هنگامی که از یک صنعت رشد یافته صحبت می کنیم عوامل بسیاری را می توان در رشد این صنعت دخیل دانست از جمله : علم، فناوری، مواد اولیه، نیروی انسانی، اقتصاد، مدیریت و ...؛ بدیهی است که برای بررسی دقیق رشد صنعت می بایست تمامی عوامل تاثیر گذار بر آن را به دقت بررسی کرد. در مقاله حاضر تاکید بر رابطه علم با صنعت است و بررسی عوامل دیگر از حوصله ی این مقاله خارج است.

علم با صنعت ارتباط دیرینه و تنگاتنگی دارد. در حقیقت هر جا که علم به مرحله ای از رشد رسیده که انجام یک پدیده علمی را در مقیاس بزرگ و به شکل اقتصادی امکانپذیر کند، صنعت های جدیدی متولد شده اند. از امکان پذیری یک پدیده علمی در مقیاس بزرگ و به شکل اقتصادی می توان به عنوان فناوری یاد کرد. در اینصورت علم با گذر از مرحله ی فناوری به صنعت می رسد. در کشور ما، توان تبـدیل دانـش بـه فناوری وجود ندارد و این معضلی است که باید برای رفع آن اقدام نمود.

بررسی یک مثال تاریخی

برای انجام یک فرایند صنعتی تنها یافتن یک روش شیمیایی در لوله آزمایش کافی نیست، بلکه می بایست تجهیزات صنعتی برای این فرایند موجود باشد (این موضوعی است که متاسفانه حتی هنوز برای برخی از محققان و مسئولین رسانه در داخل کشور هضم نشده است). مثال های بسیاری را در این مورد می توان در تاریخ صنعت یافت. برای مثال به بررسی تحولات روند تولید صنعتی اسید نیتریک می پردازیم:

اختراع ژنراتور الکتریکی توسط زیمنس (۱۸۷۱) به کارخانه های صنایع شیمیایی این امکان را داد که برق کافت را در مقیاس صنعتی انجام دهند. از طریق برق کافت دانشمندان توانستند نیتروژن و اکسیژن هوا را با هم ترکیب کرده و به کمک حل کردن اکسید نیتروژن تولید شده در آب، اسید نیتریک بسازند (۱۸۹۵).

تولید اکسید نیتروژن از نیتروژن و اکسیژن مشوق تولید آمونیاک از هیدروژن و نیتروژن شد که در سال (۱۹۱۳) فرایند هابر برای این منظور اختراع شد و به علت نیاز به فشار های بالا در فرایند هابر، صنایع پر فشار گسترش یافت و آمونیاک نیز راه را برای تولید کود شیمیایی ارزان قیمت و گسترش انفجاری کشاورزی هموار کرد و از طرف دیگر نخستین بار در فرایند هابر بود که از یک کاتالیزور در صنایع شیمیایی استفاده می شد.

از طرف دیگر تولید آمونیاک، زمینه ساز تولید اکسید نیتروژن، ماده اولیه ی اسید نیتریک از آمونیاک در حضور کاتالیزور پلاتین شد. اکسید نیتروژن از آمونیاک در سال (۱۸۳۴) در حضور پلاتین تولید شده بود اما در آن موقع آمونیاک به شکل صنعتی تولید نمی شد تا بتوان از آن برای تولید اکسید نیتروزن بهره گرفت. امروزه نیز بصورت تجاری اسید نیترک از آمونیاک تولید می شود.

تولید اسید نیتریک این امکان را به دانشمندان داد تا از طریق آن نیترو گلیسیرین و نیترو سلولز را به شکل صنعتی تولید کنند و با اختراع دینامیت از مواد یاد شده توسط نوبل و جایگزینی دینامیت به جای باروت، تولید مواد منفجره پیشرفت چشمگیری کرد.

درس هایی از مثال تاریخی

برای صنعتی شدن یک فرایند می بایست تمام پدیده هایی که در آن فرایند به کار می روند، در مقیاس صنعتی نیز در دسترس باشند. به طور مثال تولید اسید نیتریک در مقیاس صنعتی تنها بعد از اختراع ژنراتور در مقیاس صنعتی قابل اجرا شد. در اینصورت صرف پیشنهاد یک روش آزمایشگاهی برای یک فرایند صنعتی را نمی توان دستیابی به فناوری آن صنعت دانست. کما اینکه استفاده از آمونیاک در تولید اسید نیتریک یک قرن بعد از سنتز آزمایشگاهی آن صورت گرفت. متاسفانه در کشور ما به محض رسیدن به یک روش آزمایشگاهی در یک فرایند تولید، از آن به عنوان دست یابی به فناوردی در صنعت مربوطه یاد می شود.

