عنوان : تاثیر فناوری نانو بر کشورهای متکی به صادرات مواد خام
خلاصه مقاله زیر ترجمه بخشی از گزارشی است که در نوامبر سال 2005 توسط گروه ETC تهیه شده است. در این مقاله، مباحثی همچون تاثیر فناوری نانو بر آب و انرژی مورد تحلیل قرار گرفته و سپس میزان و زمینه تاثیر این فناوری بر کشورهای در حال توسعه ارزیابی می شود. برای این منظور زمینه های تاثیر گذاری فناوری نانو بر مواردی همچون صنایع نوشیدنی، صنعت نساجی و صنعت لاستیک بررسی می شود. ادامه مقاله که در شماره آینده چاپ خواهد شد، به بررسی اثر فناوری نانو بر صنایع مس و پلاتین خواهد پرداخت.
مقدمه:
توماس تیس، رئیس واحد پژوهش های علوم کاربردی در شرکت آی. بی، ام می گوید: در دنیای امروز، هیچ محصول دست بشری نیست که سرانجام به اکتشافات آزمایشگاهی، وابسته نباشد… تبعات بلند مدت فنانوری نانو واقعاً دگرگون کننده هستند. مشکل این است که نمی توان خواسته های جهان آینده را بطور دقیق پیش بینی نمود.
تاثیری که فناوری نانو بر اقتصاد جهانی خواهد گذاشت، مبهوت کننده است. بر اساس گزارشی که دانشگاه سازمان ملل متحد(United Nations University) در سال 2005 و با عنوان وضع آینده منتشر کرد، ظهور پرشتاب فناوری های جدید از جمله فناوری نانو به حدی سریع است که دولت ها قادر به درک آن نیستند. وجود مواد جدید ساخته شده به کمک این فناوری، می تواند حاوی این پیام باشد که تولید کنندگان صنعتی در آینده برای تامین مواد خام مورد نیاز خود گزینه های متعددی را پیش رو خواهند داشت. مواد جدید، قادرند بازار مواد خام سنتی را کاملاً دگرگون نمایند. وجود الگوهای جدید تولید موسوم به پایین به بالا هم به این معنی است که تقاضا برای مواد خام به سرعت سیر نزولی به خود خواهدگرفت. فناوری نانو این توانایی را دارد که ارتباط بین مرزهای جغرافیایی، مواد خام و حتی نیروی کار را از بین ببرد. در ادامه این مطلب، تاثیرفناوری نانو بر اقتصاد کشورهای در حال توسعه را بیشتر بررسی خواهیم کرد.
تولید کنندگان صنعتی در آینده برای تامین مواد خام مورد نیاز خود گزینه های متعددی را پیش رو خواهند داشت. مواد جدید، قادرند بازار مواد خام سنتی را کاملاً دگرگون نمایند
ریچارد اسماِلی (Richard Smalley) شیمیدان و برنده فقید جایزه نوبل پیش بینی کرده بود که در آینده فناوری نانو، سلامتی و طرز زندگی مردم را حداقل به اندازه تاثیر امروزی میکروالکترونیک، تصویربرداری پزشکی، تولید به کمک رایانه و پلیمرهای مصنوعی، تحت الشعاع قرار دهد. برخی دیگر معتقدند که تاثیراین فناوری با نتایج حاصل از اختراع موتور بخار، الکتریسیته، ترانزیستور، و ظهور اینترنت قابل قیاس است. حتی عده ای مانند فیلیپ بوند (Philip Bond)، معاون فناوری وزارت بازرگانی آمریکا، فناوری نانو را معجزه واقعی می دانند؛ معجزه ای که نابینایان را بینا و ناشنوایان را شنوا کرده و فلج ها را به حرکت وا می دارد. معجزه ای که ایدز، سرطان، دیابت و دیگر بیمار ی ها را درمان خواهد کرد. معجزه ای که به گرسنگی فقرا پایان داده و حتی قدرت ذهن ما را تقویت خواهد کرد. این فناوری سطح زندگی مردم را بهبود بخشیده و به ما امکان می دهد که بیشتر، سالم تر، و بهتر زندگی کنیم. فناوری نانو با خلق فرایندهایی که ضمن مصرف بهینه انرژی، هیچ ماده زایدی بر جا نگذاشته و به محیط زندگی و سلامت انسان نیز آسیبی نمی رساند، کمک شایانی به حفظ محیط زیست در سراسر جهان خواهد کرد. گرچه ممکن است این نتیجه گیری موضع گیری های اغراق آمیز رسانه ای در پی داشته باشد، اما باید گفت فناوری نانو احتمالاً صنایع مختلف جهان را دچارآشفتگی خواهد کرد.
جاش وولف، ویراستار گزارش فناوری نانو فوربس وولف می گوید: به زبان ساده، ما داریم جهان پیرامون خود را اتم به اتم دوباره می سازیم، اما این بار بهتر و پیشرفته تر. یعنی هزاران میلیارد دلار در مورد هر چیزی هزینه خواهد شد: از پوشاک، غذا، اتومبیل، مسکن و دارو گرفته تا وسایل ارتباطی، سرگرمی و غیره. کیفیت هوایی که تنفس می کنیم و آبی که می نوشیم؛ همه اینها دستخوش تحولات اساسی خواهند شد. بنابراین ساختار اجتماعی و اقتصادی جهان نیز به تبع این تحولات، دگرگون می شود. فناوری نانو تقریباً هر نوع کسب و کاری را در این کره خاکی متحول خواهد نمود.
