فناوری‌های گره گشا

در شهری که پساب چرمشهر، معضل بزرگ محیط زیستی است، شهروندش مدال طلای المپیاد جهانی «دستگاه تصفیه فاضلاب پساب صنایع چرم» را دارد.

کد خبر: ۷۹۳۰۵

تاریخ : ۱۶ اسفند ۱۴۰۰ - ۱۲:۱۲

نوشته

رضاریاحی | شهرآرانیوز؛ هر کس تنها یک‌بار از کنار کارخانه چرمشهر مشهد رد شده باشد، متوجه بوی مشمئزکننده‌ای می‌شود که از این صنعت پول‌ساز تا شعاع ۱۰ کیلومتری به هوا بلند شده است. البته این بو اولین معضلی است که آشکار می‌شود و همان ابتدا زیر بینی می‌زند، به‌جز این شمار آلودگی‌های زیست‌محیطی پوست‌های دباغی شده آن‌قدر زیاد است که صدای اعتراض دوست‌داران محیط زیست را افزایش داده است. اگرچه فاز نخست طرح توسعه تصفیه خانه چرمشهر مشهد اواخر سال ۹۸ به بهره برداری رسیده‌است، اما همچنان این معضل به قوت خود باقی است.

حال جالب است بدانید در شهری که تصفیه فاضلاب پساب کارخانه‌های صنایع چرمش، معضل چند ساله است، شخصی زندگی می‌کند که در رقابت با نخبگان این حوزه در کشورهایی، چون آلمان، انگلستان، ایتالیا، کره جنوبی و ... توانسته در سال ۲۰۱۸ مدال طلای المپیاد جهانی نانو را با ساخت «دستگاه تصفیه فاضلاب پساب صنایع چرم» از آن خود کند. اما افسوس که این مدال فقط زینت‌بخش دیوار اتاق اوست! این شهروند محله الهیه که اکنون دانشجوی دکترای مدیریت تکنولوژی و آینده‌پژوهی دانشگاه آزاد تهران است به‌جز این افتخار، اختراعات بی‌شماری در زمینه نانو تکنولوژی دارد. او با وجود نبود سرمایه‌گذار در زمینه انبوه‌سازی اختراعاتش، بیکار ننشسته و با استفاده از امکانات موجود وارد فعالیت اقتصادی شده و کارآفرینی کرده است.

هومن بخشی ۵ سال قبل در زیرپله خانه اش محصولی را با کمک علم نانوفناوری تولید کرد که خاصیت لکه‌بری از چرم و مبل را داشت. او حالا پس از گذشت ۵ سال کارخانه‌ای دارد که بیش از ۳۰ محصول مختلف را با خاصیت نانوفناوری تولید می‌کند و به‌طور مستقیم برای بیشتر از ۱۵ نفر اشتغال‌زایی کرده است.

اختراع مثل جادو می‌ماند

دنیای کودکی برای خیلی از بچه‌های دهه شصتی در توپ پلاستیکی و تیر دروازه‌های آجری خلاصه می‌شد. اما حکایت هومن که متولد سال ۶۹ است متفاوت بوده است، پسربچه‌ای خلاق و مبتکر که عاشق ساختن و نوآوری‌های جدید بوده است. او برای اولین‌بار در ده‌سالگی با تیغه‌های برف‌پاک‌کن اتومبیل پیکان پدرش، تیغه‌اره، یک موتور اسباب‌بازی و مقداری سیم و کابل یک دستگاه یخ‌شکن کوچک ساخت. او قصد داشت با ساخت این دستگاه به دایی بزرگش که در روز سیزده‌به‌در برای شکستن یک قالب یخ بزرگ به مشکل برخورده بود، کمک کند!

ساختن و پروراندن ایده‌های جدید همیشه بخشی از زندگی این مبتکر جوان ساکن محله الهیه بوده است. هومن ابداع و ساختن را به یک جادوی زیبا تشبیه می‌کند و می‌گوید: «من واقعاً فکر می‌کنم اختراع یک چیز جادویی است. منظور من این است که شما یک مشکل را شناسایی می‌کنید، کلی ایده خلاقانه به کار می‌بندید و سپس با فناوری جدیدی روبه‌رو می‌شوید که قبلا وجود نداشته‌است. این خود جادو است و من فکر می‌کنم که اگر موقعیت نوآوری و خلاقیت را برای بچه‌ها ایجاد کنیم، آن‌ها با مهارت‌های تفکر بزرگ می‌شوند و آن‌قدراین مهارت‌ها در وجودشان نهادینه می‌شود که وقتی بزرگ شدند، قطعا یک مبتکر و دارنده اختراع خواهند شد.»