اقتصادی بودن یا اقتصادی نبودن یک فرایند بستگی به پیشرفت صنعت دارد، به طور مثال تولید اسید نیتریک به کمک برق کافت که در ۱۸۹۵ اقتصادی بود، با تولید آمونیاک در ۱۹۱۳ و در کمتر از بیست سال به فراموشی سپرده می شود و این امر ضرورت برنامه ریزی و تحقیق درازمدت در جهت توسعه پایدار در صنایع را گوشزد می کند. متاسفانه در کشور به این دست از تحقیقات به ندرت نگاه کاربردی می شود.

هر چه در تاریخ صنعت جلوتر می رویم مواد جدید، بر پایه ی مواد قبلی تولید می شوند. به طور مثال برای تولید دینامیت به اسید نیتریک و برای تولید اسید نیتریک به آمونیاک نیاز داریم. نتیجه اینکه در صورتی می توانیم بگوییم که به فناوری تولید دینامیت در مقیاس صنعتی دست یافته ایم که قبل از آن به فناوری تولید اسید نیتریک و آمونیاک دست یافته باشیم. متاسفانه در کشور در بسیاری از صنایع مواد اولیه مهم و کلیدی آن ها از خارج وارد می شوند. مثل اینکه شما بخواهید دینامیت بسازید و آمونیاک نتوانید تولید کنید!

وضعیت کنونی

در کشور ما وارداتی بودن عمده ی فناوری، خصوصاً در گذشته سبب عدم نیاز واقعی صنعت به علم شده است و نیازهای صنعت در واقع به امور خدماتی و تعمیراتی محدود گردیـده است. صنعت و دانشگاه در ایران طی چند دهه گذشته همـراه بـا سـیل پدیده های دیگر حاصل از مدرنیته که از غرب جاری مـی شـد، و نـه در اثـر یـک پدیـدة درون زای اجتماعی، وارد کشور شده اند. بدین ترتیب در زمینـه فناوری نیـز مـا مصرف کننده هستیم و متأسفانه صنعت ما چندان در صـدد به وجـود آوردن آن نیـست و اصولاً منافع آنی آن ایجاب می کند که تکنولوژی را از خارج وارد کند.

چه باید کرد؟

فناوری، تجلی علم و دانش است و اگر کشوری علمش را بـه فناوری تبـدیل کنـد، دانشگاه که نماینده علم است و صنعت که نماینده فناوری است، به صورت خودکار به هم متصل و از یکدیگر منتفع می شوند. یعنی اگر علم به فناوری تبـدیل شـود و فناوری هم به توسعه علم کمک کند، سیکلی به وجود می آید که باعث تقویت ارتباط صنعت به عنوان نماینده فناوری و دانشگاه به عنوان نماینده علم می شود .در اینصورت می بایست راهی پیدا کنیم که در آن علم را به فناوری تبدیل کنیم.

مراحل رشد علم و تبدیل آن به فناوری

معمولا توسعه ی علم و تبدیل آن به فن آوری در یک فرایند صنعتی سه مرحله را طی می کند: مرحله شناخت، مرحله ی رشد و توسعه و مرحله ی بلوغ.

در مرحله ی ابتدایی محققان هنوز موضوع را به درستی نمی شناسند و به همین دلیل تحقیقات آنها عموما گسسته و بعضا مخالف هم است و تحقیقات آنها در فهم علمی موضوع کمتر کمک می کند. در این مرحله تعداد محققانی که روی موضوع کار می کنند اندک است.

در مرحله ی توسعه نکات اصلی و بنیادی در مورد موضوع مورد بحث حل شده و مورد اتفاق نظر تمام محققین است. محققان در حال کشف جنبه های مختلف عملی و علمی موضوع هستند. در این مرحله علم بتدریج به فناوری تبدیل می شود و امکان ایجاد یک فرایند صنعتی فراهم می شود. در این مرحله تعداد محققانی که روی موضوع کار می کنند به بیشترین تعداد خود میرسد و محققان برجسته در بین آنها ظهور می کنند یک محقق برجسته کسی است که زمینه مورد بررسی را بصورت گسترده ای مطالعه کرده است و معمولا از پیشگامان موضوع نیز بشمار می رود.

در مرحله ی بلوغ محققان موضوع را به به طور کامل می شناسند و تحقیقات آنها در فهم بیشتر علمی موضوع به کندی پیش می رود و در این مرحله نیز تعداد محققانی که روی موضوع کار می کنند اندک است.

