دانشمندان ایرانی در زمینه های نظری و محاسباتی خیلی موفق بوده اند

آقای دکتر چهره شما برای تماشاگران شبکه چهار خیلی آشناست. ما در برنامه گنج دوران درباره زندگینامه شما خیلی شنیدیم. راجع به دورانی که در کمبریج بودید، تحصیلاتتان در حوزه های مختلف و البته امروز که استاد نانو زیست فناوری هستید . آقای دکتر دقیقا چه کار می کنید؟

رشته های مختلفی را در فیزیک کار کرده ام. تحصیلاتم در دوره دکترا در فیزیک ذرات بنیادی بوده، ولی در پنج رشته فیزیک فعالیت کردم و مقاله دارم و خیلی مشغول بودم.

بیش از صد مقاله

صد و خرده ای مقاله دارم و کتاب هایی دارم که چاپ خارج از کشور است. یکی از آنها را در ایران نوشته ام که چاپ انتشارات دانشگاه کمبریج است. همین پنج سال پیش در رشته خیلی جدیدی از حوزه نانو، اولین کتابی بود که به چاپ می رسید و خوشبختانه از درون کشور من این را به چاپ رساندم.

الان فعالیتم در مرز علوم فیزیکی وعلوم زیستی است، در مقیاس نانو که می توانم بیشتر برای شما توضیح دهم.

 مقیاس نانو یک مقیاس بسیار جالب است. شما اگر یک متر را در نظر بگیرید که در زندگی روزمره با آن آشنا هستید، این را اگر به صد قسمت تقسیم کنید به سانتیمتر می رسید، با این هم آشنا هستید، اگر به هزار قسمت تقسیم کنید، به میلیمتر می رسید که تقریبا در زندگی روزمره شاید بعضی مواقع از آن استفاده کنید. اگر یک میلیون بار این را کوتاه کنید یا تقسیم کنید به میکرون می رسید که مهندسان با آن سر و کار دارند. شما در زندگی معمولی با این مقیاس سر و کار ندارید.اگر این را یک میلیارد تقسیم کنید به مقیاس نانو می رسید. این است که در زندگی معمولی مقیاسی کاملا غیرمتعارف است. ولی مقیاسی بسیار بسیار اساسی است، چون ماده فیزیکی مثل همین ماده ای که این میز از آن تشکیل شده، ماده زیستی و ماده هوشمند در این مقیاس شکل می گیرند، یعنی اتم های مختلف در کنارهم قرار می گیرند چیزی به نام نانوساختار به وجود می آورند که اندازه اش الان بین یک تا صد نانومتر متعارف است.

با نانو ساختارها شما ساختارهای بزرگتری را به وجود می آورید نهایتا در سیستم های زیستی، بافت به وجود می آید و از بافت ها ارگان هایی مثل قلب و مغز به وجود می آید و ما جلو می رویم. این است که مقیاس نانو در حقیقت سنگ بنای ماده زیستی و ماده هوشمند و ماده ای است که صنعت با آن کار می کند. این مقیاس فضایی بود که برای شما گفتم. یک میلیاردم یک متر. ساختارهایی که در این مقیاس قرار دارند بسیار سریع عمل می کنند، یعنی با زمان معمولی قابل اندازه گیری نیستند، یعنی با ساعت معمولی، چون شما یک مولکول آب را در نظر بگیرید H2O به صورت علامت هشت ایرانی است. دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن دارد. این اتم ها ارتعاش می کنند،  ارتعاششان در زمان های بسیار بسیار کوچکی انجام می شود. در زمان هایی که ما می گوییم فنتو ثانیه و در آن زمان است که شما می توانید خواص اینها را مورد مشاهده و مطالعه قرار دهید.

پس مقیاس نانو یک مقیاس کاملا غیر متعارف است، ولی فعالیت های اساسی در طبیعت در سیستم های زیستی و غیره در این مقیاس انجام می گیرند.

 شما اگر بخواهید فعالیت یک سلول را در داخل بدن انسان، هر نوع سلولی را مورد مطالعه قرار دهید، می توانید فقط آن را به عنوان یک ساختار در نظر بگیرید ولی اگر ریزتر برخورد کنید، به داخل سلول بروید و ساختارهای داخلش را مورد مطالعه قرار دهید، باید در مقیاس نانو قرار بگیرید، چون یکسری از پدیده ها هستند که فقط در این مقیاس خودشان را بروز می دهند، در مقیاس های دیگر خودشان را بروز نمی دهند.