در سال های اخیر، مطالب زیادی در مورد تاثیر فناوری نانو بر بهبود وضع زندگی جوامع فقیر و عقب نگه داشته شده جهان سوم نگاشته شده است. به عنوان مثال، گروه کاری طرح هزاره سازمان ملل متحد (UN Millennium Project's Task Force) در زمینه علوم، فناوری و نوآوری، فناوری نانو را ابزار مهمی برای مبارزه با فقر و رسیدن به اهداف توسعه هزاره که توسط این سازمان تدوین شده، می داند. آنان پژوهش هایی که مسائل انرژی و آب آشامیدنی را مورد تاکید قرار می دهد، مثال می زنند و معتقدند که این نوع پژوهش ها نشان دهنده تاثیر فناوری نانو بر حفظ محیط زیست و توسعه انسانی هستند.
آیا فناوری نانو، توسعه انسانی کشورهای در حال توسعه را موجب خواهد شد ؟
پژوهشگران در مطالعات اخیر خود در سال 2005، تاثیر فناوری نانو برکشورهای در حال توسعه را بررسی کرده و به ویژه امکان به کارگیری این فناوری در رفع نیازهای جوامع فقیر را مورد توجه قرار داده اند. فابیو سالامانکا بوئِنتِلو (Fabio Salamanca-Buentello) و همکارانش در مرکز مطالعات اخلاق زیستی (Bioethics) در دانشگاه تورنتوی کانادا، در پژوهش خود نظرات 63 متخصص فناوری نانو در کشورهای فقیر و غنی را جویا شده و از این طریق ده کاربرد مهم این فناوری برای دستیابی به اهداف برنامه توسعه هزاره را به ترتیب اولویت مرتب نموده اند. این پژوهشگران به این نتیجه رسیده اند که فناوری نانو را می توان برای رفع برخی از مهم ترین معضلات توسعه ای جهان به کار گرفت. آنها توصیه می کنند که جهت تسریع در استفاده از این فناوری برای رفع چالش های اصلی توسعه پایدار، باید برنامه سرمایه گذاری جدیدی در سطح جهان به اجرا درآید. نوئِلا اینوِرنیزی (Noela Invernizzi) پژوهشگر دانشگاه کامپیناس (UNICAMP) در برزیل و گوئیلِرمو فُلادوری (Guillermo Foladori) از دانشگاه ملی مکزیک (UNAM) در نشریه حقوق و بازرگانی فناوری نانو (Nanotechnology Law & Business Journal) دیدگاه دیگری را مطرح می کنند. آنان معتقدند: برای اینکه فناوری بتواند نیازهای جوامع فقیر را مرتفع کند، [علاوه بر سرمایه گذاری] وجود شرایط مطلوب اجتماعی اقتصادی هم لازم است. آنان بوئِنتِللو را مستقیماً مخاطب قرارداده و می نویسند:
علی رغم ارزیابی خوشبینانه برخی افراد، تجربه نشان داده است که فناوری نانو مانند دیگر فناوری ها به سمت و سوی کسب درآمدهای سرشار حرکت کرده و نهایتاً افزایش تبعیض ها را به دنبال خواهد داشت. شرکت های بزرگ چند ملیتی، به دنبال ثبت اختراع اغلب محصولات فناوری نانو به نام خود هستند، بنابراین در توسعه این فناوری با مشکلاتی شبیه به فناوری های قبلی مواجه هستیم. گواهی ثبت اختراع، تضمینی است که تولید و فروش یک محصول را به مدت بیست سال در انحصار یک یا چند فرد یا شرکت قرار می دهد. چنین انحصاری سد بزرگی بر سر راه گسترش سریع این فناوری و کسب نتایج مثبت آن در کشورهای فقیر است.
دونالد مک لورکان(Donald McLurcan) پژوهشگر موسسه فناوری نانومقیاس در شهرسیدنی استرالیا اخیراً دو مقاله در مورد وضعیت فناوری نانو در کشورهای در حال توسعه منتشر کرده است. او در این دو مقاله چنین نتیجه گیری می کند:
به طورکلی نشانه های امیدوارکننده ای به چشم می خورد مبنی بر اینکه برخی از کشورهای در حال توسعه، می توانند نقش عمده ای در توسعه جهانی فناوری نانو ایفا نمایند. با این وجود، به علت افزایش موانع فزاینده تجاری و مشارکت محدود کشورها در برخی سطوح، اوضاع فعلی نشان دهنده این است که فناوری نانو شکاف جهانی فناوری [بین کشورهای فقیر و غنی] را عمیق تر خواهد کرد.
(ترجمه یکی از این مقالات با عنوان فناوری نانو در کشور های در حال توسعه در شماره پیشین ماهنامه فناوری نانو به چاپ رسیده است).
