جستجو در تالارهای گفتگو

دكتر نادر جليلي، استاد دانشگاه كلمسون آمريكا و مدير تحقيقاتي آزمايشگاه مواد هوشمند و نانو اين دانشگاه است. او مي‌گويد: من در آبان 1349 در يك خانواده فرهنگي متولد شدم. در سال 1367 در رشته مهندسي مكانيك با گرايش جامدات در دانشگاه صنعتي شريف پذيرفته شدم و4 سال بعد با درجه عالي در تمام گرايشات فارغ‌التحصيل شدم و همان سال به‌عنوان دانشجوي برتر مهندسي مكانيك از رياست‌جمهوري وقت (هاشمي رفسنجاني) جايزه گرفتم. در آزمون كارشناسي‌ارشد با رتبه يك رقمي در همين دانشگاه در رشته مهندسي مكانيك گرايش طراحي كاربردي قبول شدم و در سال 74 با درجه عالي و به‌عنوان شاگرد اول دانشكده مكانيك و شاگرد دوم دانشگاه در مقطع كارشناسي ارشد، مدرك خود را اخذ كردم و به همين دليل از وزير علوم وقت نيز (دكتر معين) جايزه نفيس ديگري دريافت كردم و به خاطر علاقه به اين رشته و پشتكار زياد از يكي از دانشگاه‌هاي آمريكا با بورس كامل در مقطع دكترا پذيرفته شدم و مهندسي مكانيك را ادامه دادم و در1997 ميلادي (دي‌ماه 1377) موفق به اخذ مدرك دكترا با درجه ممتاز a+ شدم و بلافاصله در دانشگاه ايالتي ايلينويز به‌عنوان استاد‌يار آموزشي دانشكده مهندسي مكانيك در سن 25 سالگي به‌كارگرفته شدم. پس از يك سال و نيم و به‌دليل موفقيت‌هاي علمي كسب شده به دانشگاه كلمسون آمدم و هم‌اكنون دانشيار دانشكده مهندسي مكانيك و رئيس گروه ديناميك و كنترل دانشكده و مدير تحقيقاتي آزمايشگاه مواد هوشمند و نانو هستم. در حال حاضر روي چه پروژه‌اي در حال كار هستيد؟ درباره نتايج آن توضيح بفرماييد. من به‌طور تخصصي روي مواد هوشمند كار مي‌كنم. از چند سال پيش فعاليت اصلي من بر مطالعه و تحقيق روي اين مواد متمركز بوده است. اين تحقيقات و دستاورد‌هاي حاصل از آن در تشخيص بسياري از مواد شيميايي و بيولوژيكي مانند باكتري‌ها، ويروس‌ها و حتي DNA كاربرد وسيعي دارد. ما با استفاده از مهندسي مكانيك و بهره‌گيري از روش‌هاي فوق پيشرفته آناليز ارتعاشاتي و كنترل اين مواد مي‌توانيم ذرات بسيار كوچك را تشخيص دهيم كه اين ذرات مي‌تواند طيف وسيعي از باكتري‌ها مانند ايكلاي باشد كه در مواد غذايي و روده انسان به‌وفور يافت مي‌شود. همچنين در حال حاضر مشغول انجام تحقيقاتي هستيم تا اين مواد و ربات‌هاي بسيار كوچك را با دقت كنترل كنيم و از آنها در جابه‌جايي DNA و حتي تغيير ماهيت آن و در نتيجه تغيير ماهيت سلولي استفاده كنيم. ما در آينده نزديك با استفاده از ربات‌هاي بسيار كوچك در ابعادي حدود يك‌هزارم قطر موي انسان كه با چشم غيرمسلح قابل مشاهده نيستند و فرستادن آنها به داخل بدن و كنترل دقيق آنها از خارج از بدن انسان، قادر خواهيم بود جراحي‌هاي فوق‌العاده مهم و پيشرفته را بدون بازكردن محل جراحي با موفقيت انجام دهيم و آنها را در جراحي‌هايي مانند باز كردن رگ‌هاي قلب و حتي خُردكردن برخي تومور‌ها مانند تومور مغزي