ابداع پوشش کربنی برای افزایش جذب ذرات ریز در فیلترها تا ۴۰ درصد/ محصول فناورانه باید از نیاز واقعی بازار آغاز شود

به گزارش خبرگزاری آنا؛ حضور دانش بنیان ها در صنایع مختلف و فعالیت های اقتصادی در اغلب اوقات موجب تحول بزرگی در تولید ارزش افزوده دارد؛ در نمونه ای از این اقدامات یک فعال دانش بنیانی خبر از تحولی بزرگ در بومی سازی صنعت فیلتراسیون می دهد. فعال و محقق حوزه دانش‌بنیان، با تشریح آخرین محصول فناورانه در دست تولید این مجموعه، از توسعه پوشش کربنی برای فیلتر‌ها با هدف بهینه‌سازی فرآیند فیلتراسیون خبر داد و گفت: این فناوری می‌تواند بدون نیاز به تولید فیلتر جدید، با استفاده از یک روش ساده پاشش، روی فیلتر‌های موجود اعمال شده و قابلیت جذب ذرات معلق را افزایش دهد.

سیامک پیلبان جهرمی، در گفت‌و‌گو با خبرنگار اقتصادی آنا اظهار کرد: فعالیت این مجموعه در حوزه مواد و متریال‌های فناورانه متمرکز بوده و یکی از آخرین محصولاتی که در حال توسعه آن هستیم، پوشش یا «کوتینگ» کربنی روی فیلتر‌ها با هدف بهینه‌سازی فرآیند فیلتراسیون است. به‌طور کلی می‌توان آلودگی‌های مورد هدف در حوزه فیلتراسیون را در سه دسته آلودگی‌های ناشی از ذرات، آلودگی‌های بیولوژیک و آلودگی‌های شیمیایی تقسیم‌بندی کرد و ما در هر سه حوزه مطالعات و فعالیت‌هایی داشته‌ایم.

 تجربه توسعه فیلتر‌های ضدآلودگی در دوران کرونا

پیلبان جهرمی با اشاره به تجربه این مجموعه در حوزه آلودگی‌های بیولوژیک در دوران کرونا گفت: در آن مقطع روی محصولی با هدف مقابله با آلودگی‌های بیولوژیک کار کردیم، اما متأسفانه این طرح با حمایت لازم از سوی سازمان غذا و دارو مواجه نشد و نتوانستیم محصول را تا مرحله تولید تجاری پیش ببریم. محصولی که با سلامت انسان ارتباط دارد، طبیعتاً نیازمند دریافت مجوز‌های لازم است و نبود حمایت و زیرساخت‌های مناسب برای انجام برخی آزمون‌ها و اخذ مجوزها، یکی از موانع اصلی توسعه این محصول بود.

این فعال حوزه دانش‌بنیان با اشاره به تجربه حضور خود در چین بیان کرد: در حوزه مواد پیشرفته نیز تجربه حضور در چین را داشته‌ام و از طریق یک فرآیند پذیرش، برای فعالیت در این حوزه به این کشور رفتم. در حال حاضر نیز تمرکز اصلی ما بر توسعه صنعتی فناوری پوشش کربنی فیلترهاست؛ چراکه به نظر می‌رسد مسیر توسعه صنعتی آن با موانع کمتری مواجه باشد.

 افزایش جذب ذرات ریز با پوشش کربنی

پیلبان جهرمی درباره کاربرد این فناوری عنوان کرد: هدف اصلی ما این است که بتوانیم میزان جذب ذرات معلق را در فیلتر‌ها افزایش دهیم. این فناوری به‌ویژه برای نیروگاه‌ها و محیط‌هایی که میزان ذرات معلق در آنها بالاست، می‌تواند کاربرد داشته باشد و از سوی دیگر در خودروها، کامیون‌ها و تجهیزات مختلف نیز قابلیت استفاده دارد. یکی از ویژگی‌های مهم این محصول آن است که قرار نیست حتماً یک فیلتر جدید تولید شود؛ بلکه می‌توان پوشش کربنی را با استفاده از یک فرآیند پاشش روی فیلتر‌هایی که پیش از این تولید شده‌اند اعمال کرد و با ایجاد این پوشش، خواص جدیدی به فیلتر موجود داد.