ثبت اولین اختراع در ۱۵ سالگی

هومن در سال دوم دبیرستان برای اولین‌بار در یک کنفرانس فیزیک در تهران شرکت کرد، در این کنفرانس ده‌ها مخترع جوان از سرتاسر ایران حضور داشتند و هرکدام یک ایده جدید را در سر می‌پروراندند. هومن هم با ایده ساخت «شیشه‌های کنترل‌کننده انرژی» دراین نشست علمی شرکت کرده بود. یکی از استادان دانشگاه فردوسی از این نظریه هومن استقبال می‌کند و به او می‌گوید که شیشه‌های کنترل‌کننده انرژی با فرآیند جدیدی به نام «نانوفناوری» ساخته‌شدنی است.

این مخترع جوان می‌گوید: «سال ۱۳۸۵ برای اولین بار واژه «نانوفناوری» به گوشم خورد، هنوز ستاد نانو در ایران تشکیل نشده بود و تقریبا هیچ کتاب فارسی درباره این علم نوظهور وجود نداشت، ازاین رو برای ساخت شیشه‌های کنترل‌کننده انرژی مجبور شدم ده‌ها مقاله علمی را از اینترنت دانلود کنم که به زبان انگلیسی بود و ترجمه هرکدام با دیکشنری، یک هفته زمان می‌برد. بعد از ترجمه و مطالعه این مقالات به یک جمع‌بندی رسیدم که برای ساخت این نوع از شیشه‌ها به کمک علم نانو چه باید کرد. دراین فرآیند، یک لایه پوشش نانویی بر روی شیشه‌های معمولی قرار می‌گیرد که سبب کاهش عبور امواج ماورای بنفش و مادون قرمز، تنظیم عبور نور مرئی و همچنین جلوگیری از اتلاف انرژی در بخش‌های مختلف ساختمان می‌شود. این نوع از شیشه‌ها که برای استفاده بهینه انرژی در سازه‌های مختلف کاربرد دارد، اولین ابداعم بود که در ۱۵ سالگی انجام و در وزارت صنایع و معادن ثبت اختراع هم شده است.»

کسب رتبه‌های اول و سوم برترین‌های نانوفناروی ایران

دانشمند جوان مشهدی که در ۱۵ سالگی «شیشه‌های کنترل‌کننده انرژی» را ابداع و به نام خود ثبت کرد، این بار به سراغ ساخت دستگاهی رفت که برای تولید شیشه‌های کنترل‌کننده انرژی کاربرد دارد. دستگاهی به‌نام «لایه‌نشانی پاششی» با عنوان تجاری (Spray Coating) که برای تهیه لایه‌های نازک از محلول‌های شیمیایی در مقیاس نانو استفاده می‌شود. هومن درباره این دستگاه می‌گوید: «به کمک دستگاه «لایه‌نشانی پاششی» یک محلول شیمیایی با ترکیب معدنی یا آلی تهیه شده و بر روی یک سطح داغ اسپری می‌شود و در نتیجه با انجام یک واکنش شیمیایی در سطح زیرلایه، یک لایه نازک از مواد ترکیبی تولید می‌شود. از فواید این دستگاه می‌توان به فرآیند ساده و لایه‌نشانی بالا، استحکام و چسبندگی زیاد لایه به زیرلایه و امکان تهیه بسیاری از ترکیبات اکسید، نیمه‌رسانا و مغناطیسی اشاره‌کرد. «شیشه‌های کنترل‌کننده انرژی» و دستگاه «لایه‌نشانی پاششی» سال ۱۳۸۷ در جشنواره برترین‌های نانوفناوری ایران (بخش جوان) به ترتیب رتبه‌های اول و سوم را از آن خود کردند.»