1-1- فناوری نانو و آب آشامیدنی
امروزه بیش از یک میلیارد نفر در سطح جهان از دسترسی به آب آشامیدنی سالم محرومند. آب آلوده هر سال تقریباً جان 15 میلیون کودک زیر پنج سال را می گیرد. پژوهشگران در حال ساخت نانوفیلترها و نانوذراتی هستند که قادرند آب های آلوده را تصفیه نمایند. به عنوان مثال:
متخصصان فناوری نانو در موسسه پلی تکنیک رنسلار در ایالت نیویورک و دانشگاه بَنارَس هندو در هند تلاش مشترکی را در ساخت فیلترهای حاوی نانولوله های کربنی با قابلیت جداسازی مواد آلوده از آب آغاز کرده اند. آب ضمن عبور از نانولوله های کربنی این فیلترها، باکتری های مضر خود نظیر E. coli و Poliovirus را که قطری به اندازه 25 نانومتر دارند، از دست داده و تصفیه می شود. هدف این است که فیلتر تصفیه ارزان قیمتی ساخته شود که بتوان آن را تمیز کرد و دوباره مورد استفاده قرار داد.
شرکت سِلدون (Seldon Technologies) واقع در وِرمونت (Vermont) آمریکا با سرمایه گذاری نیروی هوایی این کشور در حال ساخت فیلتر دستی قابل حملی است که بتواند به سرعت آبی را که از هر نوع منبعی مثل گودال گل آلود، رودخانه یا آب زیرزمینی به دست می آید، تصفیه نماید. آب تصفیه شده باید به قدری بهداشتی باشدکه بتوان آن را در وضعیت اورژانس میدان جنگ هم به کار گرفت. این شرکت مدعی شده در ساخت این فیلتر که آن را به نام خود به ثبت رسانده، از فناوری نانولوله های کربنی استفاده کرده و این وسیله مانع کاملی در برابر آلوده کنندهای میکربی است.
در کشورهایی نظیر بنگلادش، آرسنیک موجود در چاه های آب تهدید بزرگی برای بهداشت عمومی به شمار می آید و حدود 10 تا 20 درصد جمعیت این کشور در معرض این تهدید قرار دارند. پژوهشگران در مرکز فناوری نانوی محیط زیست و زیست شناسی در دانشگاه رایس (Rice) در حال ساخت نانوکریستال هایی مغناطیسی (از جنس اکسید آهن) هستند که قادرند آرسنیک موجود در آب های آلوده را به دام انداخته و از آنها جدا کنند. شیمیدانان دانشگاه ایالتی اُکلاهاما (Oklahama)، در حال آزمایش نانوذرات اکسید روی برای جداسازی آرسنیک موجود در این نوع آب ها هستند.
گرچه پژوهش های صورت گرفته در زمینه کاربرد فناوری نانو در تصفیه آب، ممکن است به نتایج سودمندی منجر شود، اما باید قبل از معرفی این نتایج به مردم، تاثیرآنها بر بهداشت و محیط زیست، به طور کامل بررسی شود. مثلاً انجمن و فرهنگستان سلطنتی مهندسی انگلستان توصیه کرده است تا زمانی که اثرات زیست محیطی و سمی نانوذرات کاملاً روشن نشده، باید از به کارگیری آنها در تصفیه آب های زیرزمینی اجتناب کرد. علاوه بر این، وضع آینده مالکیت فکری هم در نحوه واگذاری این نوآوری ها به جوامع کم درآمد، تاثیر گذار است.
1-2- فناوری نانو و انرژی
دسترسی به انرژی ارزان، ایمن و تجدیدشونده، کلید توسعه پایدار در سطح جهان است. در کشورهای در حال توسعه، تقریباً دو میلیارد نفر از دسترسی به منابع جدید انرژی محرومند. پیل های سوختی ارزان قیمت، انعطاف پذیر و پربازده را اغلب یکی از آینده دارترین محصولات فناوری نانوی سبز می دانند.
در سال 2004، وزارت دفاع آمریکا، بودجه ای به ارزش بیش از 18 میلیون دلار به سه شرکت تازه تاسیس در زمینه فناوری نانو اعطا نمود تا کاربردهای نظامی انرژی خورشیدی را توسعه دهند. این سه شرکت یعنی نانوسیس (Nanosys) و نانوسولار (NanoSolar) واقع در پالوآلتو (Palo Alto)ایالت کالیفرنیا و کونارکا (Konarka) واقع در لاوِل (Lowell) ایالت مینه سوتا با جلب حمایت های دیگری از شرکای تجاری و سرمایه گذاران مشترک خود، در حال تولید نسل جدیدی از پیل های سوختی انعطاف پذیر و سبک حاوی نانوذرات نیمه هادی هستند. در این پیل ها نانوذرات غیرآلی به عنوان نقاط کوانتومی که طیف وسیعی از نور خورشید را جذب می کنند بر روی ورقه های بزرگی از فویل های فلزی قرار داده می شوند. این ورقه ها را می توان لوله کرد و مانند روکش های پلاستیکی بر روی بام خانه ها نصب نمود. با این فناوری، می توان انرژی موردنیاز منازل و ساختمان ها را تامین کرد. شرکت نانوسولار هم رنگی نیمه هادی ابداع کرده است که می توان به کمک آن، سلول های خورشیدی ای را که انرژی خود را به کمک فناوری نانو تامین می کنند بر روی هر نوع سطحی نشاند.
در حال حاضر مدافعان فناوری نانو علاوه بر انجام پژوهش در زمینه آب و انرژی، به دنبال مزیت های زیست محیطی این فناوری در آینده هستند. فرآیندهای تولیدی فناوری نانو به علت ساختار پایین به بالای آن و عدم تولید مواد زاید از این نظر حائز اهمیت هستند.
