دنیای شگفت‌انگیز صنعت بعد از ورود «مکسین»/ دختران نخبه جوانی که در لبه علم پژوهش می‌کنند
به گزارش گروه علم و پیشرفت خبرگزاری فارس، هزاره جدید به نوعی عصر ذرات کوچک به شمار می‌رود؛ عناصری ذره‌بینی که توانسته‌اند انفجاری در زندگی بشری ایجاد کنند. پس از سال 2004 محققان موفق به کشف خواص فیزیکی غیرمعمول گرافن شده و دریافتند نانومواد دوبعدی جایگزین بهترین برای گرافن‌ها هستند. در نتیجه‌ی این اکتشاف دانشمندان به مواد دوبعدی غیر از گرافن علاقمند شدند و تحقیقات خود را در جهت لایه‌لایه کردن و شناسایی سایر موادی که پیش‌ماده‌هایی با ساختار لایه‌ای داشتند، ادامه دادند تا به ماده‌ای با عنوان فاز‌مکس رسیدند.
سال 2011 اولین ترکیب توسط یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه درکسل کشف شد، محققان عنصر جدید را مکسین نامیدند؛ این سرامیک‌های شکل‌پذیر و قابل ماشین‌کاری، به علت ساختار لایه‌ای، در هنگام تغییر شکل، ورقه ورقه می‌شوند و ترکیبی از خواص غیرمعمول و گاه منحصربه‌فردی بین خواص فلزات و سرامیک‌ها را نشان می‌دهند.
مکسین‌ها از خانواده نیتریدهای دوبعدی با خواصی از جمله هدایت الکتریکی فلزی، آبدوستی، فرایندپذیری، بازده نسبتاً بالا و ورقه‌های بزرگ تأثیر عمیقی بر کل حوزه علم مواد داشت و شانس بزرگی برای رفع بسیاری از چالش‌های نانومواد دوبعدی به محققان داد.
ایران بر روی پله نوزدهم تحقیقات مکسین قرار دارد
بر اساس اطلاعات پایگاه (WoS)، از سال 2012 با انتشار اولین مقاله پیرامون مکسین‌ها تا به امروز، این خانواده‌ی جدید نانومواد دوبعدی همواره رتبه اول میانگین ارجاعات را به خود اختصاص داده‌اند، به‌طوریکه مکسین‌ها در سال 2020، رتبه‌ی بیست و یکم را به لحاظ تعداد مقالات منتشر شده در حوزه‌ی نانومواد داشتند.
با بررسی مقالات منتشر شده کشورهایی همچون چین، آمریکا، کره‌جنوبی، استرالیا، هند، انگلیس، سنگاپور، عربستان سعودی، ژاپن و آلمان به ترتیب ده کشور برتر به لحاظ تعداد مقالات منتشر شده در حوزه مکسین‌ها هستند؛ کشورهایی که در دو دهه اخیر به اهمیت نانو پی برده و سرمایه گذاری‌های کلانی نیز در این حوزه کرده‌اند. البته قرارگیری ایران در جایگاه نوزدهم نیز نشان از دغدغه‌ی پژوهشگران این حوزه دارد.
زینب جمال پور فارغ التحصیل رشته فیزیک از دانشگاه صنعتی امیرکبیر در کنار دوستان خود یک استارت‌آپ در حوزه فعالیت سنتز مکسین‌ها راه انداخته‌اند. در حاشیه نمایشگاه اینوتکس1402 با او گفتگویی داشتیم:
ترکیب جادویی نانو مواد در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی
این پژوهشگر در تشریح مکسین‌ها اینطور عنوان می‌کند که این ترکیب در حوزه تولید ادوات الکترونیکی مثل الکترود ابرخازن‌ها و باتری‌ها قابل استفاده است؛ این مواد با دارا بودن خواص ویژه فلزی، سرامیکی، الکتروشیمیایی، استحکام و پایداری شیمیایی ترکیبی مطلوب برای تولید الکترود به شمار می‌رود.
جمال‌پور با بیان اینکه مهمترین نانو مواد سنتز شده در این مجموعه از خانواده مکسین است، تصریح کرد: تاکنون بیش از 200 ترکیب مختلف پایدار MXene بر مبنای فلزات انتقالی مختلف و آلیاژهای آن‌ها با کربن و نیتروژن شناسایی یا پیش‌بینی شده‌اند و حدودا 20 نوع آن در مراکز تحقیقاتی جهان سنتز شده است.
وی مکسین کاربید تیتانیوم را مهمترین مکسین‌ها دانسته و با اشاره به ویژگی‌های فوق العاده این ترکیب تاکید می‌کند: فعلا این نانو مواد وارد بازار نشده اما می‌تواند جایگزین گرافن در صنعت شود البته هنوز در مسیر آزمایشگاهی قرار دارد.
این پژوهشگر با بیان اینکه امروزه بیشترین مصرف مواد 2بعدی در محیط آزمایشگاهی دانشگاه‌ها است، ادامه داد: این مواد در صنایع الکترونیک، صنعت فضایی، صنعت تصفیه آب، صنعت پزشکی و ایمپلنت می‌تواند بیشترین کاربرد را داشته باشد اما به دلیل بالا بودن قیمت تمام شده هنوز برای صنایع صرفه‌ی اقتصادی ندارد به نحوی که هر 1 گرم آن نزدیک به 1 میلیون هزینه در بر دارد.