طلای المپیاد جهانی نانو در بی‌تفاوتی مدیران

گل سرسبد افتخارات علمی هومن بخشی، کسب مدال طلای المپیاد جهانی نانو در سال ۲۰۱۸ میلادی است. جایی که او با نخبگان این رشته در دنیا که از کشور‌هایی مثل آلمان، انگلستان، ایتالیا، کره جنوبی، مالزی، مکزیک و فیلیپین شرکت کرده بودند، رقابت می‌کند و با ساخت «دستگاه تصفیه پساب صنایع چرم» جایگاه نخست این جشنواره بزرگ علمی را برای خودش و تیم ملی نانوی ایران به ارمغان می‌آورد. او درباره این رقابت‌ها می‌گوید: «من، پوریا پریداش و مهدی قاسمی اعضای تیم ملی نانو ایران در المپیاد جهانی ۲۰۱۸ در تهران بودیم.

نکته درخور تأمل این است که از طریق وزارت علوم و ستاد نانو هیچ کمک فکری، مالی و حتی انگیزشی به ما نشد، ۴ سال پیش ساخت این دستگاه رقمی حدود ۲ میلیون تومان هزینه دربرداشت که تمام مبلغ را خودم تقبل کردم، حتی هنگام مسابقات دیدم که همه تیم‌ها با لباس یک‌شکل در این رقابت‌ها حاضر شدند به‌جز تیم میزبان! برای همین با هزینه شخصی خودم رفتم و ۳ دست لباس فرم برای بچه‌ها تهیه کردم، اما خوشحالم و افتخار می‌کنم که این جایزه به تیم ملی نانو ایران تعلق گرفت!»

تولید با یک لگن در حمام خانه!

دارنده مدال طلای المپیاد جهانی نانو سال ۲۰۱۸ علاوه بر فعالیت‌های علمی، خیلی زود جذب بازار کار و فرآیند تولید می‌شود. او در ابتدا شرکتی راه‌اندازی می‌کند و حدود ۳۰ قلم از محصولاتی را که با فرآیند نانوفناوری تولید می‌شود در ۳ استان خراسان شمالی، رضوی و جنوبی توزیع می‌کند، از جوراب، لکه‌بر و شوینده گرفته تا روغن‌موتور، مکمل‌بنزین، لاک‌پاک‌کن و... او بعد از گذشت ۲ سال از آنجایی که سواد و تجربه کافی برای تولید محصولات نانوفناوری را به‌دست آورده‌بود، تصمیم می‌گیرد که به‌جای توزیع‌کننده، یک تولیدکننده باشد، اما مکان و سرمایه کافی را برای راه‌اندازی یک کارگاه درست و حسابی ندارد. برای همین آستین بالازده و تولید محصولات نانوفناوری شده را با یک لگن و از حمام خانه شروع می‌کند!

هومن می‌گوید: «اولین محصولی که تولید کردم، لکه‌بر فرش و مبل بود، بالأخره این روز‌ها همه درخانه یک‌دست مبل و ۲ تخته فرش دارند. با آزمون و خطای فراوان، فرمول یک لکه‌بر با قدرت پاک‌کنندگی بسیار بالا را به‌دست آوردم، اما نه سرمایه کار داشتم و نه مکان مناسبی که آنجا محصولم را تولید کنم، این شد که یک لگن بزرگ خریدم و کار تولید را از حمام خانه آغاز کردم.»

احداث کارگاه ۲۰ متری در وسط باغ پدری!

یک روز مدیر یکی از کارخانجات معروف تولید مبلمان منزل با هومن تماس می‌گیرد، آن‌ها به‌طور اتفاقی از محصول پاک‌کننده فرش و مبل دست‌ساز او استفاده کرده بودند و از کیفیت محصول رضایت داشتند.