به كار بگيريم. بنابراين بيشترين كاربرد نتايج پروژه من در پزشكي است ولي هم‌اكنون بخش اصلي پايه‌اي تحقيق يعني درك و فهم رفتار‌هاي مواد هوشمند در حال انجام است تا با كنترل دقيق حركت، آنها در همان مسيري حركت كنند كه مد نظر ما است وهمان كاري را در آن نقطه به‌خصوص انجام دهند كه ما مي‌خواهيم و اين مهم‌ترين بخش كار است كه نياز به تحقيق زيادي در زمينه مهندسي مكانيك هم از لحاظ ديناميك مواد و هم كنترل آنها دارد. شما قرار است در يك كنفرانس بين‌المللي در تهران صحبت كنيد، سخنراني شما در باره چه موضوعي است؟ در27 ارديبهشت ماه امسال هفدهمين كنفرانس سالانه بين‌المللي مؤسسه مكانيك كه در دانشگاه تهران برگزار مي‌شود من به‌عنوان سخنران كليدي درباره ماهيت و چگونگي جابه‌جايي و حركت مواد هوشمند در ابعاد نانو صحبت خواهم كرد. مواد هوشمند چيست؛ چرا با اينكه توسط انسان كنترل مي‌شوند به اين مواد هوشمند مي‌گويند؟ مواد هوشمند به موادي اطلاق مي‌شود كه بتوانند به تحريك‌هاي خارجي مثل ميدان‌هاي الكتريكي پاسخ‌دهند به‌طوري كه ما بتوانيم با استفاده از اين پاسخ‌ها رازهاي نهفته درون آنها را كشف كنيم. بنابر اين، اين مواد قابليت شناسايي تحريكات خارجي را دارند؛ عاملي كه باعث مي‌شود اينها به تحريك‌هاي خارجي پاسخ دهند جفت كردن ميدان‌هاي مختلف مثل ميدان الكتريكي، مغناطيسي و مكانيكي است. ساختار كريستالي اين مواد به‌گونه‌اي است كه نيروي وارد شده از طرف يك ميدان خارجي باعث تغيير شكل و ايجاد ميدان الكتريكي توسط ساختار كريستالي جديد مي‌شود، اين ميدان الكتريكي جريان الكتريكي را به‌وجود مي‌آورد كه به‌عنوان پاسخ اين مواد قابل مشاهده است. بنابراين به اين مواد هوشمند مي‌گويند؛ چون در برابر نيروي وارده از طرف ما، جواب مناسبي مي‌دهند يا به زبان خود با ما سخن مي‌گويند. تفاوتي كه اين مواد با بقيه مواد (غيرهوشمند) دارند اين است كه در اين مواد به نوعي هوشمندي طبيعي نهفته است كه مي‌توانند مثل موجود زنده به تحريك خارجي پاسخ مناسب بدهند. همانطور كه اگر شما بخواهيد يك موجود زنده را وادار به حركت كنيد عكس‌العمل نشان مي‌دهد و حتي مقاومت مي‌كند، اين مواد هم در برابر تحريكات خارجي وارد شده (كه به‌صورت مكانيكي، مغناطيسي و الكتريكي است) واكنش‌هاي مناسبي از خود بروز مي‌دهند. اين مواد با تبديل 2ميدان مختلف مكانيكي و مغناطيسي به ميدان الكتريكي پاسخ و واكنش خود را در برابر تحريكات به ما نشان مي‌دهند و اين پاسخ معمولا به‌صورت تغيير و جابه‌جايي يا ايجاد جريان الكتريكي است كه ما مي‌توانيم با اندازه‌گيري ميزان جابه‌جايي يا جريان الكتريكي يا ميزان خميدگي آنها بفهميم اين مواد چه ميزان حركت كرده‌اند و ميزان پاسخ آنها چه مقدار بوده است. تحليل و پردازش اين اطلاعات مي‌تواند به ما كمك كند تغيير و جابه‌جايي آنها را به‌صورت كنترل شده و مورد دلخواه انجام دهيم. مواد هوشمند شامل 3بخش اصلي است:1- سنسور يا حسگر كه تحريك را حس مي‌كند 2- بخش عملگر يا اكتيوژن كه مي‌تواند حركت را انجام دهد 3- بخش مهم آنكه پردازشگر است و مغز مواد هوشمند را تشكيل مي‌دهد كه با پردازش عملكرد بخش حسگر و عملگر، هماهنگي مناسبي را از نظر كارايي براي آنها رقم مي‌زند. يعني اين مواد بطور طبيعي داراي حافظه هستند؟ حافظه پردازشگر در خود اين مواد نهفته است. كوارتزها از جمله اين مواد هستنند كه خواص آنها بيش از 2قرن پيش شناخته شد ولي تا‌كنون در زمينه كاربردي كردن آنها كار زيادي صورت نگرفته است. چون اين مواد در ابعاد بسيار كوچك و نانو هستند. آلياژهاي مثبت نيز جزء مواد هوشمند محسوب مي‌شوند؛ زيرا با تغيير حرارت مي‌توانند تغيير شكل بدهند و اين ويژگي كاربردهاي زيادي در دانش‌هاي مختلف دارد. اينها موادي هستند كه حافظه دارند و مي‌توانند زمان تحريك وارد شده و نيز زمان تغييرحركت صورت گرفته خود را به نوعي ثبت و نگهداري كنند وما با استفاده ازتحليل اين حافظه مي‌توانيم رفتار آنها را كشف كنيم و در دانشي مانند پزشكي به كار بگيريم؛ يعني همان كاري كه در قالب يك پروژه بزرگ تحقيقاتي به من سپرده شده است تا با مطالعه رفتار اين مواد، آنها را به خدمت انسان درآوريم. آيا فقط مواد خاصي داراي ويژگي هوشمندي هستند، اصولا مواد هوشمند چه تفاوتي با سازه هوشمند دارد؟ بايد توجه داشت كه سازه هوشمند متفاوت از ماده هوشمند است. مواد هوشمند به‌طور طبيعي داراي اين خاصيت هستند مانند بعضي نمك‌هاي ساحلي، برخي آلياژها و سنگ‌ها و كوارتز، در حالي كه سازه‌هاي هوشمند توسط انسان و از مواد هوشمند ساخته مي‌شوند. يعني سازه هوشمند بايد در بخشي از خود علاوه بر مواد و تركيبات ديگر مواد هوشمند داشته باشد. البته موادي مصنوعي هم وجود دارند كه تحت فرايندهاي خاصي هوشمندي در آنها ايجاد مي‌شود مانند مواد پي‌ايزوالكتريك يا مواد هوشمند سنتتيك كه در اثر جريان الكتريكي بسيار بالا اين خاصيت در آنها ايجاد مي‌شود. به عبارت بهترمواد خاصي اگر در مدت زمان زيادي تحت‌تأثير شوك الكتريكي قرار گيرند مواد مصنوعي هوشمند را به‌وجود مي‌آورند كه كاربرد‌هاي زيادي هم دارد و معمولا بيشتر از مواد هوشمند طبيعي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. شما براي چه مدت روي اين پروژه بزرگ كار كرده‌ايد و بودجه تحقيقاتي اختصاص يافته به آن چقدر بوده است؟ بنياد علوم آمريكا 6 سال پيش(2003 ) اين پروژه را به من واگذار كرد. بودجه تحقيقاتي بالايي به آن اختصاص يافت به‌گونه‌اي كه در مرحله اول در آغاز كار نيم‌ميليون دلار (500 هزار دلار) و 2سال بعد نيز نيم ميليون دلار ديگر به آن تزريق شد و به‌طور كلي تا‌كنون حدود 5/1ميليون دلار بودجه صرف تحقيقات و تامين تجهيزات اندازه‌گيري حركت اين مواد، شده است.(يك سوم اين بودجه به تامين تجهيزات آزمايشگاهي اختصاص يافته است.) آيا در كشور‌هاي ديگر هم روي نانوربات‌ها كار شده است؟ بله، در اروپا و ژاپن. ولي كاري كه ما در بخش حركت و كنترل آنها انجام داده‌ايم و نوآوري‌هايي كه در اين بخش ما به آن دست يافته‌ايم در حال حاضر در دنيا منحصر به فرد است. ما از نوع خاصي از مواد هوشمند و كنترلرهاي ويژه‌اي براي اين ربات‌ها در سيستم خود استفاده مي‌كنيم كه از اين نظر از گروه‌هاي تحقيقاتي ديگر جلوتر هستيم. در سال 2009 چه ميزان بودجه تحقيقاتي در آمريكا در نظر گرفته شده است؟ براي بنياد علوم آمريكا كه بزرگ‌ترين بودجه تحقيقاتي محض را به‌خود اختصاص مي‌دهد 10 تا 12 ميليارد دلار بودجه در نظر گرفته مي‌شود اين بنياد تحقيق صرف انجام مي‌دهد و تحقيقات كاربردي در مراكز و سازمان‌هاي ديگري مانند وزارت دفاع و وزارت انرژي و سلامت انجام مي‌شود. كه بودجه تحقيقاتي جداگانه‌اي دارند. به‌طور كلي در بخش پژوهش‌ها و تحقيقات پايه‌اي حدود 25 تا 30 ميليارد دلار و 2برابر اين مبلغ در بخش پژوهش‌هاي كاربردي بودجه اختصاص مي‌يابد. شما در ايران تحصيل كرده‌ايد و طي سال‌هاي اخير نيز به ايران آمده و در دانشگاه‌هاي مختلف حضور داشته‌ايد. به اعتقاد شما چه تفاوتي ميان پروژه‌هاي تحقيقاتي، نحوه انجام و نيز بودجه‌هاي اختصاص يافته به آن در ايران و آمريكا وجود دارد؟ چرا در ايران تحقيقات كاربردي كم است يا تحقيقات كمتر به مرحله كاربردي مي‌رسند؟ من دانشگاه‌هاي صنعتي‌شريف، تهران، اميركبير و بعضي دانشگاه‌هاي شهرستان‌ها را بازديد و مشاهده كرده‌ام كه محدوديت‌هاي زيادي براي انجام پروژه‌هاي تحقيقاتي وجود دارد. البته شايد همين محدوديت‌ها در برخي موارد باعث نوآوري‌هايي شده و مثلا با بودجه‌هاي كمتري تحقيقات پايه‌اي خوبي صورت گرفته است ولي زماني كه تحقيق به مرحله كاربردي شدن مي‌رسد بايد تجهيزات مورد نياز وجود داشته باشد يا براي تامين آن بودجه مناسبي در نظر گرفته شود كه در اين مرحله متأسفانه به خاطر بودجه‌هاي كم، كار به كندي و سرعت پايين پيش مي‌رود و نتايج آن بسيار دير نمايان مي‌شود يا اصلا متوقف مي‌شود. به عبارت بهتر انجام تحقيقات كاربردي در ايران بسيار مشكل است در حالي كه در پروژه‌هايي كه پايه‌اي و محض است و نيازي به تجهيزات خاصي ندارد استادان و دانشجويان ايراني بسيار خوب درخشيده‌اند و پا به‌پاي دانشجويان در آمريكا پيش مي‌روند. به هر حال عملياتي كردن پروژه‌ها با محدوديت همراه است كه مانع بزرگي بر سر راه پيشرفت و توسعه ايران است. بايد سيستم پيوسته‌اي وجود داشته باشد تا يك تحقيق كاربردي شود. در غيراين صورت حاصل تحقيق فقط چاپ مقاله و فارغ‌التحصيل شدن دانشجو خواهد بود و هيچ مشكلي از جامعه رفع نخواهد كرد. يك تفاوت ديگر اين است كه در آمريكا نياز جامعه، اساس و پايه پروژه‌هاي تحقيقاتي را شكل مي‌دهد تا دانشگاهيان با كار روي آنها نياز جامعه را برآورده كنند، پروژه تحقيقاتي صرفا يك ايده دانشجويي يا عضو هيئت علمي نيست كه بعد از انجام تحقيقات و صرف بودجه ندانند آن را