هم اکنون کشورهای در حال توسعه چه نقشی در پژوهش و توسعه فناوری نانو ایفا می کنند؟
در حال حاضر برخی از کشورهای در حال توسعه در زمینه پژوهش و توسعه فناوری نانو و حمایت ملی از طرح های مرتبط با این فناوری فعال هستند. بر اساس مطالعه اخیر مک لورکان که در آن وضعیت فناوری نانو در 63 کشور بررسی شده است، در حال حاضر 18 کشورِ در حال گذار و 19 کشورِ در حال توسعه، در سطح ملی به فناوری نانو پرداخته اند. 16 کشور دیگر پژوهش های شخصی و گروهی در این زمینه دارند که از میان آنها سه کشور به عنوان در حال گذار و12 کشور به عنوان در حال توسعه دسته بندی شده اند. (به دسته اخیر یک کشور هم به عنوان کمتر توسعه یافته اضافه شده است.) 14 کشور باقی مانده خود را علاقه مند به پژوهش های این فناوری نشان داده اند. از این کشورها یکی به عنوان در حال گذار و 13 کشور در حال توسعه دسته بندی شده اند. در دسته 13 کشور اخیر هم سه کشور به عنوان کمتر توسعه یافته دسته بندی شده اند.
)یافته های مک لورکان به طور کامل در مقاله ای در ماهنامه فناوری نانو، شماره 103 تشریح شده است.(
اثرات فناوری نانو بر تجارت و بازار مواد خام چگونه خواهد بود؟
با وجود اینکه توجه دولت ها، صنایع و دانشمندان کشورهای عضو سازمان توسعه و همکاری های اقتصادی (OECD)، سریعاً به نقش فناوری نانو در توسعه کشورهای فقیر معطوف شده، اما به نقش تبعیض آور این فناوری در کشورهای در حال توسعه، به ویژه کشورهایی که به صادرات مواد خام متکی هستند، کمتر پرداخته شده است. در اولین گفتمانِ کشورهای فقیر و غنی در مورد فناوری نانو که در فوریه 2005 و توسط سازمان توسعه صنعتی ملل متحد (UNIDO) برگزار گردید، دانشمندانی از کشورهای در حال توسعه فرصت ها و تهدید های علوم و فناوری نانو را بررسی کردند. بحث های این گفتمان عمدتاًً بر گسترش پژوهش و توسعه فناوری نانو و جلوگیری از ایجاد شکاف نانو (nano-divide) بین کشورهای فقیر و غنی متمرکز بود. اما با این وجود نمایندگانی از هند و آفریقای جنوبی هشدار دادند که در عصر نانو، مواد خام و نیروی کار کشورهای در حال توسعه با خطر تبدیل شدن به مواد و نیروهایی بی مصرف روبه رو هستند. به گفته وزیر علوم و فناوری آفریقای جنوبی: "با این همه سرمایه گذاری در زمینه پژوهش و نوآوری های نانو، اغلبِ مواد خام سنتی جای خود را به مواد ارزان تر، مستحکم تر و دارای کارایی بهتر، خواهند داد. بنابراین مهم است که اطمینان پیدا کنیم منابع طبیعی ما تبدیل به منابعی بی مصرف نخواهند شد، بخصوص که اقتصاد ما هنوز وابستگی زیادی به آنها دارد." دولت آفریقای جنوبی برای برخورد با رکود احتمالی بازار طلا در آینده، پروژه ای موسوم به اُتِک (Autek) را آغاز نموده است تا برای این فلز که مهم ترین منبع درآمد صادراتی این کشور به شمار می رود، کاربردهای جدید صنعتی بیابد.
3-1- نگاهی گذرا به تاثیر فناوری نانو بر کشورهای در حال توسعه متکی به صادرات مواد خام
نگاهی گذرا به پژوهش و توسعه فناوری نانو در مورد نوشیدنی ها و محصولات جدید نساجی، نشان می دهد که این فناوری چگونه آینده کشورهای متکی به صادرات مواد خام را تحت الشعاع قرار خواهد داد.