این فعال دانش‌بنیان درباره میزان افزایش کارایی فیلتر‌ها گفت: این فناوری برای ذرات درشت عملکرد چندان متفاوتی ندارد، اما در مورد ذرات ریز می‌تواند اثر قابل توجهی داشته باشد. برای نمونه، فیلتر‌های معمولی در برابر ذرات بسیار ریز، به‌ویژه ذرات زیر ۶ میکرون، عملکرد محدودی دارند و میزان جذب آنها ممکن است حدود ۱۰ درصد باشد، اما با استفاده از این پوشش و بسته به سطح ریسک و غلظت پوشش، می‌توان میزان کارایی را افزایش داد.

وی افزود: در شرایطی که سطح ریسک بالا باشد، امکان افزایش کارایی تا حدود ۴۰ درصد وجود دارد و در شرایط با ریسک پایین‌تر نیز می‌توان با استفاده از غلظت کمتر پوشش، افزایش کارایی حدود ۲۵ تا ۳۰ درصدی را دنبال کرد. اما باید توجه داشت که در توسعه این فناوری یک محدودیت مهم وجود دارد و آن میزان عبور جریان هوا از فیلتر است. پوشش نباید به اندازه‌ای باشد که عبور هوا را به شکل قابل ملاحظه‌ای کاهش دهد؛ زیرا در این صورت ممکن است مشکلات دیگری در عملکرد سیستم ایجاد شود؛ بنابراین میزان پوشش باید متناسب با نوع کاربرد و شرایط فیلتر انتخاب شود.

 استفاده از روش پاشش برای کاهش هزینه تولید

وی درباره تفاوت فناوری توسعه‌یافته با روش‌های موجود نیز گفت: پیش از این نیز روی پوشش‌های کربنی و گرافنی فیلتر‌ها کار شده است. در دوره کرونا، پوشش‌های گرافنی از جمله مواد پیشرفته‌ای بودند که می‌توانستند عملکرد بسیار بالایی داشته باشند، اما یکی از چالش‌های این روش‌ها، فرآیند اجرای آنهاست. در برخی روش‌ها لازم است پارچه یا ماده اولیه فیلتر وارد دستگاه مخصوص شود تا فرآیند پوشش‌دهی روی آن انجام شود. در چنین شرایطی هر نوع فیلتر یا پارچه‌ای قابلیت استفاده ندارد و فرآیند نیز هزینه‌بر خواهد بود.

پیلبان جهرمی گفت: تلاش ما این بوده است که روش ساده‌تری را برای اعمال پوشش توسعه دهیم تا امکان استفاده از آن روی طیف گسترده‌تری از فیلتر‌ها وجود داشته باشد. در روش مورد استفاده ما، پوشش با یک سیستم ساده پاشش اعمال می‌شود و حتی می‌توان این فرآیند را به خط تولید اضافه کرد. این ویژگی باعث می‌شود بتوان یک یا چند لایه از پوشش را متناسب با کاربرد مورد نظر روی فیلتر اعمال کرد. برای مثال، در خودرو‌ها و به‌ویژه کامیون‌هایی که در محیط‌های دارای گردوغبار زیاد فعالیت می‌کنند، می‌توان از این اسپری برای افزایش حفاظت از موتور و تجهیزات استفاده کرد؛ چراکه ورود گردوغبار به سیستم موتور یکی از عوامل مؤثر در استهلاک و کاهش عمر تجهیزات است.

این فعال حوزه فناوری خاطرنشان کرد: در واقع ما با یک ماده پیشرفته مواجه هستیم که فرآیند سنتز و تولید آن پیچیده است، اما تلاش کرده‌ایم روش استفاده از آن را تا حد امکان ساده کنیم تا قابلیت کاربرد صنعتی و تجاری بیشتری داشته باشد.

ضرورت ارتباط بیشتر با دانشگاه و زیرساخت‌های آزمایشگاهی

پیلبان جهرمی با اشاره به تجربه همکاری با مراکز علمی و درمانی در زمان توسعه محصول مرتبط با کرونا گفت: در آن دوره با بیمارستان و مجموعه علوم پزشکی دانشگاه جهرم نیز وارد تعامل شدیم و آنها طرح ما را پذیرفتند. هدف این بود که بتوانیم روی امکان جذب ویروس‌هایی در ابعاد حدود ۱۵۰ تا ۲۰۰ نانومتر آزمایش‌هایی انجام دهیم. چند ماه درگیر این فرآیند بودیم و برای انجام کار نیز هزینه و منابع مختلفی اختصاص دادیم، اما در نهایت مشخص شد آزمایشگاه مربوطه امکان شناسایی و اندازه‌گیری وضعیت ویروس روی سطوح را ندارد.

