لشگر نانوماشین‌ها در راه است

اینگونه به نظر می‌رسد که نانوماشین‌ها در آینده‌ای نه چندان دور از کالبد هیجان‌انگیز خود فراتر رفته و عمدتا جنبه کاربردی پیدا می‌کنند؟

به این نکته توجه کنید که در خصوص طیف گسترده‌ای از فناوری‌های نوین، فرآیند کاربردی شدن نیازمند گذر زمان قابل توجهی است. مطمئنا در این گذر زمان طیف جدیدی از فناوری‌های دیگر ارائه شده و با تکمیل شدن چرخه اصلی دانشمندان می‌توانند گام‌های بلندتر و مطمئن‌تری در جهت تکمیل ایده‌‌های ابتکاری و خلاقیت‌های تکنولوژیکی خود بردارند. بدون شک فناوری جذاب و قطعا کاربردی نانوماشین‌ها نیز از این قاعده مستثنی نیست. ما طی 10 سال گذشته پیشرفت‌های چشمگیری در این زمینه داشته‌ایم. از همان ابتدای آغاز تحقیقاتمان این گونه متصور شده بودیم که تا دو یا سه دهه آینده نانوماشین‌ها را که بر اساس ابداعاتی نوین در دنیای شیمی و فیزیک ارائه می‌کنیم به عنوان یک فناوری کاملا کاربردی و تأثیرگذار در جامعه معرفی کنیم.

در حال حاضر وضعیت کلی نانوسیستم‌های حرکتی و تحقیقات مربوط به آنها را در چه مرحله‌ای می‌بینید؟

نانوسیستم‌های حرکت کننده در حال حاضر در محدوده تحقیقاتی گروه قابل توجهی از دانشمندان قرار گرفته است به طوری که صرفا برای توسعه هرچه سریعتر آن، بسیاری از دانشمندان به توسعه سایر دانش‌ها روی آورده‌اند تا زودتر از پیش‌بینی‌های قبلی به نتایج تحقیقاتشان برسند. به عنوان مثال می‌توان به توسعه دانش طراحی و ساخت ریزانبرک‌ها و حتی نرم‌افزارهای رایانه‌ای مورد نیاز اشاره کرد. از آنجا که این نوع ماشین‌ها در حال حاضر (البته به صورت آزمایشگاهی و بسیار محدود) و در آینده قابلیت‌های فراوانی در توسعه دانش نانوساختارها، نانومونتاژ، روباتیک و طراحی و ساخت حسگرهای شیمیایی و بیوشیمیایی خواهند داشت، پیش‌بینی می‌کنیم در چند دهه آینده به عنوان یک فناوری خاص و برتر در نظر گرفته شود. یکی از مهم‌ترین کارهایی که ما در چند سال اخیر موفق به انجام آن شده‌ایم طراحی و ساخت نانوموتورهایی بوده است که دقیقا می‌توانند به واسطه شکل‌گیری برخی واکنش‌های شیمیایی از موتورهای بیولوژیکی تقلید کنند.

موضوع به نظر هیجان انگیزتر از آن چیزی است که به نظر می‌رسد. تصور شما برای آینده چگونه است؟

ما برای آینده برنامه‌های زیادی داریم. بی‌شک نفوذ به ابعاد ملکولی و ساخت ماشین‌های پیچیده‌ای در ابعاد یک مولکول و از آن گذشته راه‌اندازی آنها با استفاده از سوخت‌های متفاوت از جمله برنامه‌های‌ ماست. البته و در حال حاضر در برخی آزمایشگاه‌های تحقیقاتی جهان کارهایی از این دست و البته در مراحل بسیار ابتدایی صورت گرفته است اما می‌توان به آنها به عنوان جرقه‌ای برای آینده نگاه کرد. از آن گذشته طراحی و ساخت شبکه‌‌های بزرگی از این نوع ماشین‌ها نیز در دستور کار ما قرار دارد. ما در نظر داریم در آینده‌ای نه‌چندان دور لشگری از نانوماشین‌ها طراحی کرده و از آنها برای انجام ماموریت‌های پیچیده‌تر در مقایسه با انتقال دارو و موارد مشابه استفاده کنیم.