نوشیدنی های گرمسیری
پژوهش های اخیر در بزرگ ترین شرکت های تولیدکننده مواد غذایی و نوشیدنی در سطح جهان، تاثیر فناوری نانو بر کالاهای گرمسیری (خصوصاً نوشیدنی ها) را نشان می دهد. در سال 2000 شرکت کرافت فودز (Kraft Foods)، یکی از شرکت های وابسته به شرکت 34 میلیارد دلاری آلتریا (Altria) (که قبلاً به نام فیلیپ موریس شناخته می شد) کنسرسیوم نانوتک (NanoteK) را به وجود آورد تا به وسیله آن کاربرد فناوری نانو را در صنایع غذایی گسترش دهد. 14 دانشگاه و آزمایشگاه پژوهشی دولتی در این کنسرسیوم مشارکت داشتند. هیچ یک از دانشمندان عضو این کنسرسیوم متخصص صنایع غذایی نبودند، بلکه برعکس، این افراد تخصص های متنوعی از شیمی مولکولی گرفته تا علم مواد، مهندسی و فیزیک داشتند. در حال حاضر کرافت و دیگر شرکت های همکار آن، تلاش می کنند تا با کمک فناوری نانو غذاهای تعاملی (Interactive Foods) یعنی غذاهایی که بنا به میل مشتری رنگ و مزه خود را تغییر می دهند، تولید کنند. یکی از طرح های این کنسرسیوم، ساخت نانوکپسول هایی برای نوشیدنی هاست. بر اساس این طرح هر نوشیدنی بی رنگ، ده ها طعم مختلف دارد که هر کدام از این طعم ها داخل کپسول هایی قرار دارند. کپسول ها طوری ساخته شده اند که در فرکانس های مختلف موج کوتاه، باز شده و طعم های درون خود را آزاد کنند. ایده کرافت این است که مشتری بتواند بر اساس ذائقه شخصی، رژیم غذایی و طعم مورد علاقه خود، تصمیم بگیرد چه ذراتی فعال و چه ذراتی غیرفعال باشند. در نتیجه با انتخاب طعم و رنگ مورد نظر فقط این طعم و رنگ، آزاد می شود. بنابراین تعداد بیشماری از نانوکپسول ها غیر فعال باقی مانده و طعم داخل آنها هرگز چشیده نمی شود. شاید این پروژه به بخش کوچکی از هدف موردنظر خود یعنی محصولات جدید دست یابد، اما حداقل فناوری جدیدی را در زمینه طعم نوشیدنی معرفی خواهد کرد که خود می تواند منشاء تحولات بزرگی در این صنعت باشد. شرکت کرافت با این فناوری طعم دهی در مقیاس نانو، امیدوار است که به دسترس پذیری زیستی (bioavailability) بیشتر(یا جذب سریع تر در بدن)، طعم های تازه تر و رایحه های قوی تر دست یابد. با مخلوط نمودن مواد تشکیل دهنده غذاها ونوشیدنی ها در مقیاس نانو، می توان میزان ماندگاری آنها در ظروف دربسته را نیز افزایش داد؛ البته اثرات بهداشتی ترکیبات مخفی و غیرفعال و یا نانوکپسول های باز نشده موضوعی است که ارزیابی بیشتری را می طلبد.
هنوز خیلی زود است که بتوان اثرات بلند مدت این مواد را پیش گویی کرد. اگر در آینده فقط مقادیر بسیار کمی (درحد نانو) از چای، قهوه، کاکائو یا آبمیوه های گرمسیری برای طعم دهی نوشیدنی ها کافی باشد، بازارهای مواد خام شدیداً تحت الشعاع قرار خواهند گرفت. اگرچه برای پیش گویی اثرات بلند مدت این مواد هنوز خیلی زود است، اما این قبیل پروژه ها و پیشرفت ها، تغییر میزان تقاضا برای مواد خام متداول را حائز اهمیت می کند. کاهش ناگهانی و شدید در میزان تقاضای مواد اولیه نوشابه های گرمسیری، کشورهای فقیر صادر کننده این مواد را دچار تبعات جدی خواهد نمود. مثلاً در نظر بگیرید که چنین اتفاقی برای قهوه که 75 درصد کل صادرات برونئی، 62 درصد کل صادرات اتیوپی، 54 درصد کل صادرات اوگاندا، 24 درصد کل صادرات گواتمالا و همچنین کاکائو که 36 درصد کل صادرات ساحل عاج و 24 درصد کل صادرات کشور غنا را شامل می شوند، رخ دهد.
منسوجات
اگر امروزه به دنبال فقط یک نمونه عینی برای قدرت تجاری فناوری نانو باشیم، نانوالیاف مثال خوبی است. الیافی که ضمن حفظ ویژگی های مطلوب خود، به طور نامحسوس و تدریجی تغییر کرده ، کیفیتی کاملاً جدید و بهتر یافته اند و خود را به بازارهای جهانی تحمیل کرده اند. نانوالیاف در حال حاضر در بازار موجود بوده و برخی از بزرگ ترین تولیدکنندگان پوشاک جهان از مشتریان دائمی آن هستند. در سال 2002 و همزمان با دیدار جورج دبلیو بوش از چین، مقامات چینی کراواتی را به او اهدا کردند که به علت داشتن پوششی نانومقیاس هرگز لکه به خود نمی گرفت و به عبارتی همیشه تمیز می ماند. این هدیه، قدرت آشکار چین را در فناوری های پیشرفته به رخ آمریکایی ها کشید. اما حتی این کشور هم به عنوان بزرگ ترین تولیدکننده پنبه و ابریشم در سطح جهان، باید از نزدیک پیشرفت های فناوری نانو را تعقیب کند تا از صحنه رقابت به دور نیفتد، زیرا این فناوری قادراست میزان تقاضا برای این الیاف طبیعی را به طور چشمگیر تحت الشعاع قرار دهد.
شرکت نانوتکس (Nano-Tex)واقع در ایالت کالیفرنیا، مجوز استفاده از روش تقویت الیاف خود را در اختیار بیش از 80 کارخانه نساجی دنیا از جمله دوکارخانه بزرگ نساجی در هند قرار داده است. این فناوری که امروزه از آن در پوشاک و مبلمان بیش از 100 شرکت جهان استفاده می شود، ضد لکه و آلودگی نمودن پارچه را بدون تغییر در بافت آن امکان پذیر می کند. این ویژگی در بافت پارچه وجود دارد، اما نمی توان با چشم غیر مسلح، آن را تشخیص داد و طوری طراحی شده که پارچه تا پایان عمر خود این ویژگی را حفظ کند. پارچه های دارای ویژگی خنک ترین آسایش (Coolest Comfort)، رطوبت خود را از دست داده و به سرعت خشک می شود، بنابراین کیفیتی شبیه به پنبه را خواهند داشت. شرکت نانوتکس در آوریل 2005 اعلام کرد نوع جدیدی از این ویژگی را ابداع کرده که به لباس های پنبه ای خاصیت ضد چروک می دهد.
