گزارشگران سبز خبر اینجا سبز می‌شود
گزارشی از تلاش فناوران ایرانی برای به‌کارگیری فناوری نانو در تولید فیلترهای هوا و ماسک‌های تنفسی
استفاده از نانوالیاف در فیلترها به حدود یک قرن پیش در آمریکا باز می‌گردد. این پوشش که با ساختار بسیار ظریفی کارایی فیلترها را تا چند برابر افزایش می‌دهد، ابتدا در تانک‌های نظامی و پس از آن در فیلترهای نیروگاهی مورد استفاده قرار گرفت. استفاده از پوشش نانوالیاف در فیلترهای هوایی و ماسک‌های تنفسی موجب می‌شود تصفیه هوا با قدرت چند برابر، بدون افزایش ضخامت ماسک و کاهش نفوذپذیری هوا صورت بگیرد. دانش فنی این فناوری که تا چند سال پیش در انحصار آمریکا قرار داشت با همت پژوهشگران ایرانی پیش از بسیاری از کشورهای صاحب‌نام در نانوفناوری در کشور ما بومی‌سازی شده است. در حال حاضر دستگاه‌های تولیدکننده نانوالیاف در مقیاس صنعتی و با کیفیت و کارایی قابل رقابت در بازار جهانی در کشور تولید شده و علاوه بر رفع نیازهای داخلی به کشورهای پیشرفته دنیا مانند کره‌جنوبی، چین و مالزی صادر می‌شود. به عقیده کارشناسان حوزه نانوفناوری این دستگاه‌های صنعتی به زودی وارد بازار کشورهای اروپایی نیز خواهد شد. پیشرفت‌های پژوهشگران ایرانی در تولید نانوالیاف‌ها موجب شکل‌گیری همکاری‌های بین‌المللی ایران برای تعیین استانداردهای جدید جهانی ایزو (ISO) نانوالیاف و همچنین بازنویسی استانداردهای اروپایی برای تولید فیلترهای نانو شده است.
شرکت دانش‌بنیان «فناوران نانو مقیاس» با حمایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو موفق به ساخت دستگاه‌های الکتروریسی برای تولید نانوالیاف با کاربردهای متفاوت صنعتی شده است. این دستگاه با ایجاد میدان الکتریکی ویژه‌ای قادر است از پلیمرهای مختلفی مانند پلی‌آمید و پلی‌آکریلونیتریل، تارهای بسیار نازکی ایجاد کند که با قرارگیری روی کاغذ فیلتر یا تنظیف‌های مورد استفاده در تولید ماسک، شبکه متخلخل بسیار ظریف با خاصیت آلایندگی‌زدایی چند برابری ایجاد کند. اگرچه این شبکه نانوالیافی، کارایی بالایی برای جلوگیری از عبور ذرات آلاینده حتی در ابعاد میکرون دارد، به هیچ عنوان در میزان عبور هوا تاثیر منفی نمی‌گذارد. در حال حاضر در کشور از این دستگاه پیشرفته روز دنیا برای تولید فیلترهای هوایی مختلف و همچنین ماسک‌های تنفسی بهره‌برداری می‌شود.