این فعال دانش‌بنیان تصریح کرد: بخش مهمی از مشکل در آن مقطع از نظر فنی بود؛ به این معنا که زیرساخت و روش لازم برای شناسایی دقیق عملکرد محصول وجود نداشت. در کنار مسائل فنی، موضوع تأمین مالی، امکانات آزمایشگاهی و فرآیند‌های مربوط به اخذ مجوز نیز از موانعی بود که توسعه محصول را دشوار کرد.

 تفاوت رویکرد محصول‌محور با پژوهش دانشگاهی

پیلبان جهرمی با اشاره به برخی چالش‌های موجود در مسیر توسعه محصولات دانش‌بنیان گفت: یکی از مشکلاتی که در تعامل با برخی سازمان‌ها با آن مواجه هستیم، تفاوت نگاه به یک محصول فناورانه با یک پروژه تحقیقاتی و مقاله علمی است. گاهی محصولی را ارائه می‌کنیم و توضیح می‌دهیم که این محصول ساخته شده و هدف آن مشخص است، اما نوع بررسی به شکلی انجام می‌شود که گویی یک مقاله علمی برای داوری ارائه شده است؛ برای مثال درباره وجود یک پیک اضافی یا ناخالصی در ماده سؤال می‌شود، در حالی که موضوع اصلی برای یک محصول تجاری این است که آیا محصول عملکرد مورد انتظار را دارد و آیا قابلیت ورود به بازار را دارد یا خیر.

این فعال دانش‌بنیان افزود: در تولید یک محصول تجاری، لزوماً نمی‌توان از خالص‌ترین و گران‌ترین مواد اولیه استفاده کرد. تولیدکننده باید ماده‌ای را انتخاب کند که ضمن داشتن عملکرد مناسب، از نظر اقتصادی نیز توجیه داشته باشد و مصرف‌کننده بتواند آن را خریداری کند. محصول دانش‌بنیان باید علاوه بر برخورداری از پشتوانه علمی، قابلیت رقابت با محصولات موجود در بازار را نیز داشته باشد. اگر یک محصول از نظر اقتصادی ارزش رقابت نداشته باشد، صرفاً داشتن ویژگی‌های علمی و آزمایشگاهی نمی‌تواند به تجاری‌سازی آن منجر شود.

تجربه چین و تأکید بر اقتصاد محصول

پیلبان جهرمی با مقایسه تجربه خود در ایران و چین گفت: برای پذیرش در یک مجموعه در چین، یک رزومه چهارصفحه‌ای ارائه کردم و پذیرفته شدم، در حالی که در ایران گاهی برای معرفی یک فعالیت علمی و فناورانه با فرآیند‌هایی مواجه می‌شویم که نیازمند ارائه ده‌ها صفحه مستندات است. نکته مهم در تجربه چین این بود که زمانی که برای توسعه یک ماده یا نمونه به مواد اولیه نیاز داشتیم، بسیاری از مواد از بازار تهیه می‌شد و الزاماً خلوص بسیار بالای آزمایشگاهی نداشتند. نگاه آنها این بود که نمونه‌ای که قرار است ساخته شود، باید در نهایت ارزش اقتصادی و قابلیت رقابت داشته باشد.

این فعال حوزه دانش‌بنیان اظهار کرد: در آنجا تأکید می‌شد که ابتدا باید مشخص شود محصول مورد نظر چه ارزشی ایجاد می‌کند و آیا توان رقابت با محصولات مشابه را دارد یا خیر. به اعتقاد من، بخشی از مشکلات موجود در این زمینه در کشور به تجربه ناکافی و عدم آشنایی کافی با الزامات بازار بازمی‌گردد. توسعه فناوری زمانی می‌تواند به محصول دانش‌بنیان موفق منجر شود که در کنار دانش فنی، مسائل مربوط به هزینه تولید، قابلیت استفاده، نیاز بازار، امکان رقابت و مسیر تجاری‌سازی نیز از ابتدا مورد توجه قرار گیرد.