پژوهشگران چینی به کمک فناوری نانو روشی را برای تقویت الیاف طبیعی نظیر ابریشم، پشم و پنبه ابداع کرده اند. به گفته سانگ یانلین (Song Yanlin) از فرهنگستان علوم چین (CAS) این روش شبکه پرز مانندی شبیه برگ نیلوفر آبی، در سطح پارچه پدید می آورد که مولکول های هوا را جذب می کند. در نتیجه یک لایه پوشش نازک سطح پارچه را پوشانده و آن را در مقابل چربی و آب محافظت می کند. دانشمندان این فرهنگستان، روش های دیگری را هم برای افزایش جذب آب در الیاف مصنوعی ابداع کرده اند که پارچه های پشمی را در مقابل چروکیدگی و الیاف ابریشمی را در مقابل رنگ پریدگی محافظت می کنند. سانگ پیش بینی می کند که در آینده بتوان تغییرات نانو مقیاسی را در الیاف ایجاد کرد که در نتیجه آنها لباس ها نسبت به تغییر میزان نور، دما، رطوبت، تشعشع و تغییردمای بدن کسی که آنها را می پوشد، واکنش نشان دهند.
تاثیر نانو الیاف بر صنعت نساجی در دو سال اخیر، موضوع اصلی چند همایش بین المللی در اروپا و آسیا بوده است. درسال جاری همایش اروپایی با مشارکت انجمن صنایع نساجی پنبه اسپانیا (AITPA) درباره این موضوع برگزار گردید. درک اهداف برگزاری این قبیل همایش ها کار مشکلی نیست. برگزار کنندگان آنها علاوه بر تبادل اطلاعات در مورد روش های تقویت الیاف در مقیاس نانو، به امید یافتن جوابی برای این سئوال بودند که اروپا چگونه می تواند به تهدید دو جانبه منسوجات تقویت شده با این فناوری پیشرفته از یک سو و تولیدات ارزان قیمت آسیایی از سوی دیگر مقابله کند؟
گرچه تاثیرات فناوری نانو بر صنعت نساجی سنتی هنوز به طور کامل روشن نیست، اما کشورهای در حال توسعه که اقتصاد آنها به صادرات مواد خام متکی است، ناگزیرند این تاثیرات را از قبل پیش بینی کنند. آیا به کمک فناوری نانو، می توان الیافی با بافت و ویژگی الیاف طبیعی نظیر پنبه و ابریشم تولید کرد؟ در این صورت آیا این الیاف جدید تقویت شده، بازار الیاف طبیعی را از رونق خواهد انداخت؟ آیا اگر به پارچه های مرغوبی نظیر ابریشم، خاصیت ضد لک افزوده شود، میزان تقاضا برای آن افزایش خواهد یافت؟ آیا تولید پارچه های ضد لکی که دوام بیشتری دارند، بر میزان مصرف آنها تاثیر خواهد گذاشت؟
برای اینکه بفهمیم در صورت از رونق افتادن الیاف طبیعی، چه آشفتگی ای در بازار این مواد به وجود خواهد آمد، بهتر است پنبه را در نظر بگیریم. 38 درصد سهم بازار جهانی الیاف طبیعی به این ماده تعلق دارد. گرچه چین، هند و پاکستان به همراه آمریکا، تقریباً دو سوم پنبه جهان را تولید می کنند، اما این محصول در بیش از 100 کشور دیگر جهان کاشته می شود.
پنبه در 35 کشور آفریقایی تولید شده و این قاره یکی از صادرکنندگان اصلی این محصول به شمار می آید. برآوردها نشان می دهد که تولید پنبه در زامبیا در سال 2004/2003 به بالاترین میزان خود در ده سال گذشته رسید و این محصول در حال حاضر عمده ترین منبع درآمد کشاورزانِ جزء این کشور است. پنبه مهم ترین منبع درآمد جمهوری آفریقای مرکزی نیز هست و با وجود آنکه درآمد حاصل از تولید آن فقط یک درصد تولید ناخالص ملی (GDP) را تامین می کند، اما منبع اصلی درآمد بیشتر جمعیت روستایی این کشور به شمار می رود. این محصول، 39 درصد صادرات بورکینا فاسو، 37 درصد صادرات چاد و 33 درصد صادرات بِنین را شامل می شود. با توجه به ارزش 24 میلیارد دلاری بازار جهانی پنبه در سال 2003 و درگیر بودن بیش از یک میلیارد نفر از مردم جهان در تولید آن، درک تاثیر فناوری نانو بر این صنعت، نیازمند انجام بررسی های دقیق تر و پژوهش های بیشتری است.