مثلا DNA دراین مقیاس قرار می گیرد یا کوچکتر از آن؟

یکی از خواصی که در سیستم های زیستی است یا یکی از موادی که هست پروتئین است.DNA شما پروتئین را سنتز می کند و اگر درست سنتز نکند، پروتئینی که مثلا برای سلول چشم شما باید سنتز شود، اگر درست سنتز نشود، این باعث می شود که سلول چشم شما خدای ناکرده دچار تخریب شود و شما احیانا دچار سرطان بشوید. خب این پروتئین وقتی سنتز می شود به صورت یک زنجیره است، مثل طناب است، باید این پروتئین خودش را تا کند، فولد شود، این فولدی در مقیاس نانو انجام می گیرد. یعنی از نظر زمانی و از نظر فضایی. اگر فولدینگ درست انجام نگیرد، باعث می شود این سلولی که این پروتئین را به عنوان تغذیه خودش دریافت می کند، سیگنالی که به بیرون می فرستد، به سلول دیگر می فرستد این سیگنال ناقص باشد و چون ارتباطات ناقص است مثل دو نفر که دارند با دو تا تلفن کار می کنند و این تلفنشان درست نیست، سیگنال هایی که به همدیگر می دهند ناقص است، پیام رسانی آن هم ناقص می شود. وقتی پیام رسانی در مقیاس تلفن باشد شما نهایتا می گویید دارد خش خش می کند قطع می کنید. ولی اگر در مقیاس سلول ها باشد، یک سلولی که پیام نادرست به سلول دیگر می دهد، باعث می شود آن سلول تقسیم پذیری اش دچار اختلال شود. اگر دچار اختلال شود به جای اینکه یک سلول مادر در اصطلاح فیزیولوژی به دو تا سلول دختر یا بچه تبدیل شود به چندین سلول و این چون جا برایش نیست، تومور به وجود می آید و از همین جا شما می توانید مشکل بیماری سرطان یا بیماری های دیگر را بازگشایی کنید. این است که در مقیاس نانو شما به کُنه مسئله می روید، می بینید که چه اتفاقاتی دارد می افتد و چطوری می شود این اتفاقات را احیانا کور کرد و مهار کرد.

همه آنچه که داریم صحبت می کنیم طبیعتا مشاهدات در آن حاکم است است، یعنی همین تا خوردن پروتئین به عنوان ماده غذایی

قبل از اینکه ابزار نانو به وجود بیاید در سالهای 80 میلادی، بیشتر کارهایی که انجام می گرفت نتایج را می دیدند. مثلا شما در رشته ذرات بنیادی که اخیرا گفتند ذره خدا را پیدا کردند، خود Higgs boson را ندیدند، شواهدش را دیدند، از روی شواهد گفتند حتما باید این ذره وجود داشته باشد. تا قبل از اینکه این دستگاه ها به وجود بیاید ما از روی اثرات انگشت این کار را مشاهده می کردیم.

سرنخ ها را می گرفتیم.

سرنخ ها را می گرفتیم. الان با بودن میکروسکوپ های بسیار بسیار قوی که میکروسکوپ های نوری نیستند.

الکترونیکی هستند؟

بله،  اس پی ام و اس تی ام و غیره شما می دانید بروید در مقایس های اتمی و مولکولی واقعا این ساختارها را مشاهده کنید. به علاوه کاری که خود ما می کنیم مدل سازی و شبیه سازی بسیار پیشرفته را انجام می دهیم، خواص را پیش بینی می کنیم به آزمایشگر می گوییم در آزمایشگاه دنبال چه چیزی بگردد.

برای اولین بار در تاریخ علم، این تئوریسن ها و مدل سازها هستند که به آزمایشگر می گویند دنبال چه چیز بگردید، چون ممکن است نتواند مشاهده کند. ولی ابزارهایی که الان در مقیاس نانو موجود است بسیار پیشرفته است. شما می توانید ساختارهایی را به وجود بیاورید که در طبیعت موجود نیست و این ساختارها به سفارش شما به وجود می آید.