شرکت دانش بنیان «بهران فیلتر» با هدف تامین بخشی از نیاز کشور به فیلترهای خودرو با به‌کارگیری جمعی از نخبگان علمی در سال ۷۰ در شهرک صنعتی مشهد آغاز به کار کرد. حوزه فعالیت‌های این شرکت با ورود به عرصه تولید فیلترهای مورد مصرف نیروگاه‌ها در سال ۷۶ گسترده‌تر شد. این مجموعه که اولین شرکت تولیدکننده فیلترهای هوای نانو برای خودرو، نیروگاه‌ها و مراکز گازی کشور است، با کمک تیم علمی خود محصولاتی با کیفیت و کاملا قابل رقابت با محصولات خارجی وارد بازار کرده است. این شرکت در سال ۹۰ به منظور بهبود کیفیت و طول عمر محصولات خود تصمیم گرفت از فناوری نانوالیاف‌ها به عنوان پوشش کاغذهای فیلتر استفاده کند. اما در آن زمان دستگاه تولید نانوالیاف در مقیاس صنعتی در کشور ساخته نشده بود و از طرفی به دلیل اعمال تحریم‌های ناجوانمردانه علیه کشورمان، امکان واردات آن وجود نداشت. در این زمان بود که دانش پژوهشگران داخلی به کمک صنعت آمد و منجر به موفقیت دیگری در حوزه فناوری نانو در کشور شد. ستاد ویژه توسعه فناوری نانو معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری در نقش حلقه اتصالی میان صنعت و پژوهش، نیاز این مجموعه را به شرکت دانش‌بنیان «فناوران نانو مقیاس» که در آن زمان موفق به تولید دستگاه‌های الکتروریسی در مقیاس آزمایشگاهی و پایلوت شده بود، اعلام کرد و دستگاه به سرعت وارد مرحله تحقیق و توسعه (R&D) شد.
محمود فقیهی، قائم مقام و معاون فنی این شرکت دانش بنیان بهران فیلتر در خصوص نحوه همکاری این دو شرکت دانش‌بنیان به خبرنگار ما توضیح می‌دهد: «ما پس از چند جلسه مذاکره و بررسی دستگاه‌های تولیدی این شرکت اقدام به عقد قرارداد برای تولید صنعتی دستگاه کردیم. این دستگاه به سرعت با همکاری هر دو شرکت ساخته و مراحل تحقیق و توسعه آن انجام شد. تاکنون چهار نسل از این دستگاه ایرانی برای کارخانه ما خریداری شده و اکنون در حال بهره‌برداری است. این دستگاه صنعتی با کیفیت، با قیمتی معادل یک سوم قیمت نمونه خارجی برای مجموعه ما فراهم شد. با کمک این فناوری ایرانی فلیترهای هوای نانو از سال ۹۱ وارد بازار شدند.»
دکتر محمدجواد فروندی، مدیر طراحی نانوالیاف شرکت بهران‌فیلتر در خصوص ساختار این فیلترهای هوا توضیح می‌دهد: «در فیلترهای هوای نانو، دستگاه‌های الکتروریسی از پلیمرهای خاص، الیافی با مقیاس نانو (در ابعاد زیر ۱۰۰ نانومتر) ایجاد می‌کنند. این الیاف سپس به صورت لایه‌ای سطحی، کاغذهای مخصوص فیلتر را پوشش می‌دهد و موجب ایجاد شبکه‌ای متخلخل با منافذ بسیار کوچک‌تری نسبت به منافذ کاغذ فیلتر می‌شود. با این کار می‌توان کاغذی با قطر بسیار کم، با انعطاف‌پذیری و نفوذپذیری مناسب و ساختاری مقاوم‌تر با طول عمر بیشتر تولید کرد که کارایی آن در تصفیه هوا در حدود ۳۰۰ تا ۴۰۰درصد بیشتر از کاغذهای فیلتر عادی خواهد بود. جنس کاغذ فیلتر و پلیمر مورد استفاده برای تولید نانوالیاف بر اساس کاربرد نهایی فیلتر می‌تواند متفاوت باشد.» فیلترهای نانوی تولید شده در این شرکت دانش‌بنیان برای استفاده خودروها و همچنین فیلترهای هوای نیروگاه‌ها و شرکت‌های گازی مورد بهره‌برداری قرار گرفته است.
محصولی با استاندارد کیفی بالاتر از نمونه‌های خارجی
از آنجایی که تاسیسات عظیم نیروگاه‌های تولید برق و همچنین شرکت‌های انتقال گاز بسیار گرانبها هستند، کمترین میزان آلودگی یا غبار می‌تواند موجب کاهش عملکرد و طول عمر این دستگاه‌ها شود. به همین دلیل شرکت‌های بزرگ گازی از سال‌ها پیش برای افزایش طول عمر دستگاه‌های خود نسبت به خرید فیلترهای نانو از کشورهای خارجی مانند آمریکا اقدام می‌کردند که واردات آن در بیشتر موارد با مشکلاتی نیز همراه بود. این موضوع در مورد تعداد اندکی از نیروگاه‌ها نیز وجود داشته است.
