتهاي تحقيقاتي بزرگي را در دست انجام دارد. ارتش به فرآيندهايي نياز دارد كه با استفاده از آنها بتوان تمام فعاليتهايي را كه در زمينه‌هاي مختلف نانوتكنولوژي در خارج از اين منطقه صورت مي‌گيرند، زير نظر گرفته و آنهايي را كه مي‌توانند به اهداف نظامي كمك كنند از آزمايشگاه خارج ساخته و به توليد عملي برساند و آنها را در اختيار توليدكنندگان جنگ‌افزار قرار دهد.”
به عقيدة وي، تحقيق بايد كابرد نظامي داشته باشد، اما صورت تجاري بخشيدن به آن ضروري است.
وي گفت، جايگاه مناسبي كه ما در پي دستيابي به آن هستيم، نسلي از نمونه‌هاي صنعتي يا پژوهشي پيشرفته است كه در آزمايشگاه پايه‌ريزي مي‌شوند، و در صورتي كه امكان استفاده دو منظوره وجود داشته باشد ما قصد داريم كه آنها را به شكل محصول توليد كنيم. آنچه كه ما بدنبال آن هستيم شيوة تشخيص اين فناوريها و شيوه به جريان انداختن آنهاست.
مزگر گفت، وجود زمينه‌هاي تحقيقاتي مختلف براي ARDEC منطقي است. مثلاً نانوپودرها مي‌توانند در توليد مواد منفجره نقش مهمي ايفا كنند. نانوتكنولوژي با فراهم كردن امكان دستكاري اندازة نانوذرات، به دانشمندان اين امكان را خواهد داد تا ماده شيميايي واكنش دهنده مواد منفجره را به گونه‌اي طرح ريزي كنند كه داراي كاربردهاي شگرفي براي مقاصد نظامي باشد.
استفاده از نانولوله‌ها در مواد منفجره نيز قابليتهاي زيادي دارد. نانولوله‌هاي تك جداره تقريباً استحكامي صد برابر فولاد دارند. مواد ساخته شده از نانولوله‌ها داري استحكام بيشتر و وزن كمتر هستند(خواصي مهم در ساخت موشك و ساير وسائل منفجره). چنين موادي كاربردهاي متنوعي در ارتش دارند.
مزگر گفت: “اينك اين مركز در تلاش است كه تسهيلاتي براي سنتز و توليد نانومواد فراهم آورد.”
وي گفت: “آنچه كه ما در اينجا برپا مي‌كنيم، يك پارك صنعتي بسيار پيشرفته است. ما مي‌خواهيم افرادي را در آن گردآوريم كه هم گرايشهاي تجاري دارند و هم گرايشهايي كه وزرات دفاع بتواند از آنها استفاده كند. ما فعالانه تلاش مي‌كنيم تا شركتهاي بزرگي را كه مي‌خواهند وارد اين پارك شده و در آن استقرار يابند، شناسايي كنيم.” ARDEC در حال مذاكره با چندين شركت بزرگ است اما تا زماني كه مذاكرات قطعي نشود، نام آنها را فاش نخواهد كرد.
طبق اطلاعيه رسمي ARDEC، اين مركز شامل چندين طرح نيمه‌صنعتي است كه قادر به توسعة فناوريهاي ساخت و سنتز انواع نانوپودرهاي فلزي، كنترل مطمئن و ايمن پودرهاي به شدت واكنش‌پذير، تركيب نانوپودرها و تقويت و فرآوري تركيبات نانوساختارهاي كاملاً متراكم است.
اين اطلاعيه نشان ميدهد كه آرسنال تمايل به فراهم نمودن تسهيلات بيشتر براي كمك به انجام تحقيقات در آزمايشگاههاي دانشگاهي و كارگاههاي كوچك و نيز توسعة محصولات نظامي و تجاري دارد.
طبق اظهارات مزگر،اين مركز در سال جاري بودجه‌اي 5/3 ميليون دلاري تنظيم كرده است و انتظار مي‌رود كه اين بودجه در سال آينده افزايش يابد.
دانشگاههاي نيوجرسي هم‌اكنون در حال جمع‌آوري طرحهاي پيشنهادي، براي همكاري با اين مركز جديد هستند.
جو مونتمارانو، رابط صنعتي مركز مواد فوتونيك و اپتوالكترونيك در دانشگاه پرينستن گفت: “ما قابليتها و تواناييهاي بسيار زيادي داريم.” وي گفت كه مركز پرينستون در سال 1989 براي همكاري با صنعت ارتباطات راه دور راه‌اندازي شد. اما دامنه فعاليتهاي خود را به ديگر زمينه‌هاي تحقيقاتي نيز گسترش داده است. وي گفت: “امروزه در هر جايي كه اولويتهاي سرمايه‌گذاري مطرح باشد، نانوتكنولوژي حضور دارد. ”
مركز پرينستون با انواع مختلف پروژه‌هاي تحقيقاتي نانوتكنولوژي، به ويژه در زمينه ساخت تراشه‌هاي سيليكوني سروكار دارد و استفاده از نانوتكنولوژي در كوچك نمودن تراشه‌ها، ممكن است يكي از زمينه‌هاي همكاري اين مركز با مركز ARDEC باشد. گروه پرينستون ممكن است آناليز DNA را نيز در طرح پيشنهادي خود براي ARDEC قرار دهند.