صنایع استراتژیک چشم به راه یک ماده نو ظهور
جمال پور اضافه کرد: این ماده نوظهور بوده و با وجود آنکه توانایی تولید آن برای صنایع وجود دارد اما به دلیل قیمت بالا امکان استفاده در پروژه‌های دفاعی، انرژی اتمی (تصفیه پسماندهای اتمی) و صنعت فضایی به دلیل حساسیت و بودجه بالا وجود دارد.
وی با اشاره به این موضوع که امروزه بیشتر کشورهای جهان به صورت جدی بر روی ماده مکسین تحقیق کرده و در حال تغییر، تبدیل و تولید این ترکیب هستند، گفت: تیم «سپهر راد» امیرکبیر توانسته ترکیبی با خلوص استاندارد تولید کند که به جرات می‌توانیم خود را در جمع سه شرکت تولید کننده قرار دهیم.
تحقیق و پژوهش قبل از تولید یک محصول از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است به نحوی که کشورهای توسعه یافته این حوزه را از بخش تولید با اهمیت‌تر دانسته و سرمایه‌گذاری‌های بسیاری نیز می‌کنند، اما به گفته‌ی این پژوهشگر تجاری سازی در ایران کمی سخت است، همچنین روند دریافت تسهیلات زمان‌بر بوده و دروه‌ی بازپس‌دهی و تنفس آن کوتاه مدت است.
جمال پور در ادامه با اشاره به حجم بالای مقالات پژوهشی که در نوبت دریافت امکانات و تسهیلات هستند گفت: البته از منظری حق می‌دهیم که ستادها نتوانند از همه‌ی جوانب حمایت کنند زیرا تعداد پروژه‌ها بسیار زیاد است و شرایط اقتصادی کشور هم در اوضاع تحریم شاید آنچنان مناسب نباشد، البته این‌ها هیچ کدوم دلیلی برای ماندن و درجا زدن نیست و ما به دنبال آینده‌ی تازه‌ای هستیم.
وی با بیان اینکه ورود به صنعت سخت است، ادامه داد: تلاش می‌کنیم با نگاه به بازار محصولات 2 بعدی مورد نیاز کشور را تامین کنیم اما نگاه اصلی ما حوزه تحقیقاتی بوده و سعی بر آن داریم تا با ساخت این ترکیب و یا ترکیب‌های جدید از خانواده مکسین به پژوهشگران حوزه‌های دیگر در مسیر علمی و تحقیقاتی کمک کنیم.
دست به گریبانی پژوهشگران با چالش هدررفت زمان
این پژوهشگر در تشریح چالش‌های موجود تصریح کرد: یکی از چالش‌های بزرگ ما در زمینه کسب اطلاعات بود، در حقیقت اطلاعات واضحی در اختیار ما نبود و نمی‌دانستیم چه طور وارد این عرصه شویم، از طرف دیگر با وجود مرکز رشد و برج فناوری در دانشگاه، تامین فضای فیزیکی برایمان مشکل بود و زمان بازگرداندن فضاهای اختصاص یافته نیز به آن اضافه شد. به همین دلیل ما با چالشی به عنوان هدر رفت زمان برای رسیدن به امکانات اولیه‌ای مواجه بودیم که نیاز اساسی تیم‌های تحقیقاتی به شمار می‌رود.
این پژوهشگر در پایان حمایت از دانشجوی پژوهشگر را یک اصل مهم در مسیر تحقیق و توسعه دانسته و ابراز کرد: یک دانشجو در مراحل ابتدایی ورود به صنعت با مشکلات مالی مواجه است و نیاز است که دستگاه‌های متولی در این حوزه حمایت‌های جدی‌تری داشته باشند.
مسیر توسعه‌ی جهانی مکسین هموار است
نگاهی به جایگاه ایران در حوزه تولید علم نشان می‌دهد که کشورمان از لحاظ تحقیق همطراز با بسیاری از کشورهای برجسته دنیا می‌باشد، اما در حوزه تبدیل علم به فناوری هنوز به آنجایی که باید نرسیده‌ایم و این در حالی است که اتحادیه اروپا از سال 2014 طرحی موسوم به چشم‌انداز 2020 را به‌عنوان بزرگترین برنامه تحقیقاتی و نوآوری خود با بودجه‌ای بالغ بر 80 میلیارد یورو و با هدف جذب سرمایه‌گذاران خصوصی و دولتی و توسعه‌ی ایده‌های کارآمد آزمایشگاهی آغاز کرده است.
با توجه به این که ترکیب نانومواد مکسین هنوز به صورت گسترده تجاری سازی نشده هنوز عرصه برای رقابت در بازار جهانی باز بوده و نیاز است تا از شرکت‌های دانش بنیان فعال در این عرصه برای صادرات محصولی ارزشمند که نیاز بسیاری از صنایع در آینده خواهد بود، حمایت ویژه شود.
پایان پیام /
شما می توانید این مطلب را ویرایش نمایید
این مطلب را برای صفحه اول پیشنهاد کنیددانش بنیان
مکسین اینوتکس این خبر توسط افراد زیر ویرایش شده است