تقلید از الگوهای مهندسی معکوس موجود در طبیعت برای ساخت تجهیزات پیشرفته، بیشترین تاثیر را بر اقتصاد تولید خواهد گذاشت. زمانی که شرکت ها بتوانند با هزینه ای کمتر و با استفاده از روش های شیمیایی، محصولاتی مانند انواع نوشیدنی ها، پنبه و مواد دیگری که امروزه تولید می شوند را بسازند، شاهد آشفتگی شدید و تحولات بنیادی در چرخه عرضه و تقاضا خواهیم بود.
3-2- مطالعات موردی
مطالعات موردی که بر روی لاستیک و دو ماده معدنی راهبردی، یعنی پلاتین و مس انجام شده اند، تاثیر فناوری نانو بر بازارهای سنتی مواد خام در کشورهای در حال توسعه را نشان می دهند. این مواد به دو دلیل انتخاب شده اند؛ اولاً در مورد آنها پژوهش های نانومقیاسی در حال انجام است و این پژوهش ها می تواند میزان تقاضا برای مواد خام تولید شده در کشورهای در حال توسعه را تحت الشعاع قرار دهند؛ ثانیاً افراد درگیر در این پژوهش ها به طور روشن اعلام کرده اند که هدف از ساخت یک نانو ماده یا طراحی فرآیند مرتبط با آن، این است که سرانجام این ماده جایگزین مواد خام متداول شده یا آنها را تغییر دهد.
تولید جهانی لاستیک طبیعی در سال 2004
منبع: گروه بین المللی مطالعات لاستیک طبیعی.
منظور از کشورهای جنوب شرق آسیا، کامبوج، مالزی، میانمار، فیلیپین، تایلند و ویتنام هستند.
مطالعه موردی یک: تاثیرفناوری نانو بر بازار لاستیک طبیعی
لاستیک طبیعی مایعی شیری رنگ موسوم به لاتکس است که از تنه برخی درختان تراوش می شود. منبع اصلی لاتکسی که در تولید لاستیک های تجاری امروزی به کار می رود، درخت لاستیک پارا با نام علمی هِوِه آ (Hevea Brasiliensis) است. لاستیک طبیعی ا لاستومِر یا پلیمری بی شکل است که در دمای محیط، نسبتاً نرم و قابل انعطاف می باشد. لاستیک را به طور مصنوعی نیز می توان تولید کرد. تولید لاستیک طبیعی در سال 2004، 8.6 میلیون تن بوده که نشان دهنده بازار 11.6 میلیارد دلاری این محصول است. در این سال، 79 درصد کل این تولید در کشورهای آسیای جنوب شرقی انجام شده است.
با اطلاعات فوق، ارزیابی تاثیر پیشرفت های آینده فناوری نانو بر بازار لاستیک طبیعی کار دشواری است. زیرا ممکن است بعضی روش های مبتنی بر این فناوری در تقویت لاستیک طبیعی، میزان تقاضا برای آن را در سطح جهان افزایش داده و یا موارد استفاده جدیدی برای آن به وجود آورد. به عنوان مثال پژوهشگران در حال آزمایش افزودن نانو مواد پرکننده به لاستیک طبیعی و در نتیجه افزایش استحکام، دوام و یا میزان کشسانی آن هستند. (اگر دوام لاستیک در نتیجه این پرکننده ها افزایش یابد، میزان تقاضا برای آن به طور منطقی کاهش خواهد یافت زیرا این محصولات دیرتر مستهلک خواهند شد.) پژوهشگران ژاپنی در تلاشند که با افزودن نانولوله های کربنی به لاستیک طبیعی استحکام و پایداری آن را در مقابل دما، افزایش و نفوذپذیری آن را کاهش دهند. پژوهشگران آمریکایی نیز در تلاشند که با به کارگیری روشی موسوم به فرآوری دی اکسید کربن فوق بحرانی از لاستیک طبیعی، نانوکامپوزیت ها و پرکننده های نانومقیاسی با نتایج مشابه کار همکاران ژاپنی خود، تولید کنند.
بازار لاستیک طبیعی وابستگی شدیدی به صنعت لاستیک خودرو دارد. دو سوم لاستیک طبیعی دنیا صرف تولید لاستیک خودرو می شود. بنابراین این صنعت بزرگ ترین مصرف کننده لاستیک طبیعی است. به عقیده باب نلسون مدیر فروش شرکت گودیر (Goodyear)رشد صنعت لاستیک خودرو مترادف با رشد صنعت لاستیک طبیعی است. در حال حاضر حدود 40 درصد هر تایر خودرو از لاستیک (قسمتی مصنوعی و قسمتی طبیعی) ساخته می شود. پژوهشگران به دنبال تولید نانوذراتی جهت تقویت استحکام و عمر مفید لاستیک خودرو هستند. آنها همچنین درصددند نانوموادی را تولید کنند که بتوان آنها را به طور کامل جایگزین لاستیک طبیعی نمود.