ما الان همچنین آزمایشگاه هایی، همچنین دستگاه های اُپتیکی داریم که بتوانند رصد کنند یا شما مشاهده کنید؟

دستگاه های مایکروسکوپ یا میکروسکوپ هایی که به آنها تونلی روبشی می گویند مثل اس تی ام و غیره در کشور موجود است. اینها در مقیاس های آزمایشگاهی و دانشگاهی به کار می رود، کاراکتریزه کردن مواد مثلا شما یک ماده ای را می بینید می خواهید ببینید آیا نیمه رساناست یا رساناست، ولی آن چیزی که واقعا الان انقلاب به وجود آورده حضور نانو در سیستم های زیستی است.

 حدود صد تریلیون سلول در داخل بدن شما هست. یعنی اگر تریلیون را هزار میلیارد بگیریم، صد میلیارد سلول های مختلف در داخل بدن شماست.در داخل هر کدام از سلول ها ده ها ماشین مقیاس نانو موجود هستند وهر کدام مثل ساعت کار می کنند و البته چهار میلیارد سال طول کشیده این ماشین ها به وجود بیاید. ما داریم این رفتار را مطالعه می کنیم که بتوانیم شبیه آن را در ساختارهای مصنوعی به وجود بیاوریم. مثلا در آینده بتوانیم سلول های مغزی مصنوعی را خودمان سنتز کنیم، جانشین کنیم با سلول هایی که احیانا در اثر بیماری آلزایمر یا پارکینسون تخریب شده اند و این سلول ها را جانشین کنیم. الان کارهای بسیار زیادی در خارج از کشور دارد انجام می گیرد شبکیه مصنوعی دارند درست می کنند. حتی دارند بخش هایی از مغز را که برای حافظه فعالیت می کند یا احیانا تخریب شده، این بخش ها را با ساختارهایی که ما از روی سیستم زیستی یاد گرفته ایم، عملکردشان و در اصطلاح ما فیزیولوژی شان را یاد  گرفتیم، اینها را جانشین کنیم.

نانو به ما این اجازه را می دهد که اتم به اتم و مولکول به مولکول این ساختارها را به وجود آوریم و کنترل داشته باشیم، البته این جنبه مثبت نانو است. جنبه منفی آن است که شما ذراتی به وجود آورید که از کنترل خارج شوند، مثلا من برای شما یک مثال بزنم. ماده آزبستوز را حتما شما شنیدید در بسیاری از بیلدینگ ها 50 سال پیش به کار می بردند. بیشتر پشت شوفاژ و غیره برای ایزوله کردن به کار می بردند . بعد فهمیدند ماده استستوس (که اصولا پودر است) بسیار خطرناک است که تعداد زیادی افراد در آمریکا و اروپا و کشورهای مختلف در اثر تماس با آن فوت کردند. استستوس از دو نوع تشکیل می شود یک نوع آن ورقه ای است، یک نوع ورقه ای نیست. نوع ورقه ای خطرناک است. یعنی در حقیقت سرطانزاست. نوع غیر ورقه ای آن این طورنیست. پس بنابراین یک ساختاری صرفا به خاطر اینکه هندسه اش فرق می کند، یعنی ساختار اتمی رابطه اتم ها فرق می کنند، می تواند کاملا بی خطر باشد یا بسیار باخطر باشد، پس بنابراین ما می توانیم ساختار ماده را کنترل کنیم از حالت سمی بیرون آوریم.

یک مثال دیگر برای شما بزنم، ویروس چیز بسیار بدی است، ولی یک خاصیت دارد و آن خاصیت تکثیرپذیری اش است. الان ویروس از یک دانه جلد تشکیل شده و در داخلش یک ژن است، وقتی وارد بدن شما می شود در حقیقت آن ژن توسعه پیدا می کند و شما را اذیت می کند. ممکن است ویروس سرماخوردگی باشد، اگر ما بتوانیم آن ژن را خاموش کنیم، به جای آن ژن مواد ضد سرطانی قرار دهیم، از پوسته ویروس می توانید برای تکثیر دارو استفاده کنید.

و میتواند به دارو تبدیل می شود

بله شما یک چیز را، مثلا تهدید را به یک فرصت در اصطلاح سیاسیون تبدیل کردید.