از نظر ديلهان كاليون، مدير موسسة مواد بسيار متراكم در انستيتو فناوريStevens، تصميم ارتش آمريكا براي احداث پارك نانوتكنولوژي جالب توجه است. وي گفت: “ارتش اهداف بخصوصي دارد. توانايي كار با نانوذرات، هنگاميكه در ارتباط با مواد انرژي زا باشد، تجارت بزرگي است و ما قادر به ايجاد مجموعه امكانات كاملاً جديدي در اين زمينه هستيم.”
بنا به اظهارات وي، ارتش، انبوهي از تركيبات بسيار پيشرفته را براي ساخت تجهيزات و مواد استفاده مي‌كند. وي پيش‌بيني مي‌كند كه مركز ARDEC، تحقيقات بسيار زيادي بر روي تركيباتي با قابليت تجاري انجام دهد.
انستيتو فناوري Stevense، مدلسازيهاي رياضي بسيار زيادي را براي كريستاليزاسيون انجام ميدهد. اين مورد مي‌تواند يكي از موارد همكاري اين مؤسسه با گروه ARDEC باشد.
منبع: http://www. smalltimes. com
همكاري تايوان با كانادا در زمينة نانوتكنولوژي
25 ژوئن 2002- طبق اظهارات كارمندان بلند پايه شوراي ملي علوم تايوان (NSC)، اتمام قرارداد برنامه پنج سالة همكاري علمي دو كشور تايوان و كانادا، اين دو كشور را بر آن داشته است كه طرح برنامه همكاري پنج ساله ديگري را در زمينه‌هاي مختلفي از نانوتكنولوژي تا بيوتكنولوژي تنظيم كنند.
به منظور ارج نهادن به اين تلاش پنج ساله، جلسه بحث و بررسي دو روزه‌اي توسط شوراي ملي تحقيقات كاناد (NRC) و NSC در تايپه برگزار شد.
NSC و NRC در اوايل سال 1997 يادداشت تفاهمي در مورد تبادل اطلاعات علمي و صنعتي و تبادل محققان برجسته و تربيت دانشجويان دوره دكترا و فوق دكترا امضا كردند.
دانشمندان در خلال اين اجلاس دو روزه، نتايج پروژه‌هاي تحقيقاتي مشترك در زمينه‌هايي از قبيل نانوتكنولوژي، نيمه رساناهاي پيشرفته، علوم مولكولي، علم عصب شناسي، فناوري ساخت، بيوتكنولوژي و غيره را ارائه دادند.
نايب رئيس NRC در مراسم افتتاحيه اين اجلاس گفت: “تلاش مشترك NRC و NSC الگوئي در همكاري علمي و صنعتي دو جانبه بوده است.”
دبير دفتر اقتصادي-فرهنگي تايوان در كانادا گفت: “اين همكاري در پنج سال آينده بر روي پروژه‌هاي كلان نانوتكنولوژي و بيوتكنولوژي متمركز شده و بودجه آنها به نحو چشمگيري افزايش خواهد يافت.”
وي گفت بودجه هر پروژه تحقيقاتي تا سقف 22 ميليون دلار تايوان بطور مساوي از طرف تايوان وكانادا تأمين خواهد شد.
طي پنج سال گذشته، 67 دانشجوي دوره دكترا و فوق دكتراي تايواني تحقيقاتي را در كانادا انجام داده‌اند. دهها دانشمند برجسته از هر دو كشور در برنامه‌ها مشترك حضور داشتند. مقامات رسمي NSC گفتندكه اميدوارند تعداد اين شركت كنندگان در پنج سال آينده افزايش يابد.
طبق اعلان NRC درماه آگوست سال 2001، كانادا براي پنج سال آينده بودجه‌اي بالغ بر 035/4 ميليارد دلار تايوان (120 ميليون دلار آمريكا) به مؤسسه‌اي در دانشگاه آلبرتا شهر ادمونتون اختصاص داه است تا به گسترش زمينه‌هاي مختلف نانوتكنولوژي بپردازد.
تصميم كانادا براي جهت‌دهي قابليتهاي صنعتي خود به سمت نانوتكنولوژي، بسيار مشابه تصميم تايوان است. در اين راستا NSC ميزان سرمايه گذاري در اين زمينه را براي 6 سال آينده، از 2/19 ميليارد دلار تايوان به 23 ميليارد دلار تايوان افزايش داده است.
برنامه‌هاي ملي مشابهي در آمريكا، سويس، آلمان، انگليس و ژاپن پايه‌گذاري شده است. ارتور كارتي، مدير NRC گفت كه كانادا به سرمايه‌گذاري در زمينه‌هاي خاصي از نانوتكنولوژي نظير محاسبات كوانتومي، توليد ابزار و سيستمها و نانوبيولوژي بسيار علاقمند است.
رئيس دانشگاه Sinica بر اهميت همكاري علمي در سطح بين‌المللي تأكيد كرد و گفت: “تايوان در صورتي مي‌تواند با رقباي بزرگ به رقابت بپردازد كه همكاريهاي خود را با كشورهايي كه گرايشها و اهداف مشتركي با اين كشور دارند افزايش دهد.”
منبع: http://taipeitimes. com
گزارشي از شركتهاي نانوتكنولوژي ژاپن