راهکارهای تبدیل علم به فن آوری

به طور خلاصه برای دست یابی به فناوری در یک فرایند صنعتی دو مرحله می بایست طی شود:

۱. تحقیق و مطالعات علمی:

در این مرحله می بایست از جنبه های مختلف به موضوع صنعتی تعریف شده نگریست و مفاهیم اساسی علمی و عملی آن را استخراج کرد. برای اینکار داشتن دید کافی نسبت به موضوع مورد مطالعه خیلی مهم است. به طوریکه در موضوع صنعتی مورد بحث، اگر محقق بخواهد از تحقیقاتی که در گذشته و در مراحل ابتدایی رشد علم انجام شده، استفاده کند، همانطور که در بخش قبل ذکر شد، این تحقیقات عموما گسسته و بعضا مخالف هم است و درفهم علمی موضوع کمک نمی کند.

و اگر محقق بخواهد از تحقیقاتی که در گذشته و در مراحل بلوغ رشد علم انجام شده، استفاده کند، می بایست از جنبه های اساسی و اصلی در علم مورد بحث آگاه باشد.

به طور خلاصه بهترین دوره زمانی در گذشته که به محقق در فهم علمی و عملی موضوع کمک می کند، دوره ی "توسعه" است.

بنابراین رویکرد محقق در ابتدا باید به این سمت باشد که این دوره زمانی را ابتدا در موضوع تعریف شده پیدا کند.

به طور مثال، اوج شکوفایی در صنعت تولید مواد جاذب رطوبت آلومینایی در حدود سالهای ۱۹۶۵ تا ۱۹۸۰ بوده است و تحقیقاتی که در سالهای ۱۹۳۰ تا ۱۹۵۰انجام شده، به محقق در مثال یاد شده کمک نمی کند و برای استفاده از تحقیقاتی که در سالهای ۱۹۹۵ به بعد صورت گرفته، دانستن مطالب عنوان شده در سال های ۱۹۶۵ تا ۱۹۸۰ ضروری است.

۲. آزمایش تجربی روی تحقیقات انجام شده:

پس از آنکه محقق با شناخت دوره های مختلف رشد علمی موضوع تعریف شده آشنا شد و نتایج تمامی تحقیقات متعلق به دوران "توسعه" و "بلوغ" را بررسی کرد، می بایست به بررسی تجربی مطالعات انجام شده بپردازد.

بر خلاف آنچه که معمولا به ذهن می رسد، بررسی های اولیه تجربی، نیاز به ساخت هیچ گونه دستگاهی ندارد، به طور مثال برای اینکه متوجه بشویم که آیا می توانیم پودری را از محلی به محل دیگر به کمک باد جابجا کنیم، ساده ترین آزمایش فوت کردن مقداری از پودر است. بعد از آن چون در مطالعات قبلی فهمیدیم که دبی هوا و پودر در توانایی هوا برای انتقال پودر موثر است، در مرحله بعدی می توانیم برای استفاده از جریان باد کنترل شده از یک سشوار یا پنکه برقی (بسته به اینکه چه نوع بادی می خواهیم، پخش یا متمرکز) و برای کنترل دبی پودر از یک بطری که در آن به اندازه معینی سوراخ شده، استفاده کنیم و با مشاهدات انجام شده و تخمین محاسباتی، یک دستگاه کوچک متشکل از فن و اتصالات و ... ساخته و در صورت موفق بودن آن با در نظر گرفتن نکات بدست آمده از آزمایش جدید و نکاتی که در افزایش مقیاس باید رعایت شود (که در مطالعات قبلی بدست آمده)، به ساخت دستگاه های بزرگ تر می پردازیم.

از طرفی برای بررسی تجربی مطالعات انجام شده نیاز به تحلیل نتایج داریم. برای اینکار لازم نیست تا در اولین مراحل کار از آزمایش های مدرن امروزی استفاده کنیم، به طور مثال در بررسی کیفیت مواد جاذب رطوبت آلومینایی از آزمایشی به نام BET استفاده می شود که دستگاهی که آزمایش مربوطه را انجام می دهد گرانقیمت است (در زمان نگارش این مقاله در حدود ۱۰۰ میلیون تومان) و هزینه ارائه خدمات برای هر آزمایش مبلغ قابل توجهی می باشد (در زمان نگارش این مقاله در حدود ۸۰ هزارتومان). در حالی که برای بررسی کیفیت ماده ذکر شده، خیلی ساده می توان تا انجام مقدار قابل توجهی از آزمایشات و تحقیقات (حدود ۹۰% کار) از همین ملاک به جای آزمایش BET استفاده کرد. و یا برای سنجش استحکام ماده ساخته شده گاهی تنها کافیست تا ببینیم که با چه فشاری بین دو انگشت خرد می شود چنانکه قدیم تر ها رسم بود تا برای سنجش سکه طلا آن را لابلای دو دندان چک کنند!

سیدشبیر موسوی

دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش کاتالیست دانشگاه تهران