آقای دکتر اصلی ترین هدفی که در این فصل از برنامه چرخ دنبال میشود این است که ببینیم زندگی یک دانشمند در طی یک روز چطور می گذرد . می دانیم که بخشی از فعالیت شما کار تدریس و آموزش و بخش دیگر پژوهش است. یک دانشمند در حوزه کار شما چه کار می کند؟

بستگی دارد. من مدیر گروه هستم در دانشگاه باید یک مقدار کارهای اجرایی و کارهای بروکراسی انجام دهم. تدریسم خیلی کم است، نمی خواهم بگویم خوشبختانه، چون من علاقه دارم با دانشجویان تعامل داشته باشم، تقریبا عمده کار من در عرض 40سال گذشته پژوهش بوده، الان هم حدود 18 ساعت در روز فعالیت می کنم. ممکن است شما این را باور نکنید، مقدار خوابی که من دارم از مقدار خوابی که یک پرنده دارد کمتر است، یعنی اگر نسبت اندازه را در نظر بگیریم. کسانی هستند که واقعا به تدریس در دانشگاه ها علاقه دارند، صرفا به تدریس می پردازند. در کشور ما پژوهش هنوز تبدیل به فرهنگ عمومی نشده است.  از این 24 هزار مقاله ای که در سال چاپ می شود. 4 هزار نفر این مقالات را چاپ می کنند. در صورتی که ما حدود 50هزار نفر هیات علمی داریم، پس بنابراین پژوهش در کشور ما هنوز به ایدئولوژی غالب تبدیل نشده، هر چند نسبت به 20 سال گذشته بسیار پیشرفت کردیم.

 زمانی از دوستان ایرانی می شنیدم(چون آن موقع خارج بودم) که اگر یک مقاله چاپ می کردند سور می دادند، مهمانی می دادند. الان به طور روتین دانشجویان ما در بهترین ژورنال های جهانی مقالات خودشان را چاپ می کنند. این در اصطلاح ما یک جهش کوانتومی است در اتفاقاتی که در صحنه علمی کشور اتفاق افتاده است. البته این را باید بگویم که یک مقداری هم تبلیغات در کنارش و در حاشیه هست، ولی در واقع محور اصلی که تشکیل شده بسیار سالم است و دانشمندان جوان ما در سطح جهانی چه در مقیاس المپیادها چه روابط  دانشگاهی و غیره واقعا درخشیده اند و این خیلی باعث خوشبختی است که با بودن این تحریم ها و این مشکلات و غیره ما توانسته ایم یکسری از قله های دانش را فتح کنیم و واقعا فتح کردیم و این مورد قبول مراکز علمی دنیا هست که دانشمندان ایرانی لااقل در زمینه های نظری و محاسباتی که احتیاج به دستگاه های آن چنانی نیست، خیلی موفق بوده اند.

آقای دکتر خیلی کوتاه بفرمایید شما انگلستان دوران تحصیلاتتان را گذراندید،  آنجا حتی تدریس می کردید.

از خیلی سن پایین به انگلستان رفتم. دیپلمم را خیلی زود گرفتم. لیسانس را چون از بچگی به فیزیک علاقه داشتم، در فیزیک گرفتم. فوق لیسانس را فیزیک هسته ای، دکترای را در فیزیک ذرات بنیادی گرفتم و بعد رفتم در فیزیک ماده چگال که نمی خواهم واردش شوم. نهایتا رفتم در ساختارهای ویژه در فیزیک ماده چگال که همین ساختارهای نانویی باشد و مدتی در دانشگاه آکسفورد بودم و استاد مدعو در ژاپن بودم. ژاپنی ها محاسبات نانو را از دست ما توانستند یاد بگیرند .البته خودشان در کارهای آزمایشگاهی خیلی خوب بودند، ترانزیستورمی ساختند. سال 80 به ایران آمدم، اول در مرکز تحقیقات فیزیک و ریاضی فرمانیه مستقر شدم.

آی پی ام؟

بله، بعد از آن در دانشگاه شهید بهشتی آمدم که استاد آنجا هستم و مرکز تحقیقات نانو فناوری پزشکی را در آنجا ایجاد کردیم و 30 دانشجوی دکترا داریم که حدود 10 نفر آنها فارغ التحصیل شده اند و بسیار بسیار موفق بودیم.

خیلی متشکرم از شما. از اینکه ایران ماندید خوشحال هستید ؟

هیچ کسی نباید از اینکه در کشور خودش باشد خوشحال نباشد ، علیرغم تمام کمبودهایی که موجود است، بالاخره شما هم وطن من هستید و اینجا هم کشور من، هیچ جا بهتر از کشور شما نیست.

 

No tags for this post.