مخترع جوان مشهدی می‌گوید: «مدیر کارخانه مبلمان از من دعوت کرد که در دفتر تهران با هم دیداری داشته باشیم، سوار اتوبوس شدم و رفتم تهران، مدیر کارخانه در ابتدا گفت: «می‌خواهم هزار عدد از این پاک‌کننده فرش و مبل را برای من تولید کنید، البته با همین کیفیت، بعد هم از من پرسید آیا محصول دیگری هم دارید؟ من هم سرم را به این‌ور و آن‌ور چرخاندم و دیدم تمام محصولاتشان از صنایع چوبی است، در جواب آقای مدیر گفتم: بله، براق‌کننده و تمیزکننده چوب و چرم هم داریم که علاوه بر قدرت براق‌کنندگی، ضدگردوغبار هم هست. مدیر کارخانه گفت: چه خوب، مدت‌هاست که دنبال چنین محصولی بودم، هزار تا هم از این می‌خواهم! این سفارش‌های چندهزارتایی دیگر کار لگن و حمام خانه نبود، سراسیمه برگشتم مشهد، پدر من درجاده قدیم قوچان یک باغچه کوچک دارد، تعدادی بلوکه، شن و ماسه و بیل و فرغون خریدم و در مدت ۲ روز یک چهاردیواری ۲۰ متری در وسط این باغ احداث کردم که از آن به بعد شد کارگاه من! وسط زمستان بود و هوا سرد، یک بخاری نفتی هم گوشته اتاق گذاشتم و شد سیستم گرمایشی کارگاه!»

ساخت کارخانه ۱۸۰۰ متری

هومن در مدت کمتر از یک سال چندین قرارداد نان‌و‌آب‌دار با چند برند معروف چوب و چرم کشور منعقد می‌کند. او حالا کارگاهی به وسعت ۴۰۰ مترمربع را اداره می‌کند و درحال ساخت کارخانه‌ای در شهرک صنعتی چناران است که حدود ۱۸۰۰ مترمربع وسعت دارد. نخبه ساکن محله الهیه می‌گوید: «بعد از انعقاد چند قرارداد بزرگ و دریافت سفارش‌های جدیدتر، باید کارگاه را وسعت می‌دادم، ابتدا اتاقک چهاردیواری باغ پدری را گسترش دادم، اما آنجا دیگر پاسخ‌گوی حجم زیاد تولیدات ما نبود، برای همین به یک کارگاه ۲۰۰ متری مجهز، در پارک علم و فناوری نقل مکان کردیم و یک سال‌و‌نیم را هم درآنجا سپری کردیم.

در پارک علم و فناوری پیشرفت چشمگیری داشتیم چراکه دراین مکان علاوه بر امکان فعالیت شرکت‌های کوچک و متوسط دانش‌محور و کارآفرین، بستر لازم برای انتقال و توسعه فناوری، تولید با ارزش افزوده بالا و جذب سرمایه‌گذاران داخلی و خارجی هم فراهم می‌شود. در پارک علم و فناوری بود که تولیدات ما بیش از گذشته به چشم آمد و ما مجبور شدیم بازهم محیط کارمان را گسترش بدهیم. این‌بار به شهرک صنعتی ماشین‌سازی و فناوری‌های برتر نقل مکان کردیم. اینجا کارگاه ما ۴۰۰ مترمربع زیربنا دارد، بیشتر از ۱۵ نفر کارکنان اداری و کارگاهی داریم و حدود ۳۰ محصول با استفاده از فناوری نانو را تولید می‌کنیم. البته این‌روز‌ها در حال ساخت کارخانه‌ای در شهرک صنعتی چناران هستیم که زمین آن ۱۸۰۰ مترمربع وسعت و سایت کارگاهی آن هم حدود ۹۰۰ مترمربع زیربنا دارد. همه این اتفاق‌های خوب و پیشرفت‌های روزافزون به لطف خدا و در مدت زمان کمتر از ۵ سال اتفاق افتاد.»

کاربرد نانوفناوری در معماری پایدار

فناوری نانو نویدبخش پیشرفت‌های چشم‌گیری در زمینه‌های مختلف علمی و صنعتی از جمله در صنعت ساختمان است. این فناوری، فرصت‌های فراوانی را برای ساخت‌وساز سریع‌تر، مطلوب‌تر، پایدارتر و مقرون به صرفه‌تر فراهم کرده است. هومن بخشی با اشاره به اینکه درسال ۱۳۹۴ با طرح «کاربرد فناوری نانو در معماری پایدار» عنوان ایده‌پرداز برتر کشور در حوزه فنی و مهندسی را کسب کرده است، می‌گوید: «فناوری نانو تقریبا در تمام بخش‌های ساختمان شامل اسکلت، نما، سیستم‌های ساختمانی و طراحی داخلی کاربرد دارد. از مهم‌ترین مزایای کاربرد فناوری نانو در صنعت ساختمان می‌توان به افزایش کیفیت مصالح، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و به‌تبع آن صرفه‌جویی اقتصادی در صنعت ساخت‌وساز اشاره‌کرد. استفاده از فناوری نانو در صنعت ساختمان موجب تولید مصالح ساختمانی چند منظوره با کارایی زیاد می‌شود که دوام و کیفیت بسیار خوبی دارد. سیمان و بتن، نانوشیشه‌ها، نانوپوشش‌ها، رنگ‌های خودتمیزکننده و رنگ‌های تصفیه‌کننده هوا از جمله این مصالح ساختمانی است که با فناوری نانو تولید می‌شوند.»