با افزودن نانوذرات کاربید سیلیکون به لاستیک خودرو، الاستومری تولید می شود که مقاومت لغزشی بیشتر و 50 درصد ساییدگی کمتری دارد در نتیجه دوام لاستیک به نحو چشمگیری افزایش خواهد یافت. شرکت اینمات (Inmat LLC) در حال تولید نانوذراتی از جنس خاک رس است که می توان آنها را با پلاستیک و لاستیک مصنوعی مخلوط کرده، بدین وسیله سطح داخلی لاستیک خودروها را در برابر خروج هوا مقاوم و بدون درز نمود. این کار ضمن کاهش مقدار لاستیک طبیعی مورد نیاز، سبب می شود که لاستیک خودروها سبک تر و ارزان تر شده و در حین حرکت نیز خنک تر باشند. از این فناوری قبلاً در ساخت توپ های تنیس که از سال 2001 در بازار موجود هستند، استفاده شده بود. این فناوری اولین بار در اواخر دهه 90 میلادی، در پروژه ای با مشارکت دو شرکت میشلِن (Michelin) و هوخت سلانیز(Hoechst Celanese) ابداع شده بود.
ماده ای قوی و بی نهایت سبک به نام اِروژِل (Aerogel) – میلیاردها حباب هوا که در شبکه ای از نانوذرات سیلیکا (شیشه) و پلاستیک محبوس شده اند – دارای مقاومت گرمایی خوبی بوده، عایقی عالی به شمار می آید. اِروژِل ها اولین بار در دهه 1930 ساخته شدند اما به علت شکنندگی و جذب رطوبت، کاربرد محدودی داشتند. در حال حاضر این فناوری دوباره مورد توجه قرار گرفته تا جایی که پژوهشگری، نسل جدید آن را محکم ترین و سبک ترین ماده شناخته شده توسط بشر توصیف کرده است. از اِروژِل ها قبلاً در تولید مصالح ساختمانی استفاده می شد اما پژوهشگران پیش بینی می کنند که به زودی از این مواد جهت سبک تر و بادوام تر نمودن لاستیک خودروها استفاده شود.
گرچه جایگزینی نانومواد به جای لاستیک طبیعی، خود مشکلات دفع مواد زائد و آلودگی محیط زیست را به دنبال دارد، اما فواید زیست محیطی حاصل از این کار هم قابل توجه است. با این وجود، اگر ظهور نانومواد افزایش عمر مفید لاستیک خودروها را به همراه داشته و تقاضا برای لاستیک طبیعی را کاهش دهد، تولیدکنندگان اصلی این ماده دردنیا یعنی کارگران کشورهای تایلند، اندونزی و مالزی، شدیداً تحت الشعاع قرار خواهند گرفت.
در اواسط سال 2002، سه کشور عمده تولیدکننده لاستیک طبیعی در تلاش برای افزایش قیمت جهانی این محصول به میزان بیش از یک دلار در هر کیلوگرم، توافق کردند که ظرف سه سال بعد از آن، تولید و صادرات خود را به ترتیب 10 و 4 درصد کاهش دهند.
لاستیک طبیعی در جنوب کشور تایلند تولید می شود؛ کشوری که 13.6 میلیون نفر جمعیت دارد و 40 درصد مردم آن، در بخش کشاورزی مشغول به کارند. این کشور در سال 1991 گوی سبقت را مالزی ربود و به بزرگ ترین تولیدکننده لاستیک طبیعی در سطح جهان مبدل شد. تایلند در سال 2004 بیش از 34 درصد کل لاستیک طبیعی جهان، یعنی حدود 3 میلیون تن از این محصول را تولید کرد. به نظر می رسد که اخیراً نگرانی هایی در این کشور به وجود آمده مبنی بر اینکه پژوهش های اخیر با محوریت به کارگیری فناوری نانو در تقویت لاستیک طبیعی، بازار این محصول را تحت الشعاع قرار خواهد داد. در پایان ماه اوت 2005، دانشگاه چولالانگ کورن (Chulalongkorn) در تایلند، همایشی را با عنوان آینده کاربردهای صنعتی لاستیک طبیعی برگزار نمود. در این همایش، پژوهشگران مقالاتی را در مورد لاستیک طبیعی، کامپوزیت های نانوذرات و به کارگیری میکروسکوپ اتمی به منظور درک بهتر رفتار و خواص این نوع لاستیک، ارائه دادند.
اندونزی با تولید 2 میلیون تن لاستیک طبیعی در سال 2004، و در اختیار داشتن یک چهارم تولید جهانی، دومین تولیدکننده عمده این محصول در جهان به شمار می آید. به گزارش واحد اطلاعات نشریه اکونومیست (Economist Intelligence Unit)، بیش از 1.3 میلیون تن از لاستیک طبیعی این کشور را مالکین جزء تولید می کنند.
مالزی در سال 2004 تقریباً 1.2 میلیون تن لاستیک طبیعی تولید کرد و حدوداً 14 درصد تولید جهانی این محصول را در اختیار داشت. در سپتامبر 2005، هیئت لاستیک طبیعی مالزی برای مدیران اجرایی خود یک ماموریت تجاری 10 روزه را در چین ترتیب داد که تصور می شد اولین دیدار رسمی مدیران این صنعت از چین ظرف 10 سال گذشته باشد. کشور چین به دلیل افزایش روز افزون تولید و فروش اتومبیل و نیاز روز افزون این کشور به محصولات لاستیکی، شریک تجاری ایده آلی برای مالزی محسوب می شود. مالزی امیدوار است که در سال جدید میزان صادرات لاستیک خود را به چین به میزان 60 هزار تن بیش از سال گذشته، افزایش دهد.
در شماره آینده به بررسی چگونگی تاثیر گذاری فناوری نانو بر صنایع مس و پلاتین خواهیم پرداخت.