 ضرورت ایجاد حلقه واسط میان صنعت و شرکت‌های دانش‌بنیان

این فعال حوزه دانش‌بنیان، با تأکید بر ضرورت ایجاد ارتباط مؤثرتر میان شرکت‌های دانش‌بنیان و صنایع، گفت: یکی از مشکلات اصلی این حوزه، نبود سازوکاری مشخص برای برقراری ارتباط میان توانمندی شرکت‌های فناور و نیاز‌های واقعی صنعت است و لازم است یک سیستم واسط، توانایی شرکت‌ها و نیاز صنایع را ارزیابی کرده و زمینه اجرای پروژه‌های مشترک را فراهم کند.

وی ادامه داد: در بسیاری از موارد، شرکت‌های دانش‌بنیان از صنایع بازدید می‌کنند و حتی مسئولان و مدیران صنعتی نیز از وجود مشکلات مختلف سخن می‌گویند، اما در نهایت امکان تعریف و اجرای یک پروژه مشترک فراهم نمی‌شود. گاهی یک صنعت یا مجموعه اجرایی واقعاً به یک فناوری نیاز دارد، اما مسئول مربوطه برای ورود به یک همکاری جدید و اجرای نمونه اولیه ریسک نمی‌کند؛ بنابراین باید سازوکاری وجود داشته باشد که این ارتباط را تسهیل کند و در صورت تأیید کارشناسی، امکان اجرای حداقل یک پروژه آزمایشی را فراهم آورد.

پیشنهاد تشکیل کمیته تخصصی برای ارزیابی پروژه‌ها

پیلبان جهرمی پیشنهاد کرد: برای حل این مشکل می‌توان کمیته‌ای تخصصی زیر نظر فرمانداری‌ها تشکیل داد که نمایندگان دولت، صنعت، دانشگاه، پارک علم و فناوری و شرکت‌های دانش‌بنیان در آن حضور داشته باشند. در این کمیته می‌توان دو نفر از بخش صنعت، دو نفر از دانشگاه، یک یا چند نماینده از پارک علم و فناوری و نماینده دولت حضور داشته باشند تا زمانی که یک شرکت ادعا می‌کند توانایی حل یک مشکل صنعتی را دارد، این ادعا از سوی یک مجموعه تخصصی بررسی شود.

این فعال حوزه فناوری تصریح کرد: اگر کمیته به این نتیجه رسید که یک شرکت واقعاً توانایی حل مسئله مورد نظر را دارد، باید امکان اجرای پروژه در سطح آزمایشی یا اولیه فراهم شود و مجموعه دولتی نیز پشت این فرآیند قرار گیرد تا صنعت بتواند با اطمینان بیشتری وارد همکاری شود.

وی افزود: این کمیته باید صرفاً نقش توصیه‌ای نداشته باشد، بلکه لازم است قدرت پیگیری داشته باشد و مشخص کند یک پروژه به چه مرحله‌ای رسیده و در نهایت چه نتیجه‌ای حاصل شده است. نتیجه پروژه نیز باید به شکل مکتوب ثبت شود؛ چه پروژه موفق باشد و چه به این نتیجه برسد که فناوری یا راهکار مورد نظر پاسخگوی نیاز صنعت نیست.

تجربه ناکام اجرای طرح آزمایشی در متروی شیراز

پیلبان جهرمی با اشاره به تجربه خود در دوران کرونا گفت: در آن مقطع به متروی شیراز پیشنهاد دادیم که با همکاری دانشگاه شیراز، طرح آزمایشی فیلتراسیون و تصفیه هوا را اجرا کنیم و حتی اعلام کردیم که هزینه‌های این پروژه را خودمان پرداخت خواهیم کرد. با توجه به اینکه مترو یک محیط عمومی است، تصور می‌کردیم امکان اجرای آزمایش و ارزیابی عملکرد فناوری در آن بیشتر باشد، اما در نهایت حتی پاسخ مشخصی نیز دریافت نکردیم. پس از پیگیری، گفته شد که شماره پیگیری درخواست وجود ندارد.