مدرس برتر فناوری نانو

هومن بخشی از سال اول دانشگاهش تدریس می‌کند. او تدریس به دانش‌آموزان المپیادی را از دبیرستان‌های مشهد آغاز کرد و بعد‌ها تدریس دانشجویان المپیاد نانو دانشگاه‌های فردوسی، علم‌وصنعت و صنعتی‌شریف را هم تجربه‌کرد. بسیاری از دانشجویان او منتخب المپیاد‌های داخلی و بین‌المللی نانوفناوری بودند. به عنوان مثال هم‌تیمی‌های او در تیم ملی نانو ایران از شاگردان او در دانشگاه فردوسی بودند. همین مهم باعث شد تا هومن برای ۳ سال متوالی عنوان مدرس برتر فناوری نانو در کشور را زیر نظر وزارت علوم از آن خود کند. او درباره این افتخار می‌گوید: «ارزشیابی استادان علم نانو به نمرات دانشجویان آن‌ها بستگی دارد. هرساله یک آزمون شبیه کنکور برای بچه‌های المپیاد نانو برگزار می‌شود و نمرات آن‌ها به عنوان شاخص برای ارزیابی استادان استفاده می‌شود.»

تولیداتی که سرمایه‌گذار ندارند!

مخترع برگزیده جشنواره خوارزمی با کمک علم نانوفناوری و در شرایط آزمایشگاهی چندین ماده شیمیایی کمیاب از جمله تیتانیوم دی‌اکساید (Tio۲)، کربن‌فعال طلا و ایزوسیانات را تولید کرده‌است که از هرکدام آن‌ها سالیانه ده‌ها هزار تن وارد کشور می‌شود و میلیون‌ها دلار ارز را از کشور خارج می‌کند.

هومن بخشی توضیح می‌دهد: «تیتانیوم دی‌اکساید سفیدترین و درخشان‌ترین رنگ‌دانه شناخته شده در طبیعت است که در طیف گسترده‌ای از صنایع و کالا‌های مصرفی مانند رنگ، کاغذ و مقوا، سرامیک، لوازم آرایش، داروها، خمیردندان و... استفاده می‌شود و از فرآوری مواد معدنی همچون «ایلمنیت» و «منیتیت» به‌دست می‌آید.

الان نزدیک ۴۰ سال است که چینی‌ها سنگ‌های معدنی را تنی ۲۰۰ دلار از ما می‌خرند و بعد از فرآوری، تیتانیوم دی‌اکساید خالص را تنی ۳۶۰۰ دلار به ما می‌فروشند! به جزاین «کربن‌فعال» که به عنوان اصلی‌ترین ماده برای جذب طلا در کارخانه‌های استخراج و فرآوری طلا استفاده می‌شود و «ایزوسیانات» که ماده اولیه ساخت اسفنج و ابر در صنایع مبل‌سازی است از دیگر محصولات شیمیایی کمیاب و گران است که سالیانه حدود ۳۰ هزار تن وارد کشور می‌شود. من تمام این ترکیبات شیمایی را با کمک علم نانوفناوری در محیط آزمایشگاه تولید کرده‌ام و درصورتی که سرمایه‌گذار‌ها پا پیش بگذارند، تولید انبوه این مواد کمیاب به راحتی انجام می‌شود. البته ما با یکی دوتا سرمایه‌گذار هم به توافق رسیدیم، اما در لحظه آخر کنار کشیدند. یکی از آن‌ها به من گفت: «مهندس، علم نانو را بی‌خیال، این روز‌ها نان در خرید و فروش رمز ارز است!»