فقیهی در خصوص میزان استقبال شرکت‌های گازی و نیروگاه‌ها از این محصول داخلی توضیح می‌دهد: «شرکت‌های گازی اگرچه با فیلترهای نانو بیشتر آشنا هستند و مشکلاتی نیز در حال حاضر برای واردات این اقلام به کشور دارند، تاحدی برای اعتماد به این محصول ایرانی تردید دارند. با حمایت‌های ستاد ویژه توسعه فناوری نانو و جلساتی که برای معرفی محصول به صنایع برگزار کردیم، از سال ۹۳ موفق به عقد قرارداد با مجتمع گازی پارس جنوبی شدیم. حتی در زمان قرارداد شرطی ذکر شد که شرکت پارس جنوبی در ابتدا فیلترهای تولیدی شرکت را امتحان کند و در صورت رضایت از کیفیت قرارداد اجرایی شود. به همین منظور نمونه فیلترها را به شرکتی در آلمان برای بررسی استانداردهای کیفی و کمی ارسال کردند و نتایج حاکی از آن بود که این فیلترهای وطنی از نمونه‌های خارجی که از شرکت‌هایی به اسم فیلترهای هوای ساخت آمریکا خریداری می‌شده بسیار مرغوب‌تر است. در حال حاضر این محصول نانو در چند مجموعه انتقال گاز نیز استفاده می‌شود.»
وی در ادامه صحبت‌هایش افزود: «تعداد اندکی از نیروگاه‌های تولید برق نیز پیش از این در توربین‌هایشان از فیلترهای نانو استفاده می‌کردند که در سال‌های اخیر با محدودیت‌هایی برای تامین این فیلترها روبه‌رو شده بودند که موفق به رفع نیاز آنها نیز شدیم. در حال حاضر در کنار جلسات معرفی محصول برای آشنایی بیشتر مدیران با مزایای استفاده از فیلترهای نانو در نیروگاه‌ها، پژوهشگاه نیرو نیز در حال توسعه استانداردهایی برای این فیلترهاست تا در ادامه نیروگاه‌ها را ملزم به استفاده از فیلترهای نانو کند. با این سازوکار تاکنون توانسته‌ایم ۷۰ درصد نیروگاه‌های کشور را به استفاده از فیلترهای نانو به منظور افزایش طول عمر تاسیسات و کاهش واردات قطعات یدکی نیروگاهی به کشور و کاهش هزینه تعمیرات و نگهداری نیروگاه، مجاب کنیم.»
این شرکت دانش‌بنیان در حال حاضر حدود ۷۰ هزار فیلتر در سال برای نیروگاه‌ها و شرکت‌های گازی تولید می‌کند و بر همین اساس تاکنون توانسته از خروج حدود ۱۳ تا ۱۵ میلیون یورو از کشور برای خریداری فیلترهای خارجی جلوگیری کند. این در حالی است که با توجه به ظرفیت‌های کارخانه، افزایش حجم تولید تا ۲۰۰ هزار فیلتر در سال شدنی است.
کیفیت، قربانی قیمت!