این فعال دانش‌بنیان تأکید کرد: چنین تجربه‌هایی نشان می‌دهد که صرف وجود یک فناوری یا حتی نیاز صنعتی، برای شکل‌گیری همکاری کافی نیست و باید یک حلقه واسط قدرتمند وجود داشته باشد که بتواند ارتباط میان شرکت فناور و صنعت را تا رسیدن به نتیجه نهایی پیگیری کند.

 صنعت به «مناسب‌ترین فناوری» نیاز دارد، نه لزوماً جدیدترین فناوری

پیلبان جهرمی با اشاره به تفاوت نگاه دانشگاه و صنعت بیان کرد: زمانی که در محیط دانشگاهی فعالیت می‌کنیم، معمولاً تلاش می‌شود در لبه علم و جدیدترین دستاورد‌های علمی قرار داشته باشیم، اما صنعت لزوماً به دنبال جدیدترین فناوری نیست؛ صنعت به دنبال مناسب‌ترین راهکار است. مناسب‌ترین راهکار الزاماً جدیدترین دستاورد علمی نیست و حتی ممکن است فناوری مورد استفاده مربوط به ۱۰ سال قبل باشد، اما اگر بتواند نیاز بازار را با هزینه مناسب و قابلیت استفاده مطلوب پاسخ دهد، برای صنعت ارزشمند خواهد بود.

این فعال حوزه دانش‌بنیان خاطرنشان کرد: به نظر می‌رسد این موضوع هنوز به شکل کامل در فضای دانش‌بنیان کشور جا نیفتاده و یکی از چالش‌های اصلی توسعه شرکت‌های دانش‌بنیان همین تفاوت نگاه میان استاندارد‌های علمی و الزامات واقعی بازار و صنعت است.

 ضرورت تغییر نگاه در ارزیابی محصولات دانش‌بنیان

وی با اشاره به نحوه ارزیابی برخی محصولات دانش‌بنیان گفت: گاهی در فرآیند ارزیابی، محصول تجاری با معیار‌های یک مقاله علمی مورد بررسی قرار می‌گیرد و ایراد‌هایی مانند وجود پیک اضافی یا ناخالصی مطرح می‌شود؛ در حالی که پرسش اصلی درباره یک محصول تجاری این است که آیا محصول عملکرد مورد انتظار را دارد یا خیر؛ بنابراین در تولید محصول تجاری نمی‌توان همیشه از مواد اولیه با بالاترین درجه خلوص استفاده کرد، زیرا چنین کاری ممکن است هزینه تولید را به‌شدت افزایش دهد و محصول را از نظر اقتصادی غیررقابتی کند.

وی گفت: ممکن است ماده‌ای که از نظر آزمایشگاهی دارای خلوص پایین‌تری است، در صورت داشتن عملکرد مناسب و قیمت قابل قبول، برای تولید یک محصول تجاری کاملاً قابل استفاده باشد و مشتری نیز برای آن محصول وجود داشته باشد. باید میان استاندارد علمی و استاندارد واقعی صنعت تفاوت قائل شد. محصولی که در محیط صنعتی تولید می‌شود باید علاوه بر عملکرد فنی، از نظر هزینه، دسترسی، قابلیت تولید و نیاز بازار نیز قابل دفاع باشد.

 تجربه چین در پیوند میان پژوهش، صنعت و بازار

پیلبان جهرمی با اشاره به تجربه خود از حضور در چین گفت: یکی از نکات مهمی که در آنجا مشاهده کردم، برنامه‌ریزی بسیار دقیق بود. دو ماه پایانی سال، یعنی اکتبر و نوامبر، عمدتاً به برنامه‌ریزی برای سال آینده اختصاص داشت و گروه‌های مختلف جلسات متعددی برگزار می‌کردند تا برنامه سال بعد را به‌صورت دقیق مشخص کنند.

وی افزود: در آنجا برای پروژه‌ها تعهدات مشخصی تعیین می‌شد؛ برای مثال ممکن بود یک مجموعه متعهد شود میزان بهره‌وری یک فرآیند را پنج درصد افزایش دهد و سپس در طول سال، کمیته‌های تخصصی به شکل هفتگی یا دوهفته یک‌بار روند اجرای پروژه را بررسی می‌کردند. پیگیری مستمر و برنامه‌ریزی دقیق باعث شده بود آنها شناخت مناسبی از توانایی‌های خود داشته باشند و اهدافی را تعیین کنند که امکان تحقق آنها وجود داشته باشد. به همین دلیل بخش قابل توجهی از برنامه‌های سالانه آنها عملیاتی می‌شد.