در كجا به‌كار بگيرند. بنابراين ابتدا بنيادهاي مختلف موجود مثل بنياد علوم، در جامعه نيازسنجي مي‌كنند و با اولويت‌بندي نياز‌ها، آنها را به‌صورت پروژه‌هايي با بودجه‌هاي مناسب در اختيار پژوهشگران در دانشگاه‌ها قرار مي‌دهند. به‌عنوان مثال جراحي بدون باز كردن و شكافتن بدن انسان يك نياز مهم در جامعه است كه به‌عنوان پروژه تحقيقاتي تعريف و در اختيار من قرار گرفته است. به‌طور كلي كاربردي كردن يك تحقيق نياز به يك زنجيره به هم پيوسته دارد كه در اينجا حلقه‌هاي زنجير يكي بعد از ديگري وارد عمل مي‌شوند و به همين دليل تحقيقات تقريبا به سرعت كاربردي و به ‌صورت محصول نهايي وارد جامعه مي‌شود. در ايران اين زنجيره به خاطر حلقه‌هاي مفقود شده از هم گسسته است و بنابراين بسياري از تحقيقات خوب فقط تا مرحله چاپ مقاله پيش مي‌روند و به نتيجه نمي‌رسند. من كه عضو هيئت تحريريه 2مجله معتبر علمي ( مجله مهندسان مكانيك آمريكا كه مطالب آن در زمينه ديناميك و كنترل است و مجله مهندسان برق و الكترونيك كه به چاپ مقاله در رشته مكاترونيك مي‌پردازد) هستم مقالات علمي بسيار ارزشمندي از ايران دريافت مي‌كنم ولي نتيجه اين مقالات در جامعه ايران مشاهده نمي‌شود چون اصلا به مرحله بهره برداري نمي‌رسد. چرا تبادل تجربيات و انتقال دانش نخبگان ايراني خارج از كشور با ايران بسيار كم است؟ زيرا اين امر مهم اصلا سازمان يافته و ارگانيزه شده نيست به‌عنوان مثال من به خاطر علاقه‌اي كه به دانشجويان تشنه آموختن ايراني دارم به جز 2سفر اخير با هزينه شخصي آمده‌ام و از دانشگاه‌هاي مختلف ديدن كرده‌ام و تبادلاتي با آنها داشته‌ام ولي در اينجا دانشمندان ايراني زيادي هستند كه به دلايل مختلف فرصت انتقال تجربيات و اطلاعات به آنها داده نمي‌شود يعني سيستم خاص يا پايگاه‌هاي اطلاعاتي وجود ندارد كه اين افراد نخبه خارج از ايران و قابليت‌هايشان به‌طور رسمي شناسايي و از آنها دعوت به همكاري شود و سفرهاي مطالعاتي و تحقيقاتي با تسهيلات بيشتري صورت گيرد. اگر سيستم يكپارچه مديريتي مناسبي وجود داشته باشد كه زماني كه‌ اين استادان و متخصصان در ايران هستند در يك چارچوب مشخص و با پرداخت هزينه مناسب از دانش آنها استفاده شود يا دعوت به تدريس شوند دانشجويان مستعد و متخصصان و استادان ايراني از دانش هموطنانشان در خارج از كشور بهره‌مند خواهند شد و اين انتقال اطلاعات صورت خواهد گرفت. اگر اين ارتباط به‌صورت رسمي و از بالا و به‌طور منظم انجام گيرد باعث افزايش ارتباطات علمي با ايرانيان خارج از كشور مي‌شود كه نتيجه بسيار خوبي در پي خواهد داشت. اين كار نياز به مديريت خوب دارد نه سرمايه زياد. فكر مي‌كنم در ميان مسئولان رده بالا يا حتي بخش خصوصي بايد همت زيادي به‌وجود‌آيد تا اين ارتباط افزايش و به‌طور مرتب و منظم تداوم يابد و از پراكندگي و غيرمتمركز بودن آن جلو‌گيري شود. منبع: وبگاه پژوهشی-مهندسی و تحقیقاتی ایران