درباره قابلیت این نوع ماشین‌ها بیشتر صحبت کنید.

همزمان با توسعه دانش‌های نوین این قابلیت‌ها نیز به صورت خودکار وارد فازهای جدیدی می‌شوند. یکی از جالب‌توجه‌ترین برنامه‌هایی که برای آینده نزدیک داریم طراحی و ساخت نانوماشین‌هایی است که پس از قرار گرفتن در نقاط از پیش تعیین شده‌ بدن با دنیای خارج ارتباط برقرار کرده و بدین ترتیب می‌توان امیدوار بود که دانش پزشکی و تکنیک‌های تشخیصی با تحول شگرفی روبه‌رو خواهد شد. این ماشین‌ها می‌توانند با نظارت بر سطح عملکرد نقاط مختلف بدن بیمار، گزارش‌های مختلف و حتی لحظه به لحظه‌ای را برای پزشک متخصص ارسال کنند.

به نظر می‌رسد در راه توسعه این دانش با موانع جدی نیز روبه‌رو باشید. مهم‌ترین عواملی که ممکن است توسعه فناوری نانوماشین‌ها را با کندی همراه کند چه چیزهایی هستند؟

در حال حاضر جهان با بحران انرژی روبه‌روست و زمانی که صحبت از یک سیستم حرکتی به میان می‌آید مهم‌ترین نکته چگونگی تأمین منابع انرژی مورد نیاز برای آن است. البته باید به این نکته با دقت بیشتری توجه کرد که لزوما راه اندازی سیستم‌های حرکتی کوچکتر در مقایسه با سیستم‌های بزرگتر از بعد تأمین منابع انرژی کار ساده‌تری نیست و حتی ممکن است به دلیل وجود پیچیدگی‌های خاص این کار با صرف زمان و هزینه تحقیقاتی بیشتری همراه شود. درخصوص نانوماشین‌ها نیز وضع دقیقا به همین گونه است. از همان ابتدای توسعه این دانش نوین موضوع تأمین سوخت مورد نیاز این سیستم‌ها مشغله اصلی ذهنمان بوده است. در این میان گزینه‌های مختلف وجود داشته است از جمله استفاده از موتورهای الکتریکی یا جت اما زمانی که صحبت از ابعادی کوچکتر از میلیمتر به میان می‌آید صحبت کردن درباره آنها چندان هم راحت نیست. ما به این نتیجه رسیده‌ایم که استفاده از نیروهای مولکولی می‌تواند راهکاری مناسب باشد.

این مسأله را از بعد مالی چگونه ارزیابی می‌کنید؟

همچون سایر فناوری‌ها، توسعه فناوری نانوماشین‌ها نیز در نوع خود نیازمند به استفاده از منابع گسترده مالی برای انجام تحقیقات بیشتر و دقیقتر است تا بتوان گام‌های بلندتری برداشت. نانوماشین‌ها نیازمند آزمایشگاه‌های تحقیقاتی مدرن و مجهز به طیف گسترده‌ای از فناوری‌ها هستند. ما فکر می‌کنیم گام‌های مورد نیاز اولیه در این زمینه برداشته شده است.

دکتر عثمان شین در یک نگاه

دکتر عثمان شین در سال 1970 مدرک لیسانس خود را از دانشگاه کلکته اخذ کرده و کارشناسی‌ارشد خود را نیز در سال 1973 از انستیتو فناوری هند گرفته است. وی سپس راهی آمریکا شده و در سال 1978 در رشته شیمی از دانشگاه شیکاگو موفق به اخذ مدرک دکتری خود شده است. دکتر شین در سال‌های گذشته جوایز و نشان‌های تشویقی زیادی به واسطه تحقیقات متعدد در زمینه ساختارهای شیمیایی و فناوری نانو اخذ کرده است و هم اکنون نیز در دانشگاه پنسیلوانیا مشغول به تحقیق و تدریس است. وی در سال‌های اخیر عمده تحقیقات خود را روی ساختارهای نانویی متمرکز و خود را به عنوان یکی از پیشگامان جدی عرصه فناوری نانو ماشین‌ها معرفی کرده است.

مهدی پیرگزی