 لزوم پذیرش ریسک اولیه توسط دولت و صنعت

پیلبان جهرمی با تأکید بر نقش دولت در توسعه فناوری اظهار کرد: بخشی از چالش‌های توسعه فناوری باید از سوی دولت و بخشی نیز از سوی بخش خصوصی حل شود، اما نقش دولت در ایجاد بستر اولیه برای آزمون و توسعه فناوری بسیار مهم است. اگر یک شرکت دانش‌بنیان ادعا می‌کند که توانایی حل یک مشکل صنعتی را دارد، باید سازوکاری وجود داشته باشد که این ادعا را به شکل علمی و صنعتی بررسی کند. اگر نقاط ضعفی وجود دارد، باید مشخص شود تا شرکت بتواند آنها را برطرف کند و اگر فناوری قابلیت اجرا دارد، باید امکان ورود آن به مرحله آزمایشی فراهم شود.

این فعال حوزه دانش‌بنیان افزود: وجود کانون‌ها یا کمیته‌هایی که بتوانند ادعا‌های شرکت‌ها را به‌صورت تخصصی ارزیابی کنند، اهمیت زیادی دارد؛ زیرا در نمایشگاه‌ها و رویداد‌های مختلف، شرکت‌های متعددی توانایی‌های خود را مطرح می‌کنند، اما صنعت ممکن است به دلیل محدودیت منابع یا نگرانی از ریسک، حاضر به اجرای پروژه نشود.

وی تأکید کرد: در این شرایط، یک مجموعه کارشناسی باید بتواند موضوع را بررسی و نتیجه را اعلام کند و نقاط قوت و ضعف فناوری نیز به‌صورت مشخص بیان شود.

 ضرورت حضور همزمان متخصصان علمی و صنعتی

پیلبان جهرمی گفت: برای ارزیابی فناوری‌ها، ترکیب اعضای چنین سازوکاری بسیار اهمیت دارد؛ زیرا صرف حضور افراد دانشگاهی یا صرفاً افراد صنعتی نمی‌تواند همه ابعاد یک محصول را بررسی کند. لازم است متخصصانی از حوزه علمی، صنعت، پارک علم و فناوری و بخش دولتی در کنار یکدیگر قرار گیرند تا یک فناوری هم از نظر علمی و هم از منظر قابلیت اجرا، اقتصاد محصول و نیاز بازار ارزیابی شود.

این فعال حوزه دانش‌بنیان خاطرنشان کرد: شرکت دانش‌بنیانی که ادعا می‌کند می‌تواند یک مشکل را حل کند نیز باید آماده باشد که توانایی آن به‌صورت دقیق بررسی شود و در صورت وجود ضعف، این ضعف‌ها به شکل شفاف به شرکت اعلام شود.

حرکت از «نوک علم» به سمت «نیاز واقعی بازار»

پیلبان جهرمی گفت: تجربه فعالیت در حوزه مواد پیشرفته نشان می‌دهد که ایده یک محصول باید از بازار و نیاز واقعی شروع شود. محصول نیز باید تا حد امکان ساده و در دسترس باشد تا کاربر بتواند بدون پیچیدگی از آن استفاده کند. ما تلاش کرده‌ایم این رویکرد را در توسعه محصول جدید خود نیز لحاظ کنیم؛ به این معنا که اگرچه با یک ماده پیشرفته مواجه هستیم، فرآیند استفاده از آن را ساده طراحی کرده‌ایم تا کاربر بتواند به‌راحتی از محصول استفاده کند.

این فعال حوزه دانش‌بنیان تأکید کرد: موفقیت یک محصول دانش‌بنیان زمانی محقق می‌شود که فناوری بتواند در عرصه واقعی مورد استفاده قرار گیرد و پاسخگوی نیاز صنعت و بازار باشد. اگر میان دانش، فناوری، تولید و بازار ارتباط مناسبی ایجاد نشود، حتی یک دستاورد علمی ارزشمند نیز لزوماً به محصول موفق دانش‌بنیان تبدیل نخواهد شد.