قائم مقام و معاون فنی شرکت دانش‌بنیان بهران فیلتر در ادامه با اشاره به مزایای استفاده از فیلترهای نانو در خودروها برای کاهش آسیب‌های فنی و همچنین آلودگی هوا، خاطرنشان کرد: «متاسفانه علی‌رغم همه مزایای فیلترهای هوای نانو و پیگیری‌هایی که برای معرفی آنها به خودروسازان داخلی داشتیم، موفق به عقد قرارداد با شرکت‌های بزرگ خودروسازی کشور نشدیم. زیرا پایین نگه‌داشتن هزینه تمام شده محصول، اولویت اول این شرکت‌هاست و فیلترهای نانو با توجه به فناوری مورد نیاز برای تولید چیزی در حدود ۲۰ درصد گران‌قیمت‌تر از فیلترهای عادی هستند.» وی در ادامه صحبت‌هایش افزود: «این فناوری روز دنیا اگرچه کمی گران‌قیمت‌تر به نظر می‌رسد، اما می‌تواند کمک شایانی به کاهش آلودگی هوا و همچنین افزایش کارایی و طول عمر خودروهای سنگین و سبک کند. در نتیجه صرفه اقتصادی آن در بلندمدت بسیار بیشتر خواهد بود. شاید اعمال سیاست‌گذاری‌های مناسب در کشور بتواند کارخانه‌های بزرگ که سهم زیادی در حمل‌ونقل کشور دارند را نیز به استفاده این فناوری جدید تشویق کند.» میزان تولید فیلترهای نانو برای خودروهای سنگین و سبک در این مجموعه، بیش از سه میلیون قطعه در سال است که صرفا برای مصرف بازار و برخی شرکت‌های خودروسازی کوچک تولید می‌شود.
«نانوالیاف» بخش فراموش شده ماسک‌های وطنی!
شرکت دانش‌بنیان فناوران نانومقیاس پس از موفقیت در تولید دستگاه‌های صنعتی الکتروریسی برای استفاده در صنایع فیلترسازی، تحقیقات خود را به سمت تولید ماسک‌های تنفسی با کمک نانوالیاف‌ها معطوف کرد. این شرکت پس از چند سال تحقیق و بررسی موفق به تولید ماسک‌های تنفسی با پوشش نانوالیاف شد که تا حد چشمگیری مانع از عبور ذرات معلق و آلاینده بدون کاهش میزان عبور هوا از الیاف ماسک شدند.
دکتر رضا فریدی مجیدی، رئیس‌هیئت مدیره شرکت فناوران نانومقیاس درباره ویژگی‌های این ماسک‌های نانو به ما می‌گوید: «ماسک‌های تنفسی استاندارد عادی حدود ۵۰ درصد قدرت جذب ذرات آلاینده را دارد. این درحالی‌است که میزان جذب در ماسک‌های دارای پوشش نانوالیاف بین ۸۰ تا ۹۵ درصد بدون افزایش ضخامت و کاهش عبورپذیری هوا خواهد بود.» فریدی ضمن اظهار تأسف از توقف روند تولید این ماسک‌ها افزود: «ما پس از انجام آزمایش‌های استاندارد برای بررسی کارایی ماسک و عدم سمیت و حساسیت‌زا بودن مواد مورد استفاده در آن، موفق به اخذ مجوز‌های لازم برای تولید و پخش این ماسک‌های تنفسی از سازمان غذا و دارو شدیم. این ماسک‌ها با همکاری یک نهاد دولتی مرتبط حدود سه سال پیش تولید و روانه بازار شد. ولی متاسفانه به دلیل برخی مشکلات اداری روند تولید آنها از یک سال پیش متوقف شده است.»
بدیهی است تولید این ماسک‌های تنفسی می‌تواند نقش مهمی در سلامت جامعه خصوصا در شهرهای بزرگ که با مشکلات آلودگی هوا روبه‌رو هستند، داشته باشد. از طرف دیگر با توجه به تقاضایی که برای چنین محصولی در بازارهای منطقه‌ای وجود دارد، ظرفیت مناسبی برای ارزآوری به کشور خواهد داشت. از همین روست که این شرکت دانش‌بنیان به منظور ورود دوباره به بازار به دنبال جذب سرمایه‌گذار است. اتفاقی که می‌تواند موجب ایجاد شغل برای ده‌ها محقق و کارگر ایرانی شود.
عسل اخویان طهرانی
