سید نظام الدین اشرفی زاده

پژوهشهای علمی، که بخش عمده ای از فعالیتهای دانشگاهها و پژوهشگاههای کشور را طی دو دهه اخیر به خود اختصاص داده است، بدون شک یکی از مؤلفه های قطعی توسعه و پیشرفت کشور قلمداد می شود. تأکید رهبران سیاسی و نخبگان علمی کشور بر نیاز جدی به توسعه هرچه بیشتر علم و فنّاوری گواهی بر مدعای فوق است. از طرفی، بروز ضعفها و کاستیها، چه در برنامه ریزی و چه در اجرای هدفمند پژوهشهای علمی، موجب سردرگمی نهادهای دست اندرکار شده و چشم انداز آتی پیشرفت علمی کشور را با شک و تردید جدی مواجه ساخته است. نبود سازکار مناسب برای تجاری سازی محصولات پژوهشی، و در یک کلام، پای کار نبودن مشتریان نیازمند، مشکلات عدیده ای برای استمرار اجرای موفق پژوهشهای علمی رقم زده است. در این نوشته، ضمن انتقاد از صرفاً بیان مشکلات موجود، پیشنهاد شده است تا آحاد جامعه فرهیخته پژوهشی کشور، از طریق تبادل نظر و همفکری، مساعی خویش را در ترسیم نقشه راهی برای اجرای هدفمند پژوهش علمی طی دهه اخیر به کار بندند. در همین راستا، سعی شده است تا به کمک آمار و مستندات موجود، و از طریق تحلیل روند پژوهش طی چند دهه گذشته، الگویی اگرچه ناقص و ابتدایی برای دهه جاری ارائه شود. به گمان نوشته حاضر، ساماندهی امر پژوهش، منوط به اجرای دو گروه از پیشنهادهای مفیدی است که باید به تفکیک بخش دانشگاهی و بخش صنعتی کشور عملیاتی شوند. تدارک سازکار لازم برای «تجاری سازی دستاوردهای پژوهشی» به عنوان اقدام محوری و شاه بیت فعالیت ارکان کشور طی دهه جاری برای برون رفت از مشکلات موجود پیشنهاد شده است.

طی سالهای گذشته در نتیجه هم افزایی پیشرفتهای دانش و فنّاوری، هرروزه جنبه های جدیدی از دانش و فنّاوری، که تا دهه های اخیر مطرح نبوده اند، ظهور کرده اند. ریزسیالش که دانش و فنّاوری کنترل و حرکت حجمهای بسیار اندک سیالات است، نمونه ای از این حوزه های نوظهور است. پیش بینی شده است که با گسترش این حوزه، انقلابی در مهندسی شیمی به وجود آید که نمونه آن با ظهور ریزتراشه ها در صنعت محاسبات و رایانه مشاهده شد. در این پژوهش به معرفی ریزسیالش، کاربردها و چالشهای پیش روی آن و همچنین به ارتباط تنگاتنگ این دانش و فنّاوری میان رشته ای با مهندسی شیمی پرداخته شده است. علاوه براین، گزارشی در مورد فعالیتهای دانشکده ها و مراکز تحقیقاتی دررابطه با این حوزه ارائه شده است. حجم اندک فعالیتهای علمی و پژوهشی انجام شده در ایران در مقایسه با کشورهای پیشرفته صنعتی نشان می دهد که جامعه مهندسی شیمی ایران، تقریباً با این حوزه جدید بیگانه است. در جامعه علمی پژوهشی مهندسی شیمی ایران به جز گروه فرایندهای جداسازی دانشگاه علم وصنعت ایران، که به تحقیق و پژوهش در این زمینه پرداخته است، فعالیت چندانی گزارش نشده است. این در حالی است که در دانشکده های معتبر مهندسی شیمی دنیا مراکز تحقیقاتی یا آزمایشگاههای متعدد ریزسیالش تأسیس شده و حتی درسهای مرتبط با این حوزه در برنامه آموزشی دانشجویان گنجانده شده است. این پژوهش پیشنهاد می کند که به منظور حرکت هماهنگ با جریان علمی روز دنیا، دانشکده ها و مراکز تحقیقاتی مهندسی شیمی بخشی از فعالیتهای آموزشی و پژوهشی خود را به این حوزه آینده دار اختصاص دهند تا با تربیت مهندسان و پژوهشگرانی آگاه به مسائل مطرح علمی روز، شکاف صنعتی و علمی موجود بین ایران و کشورهای پیشرفته صنعتی از این حیث عمیق تر نشود.

پیشرفت زیست شناسی شاخه های جدیدی مانند «مهندسی زیست پزشکی» و «زیست فناوری» را در عرصه مهندسی به وجود آورده است. توسعه شاخه های مذکور که همگی میان رشته ای هستند، در گرو فعالیتهای مهندسان شیمی آشنا با علم زیست شناسی است. لزوم فعالیت مهندسان شیمی در حوزه های مهندسی مرتبط با زیست شناسی؛ و اجتناب ناپذیربودن استفاده از ابزار زیست شناسی در مواجهه با چالشهای زیست محیطی، اقتصادی و صنعتیِ پیش روی مهندسان شیمی نشان می دهد که در عصر جدید، آشنایی با شیمی به تنهایی، پاسخگوی نیازهای مهندسان شیمی و صنعت نیست، و علم زیست شناسی باید در کنار علم شیمی به عنوان یکی از ارکان اصلی ساختار آموزش مهندسی شیمی مدرن در نظر گرفته شود. برخلاف کشورهای پیشرفته، که این مهم را در ساختار نظام آموزشی مهندسی شیمی اعمال می کنند و حتی عنوان این رشته را به «مهندسی شیمی و زیست شناسی» و نظایر آن تغییر داده اند، در ایران به جز تعداد محدودی، که در مقاطع تحصیلات تکمیلی در گرایش خاصی از حوزه مذکور تحصیل کرده اند، مهندسان شیمی از دانش زیست شناسی برای مواجهه با چالشهای جدید بی بهره اند. این پژوهش با هدف آگاهی رسانی درباره ضرورت گذار از «مهندسی شیمی» به «مهندسی شیمی و زیست شناسی»، که متخصصان آن مهندسان شیمی آشنا با زیست شناسی هستند، انجام شده و در این راستا به بررسیِ کلیات برنامه آموزشی رشته «مهندسی شیمی و زیست شناسی» و مباحث روز آن پرداخته و پیشنهاد می کند که با به روزرسانی برنامه درسی مهندسی شیمی، و یا تأسیس چنین رشته هایی، زمینه فعالیت در حوزه های جدید مهندسی و همچنین مواجهه هرچه مؤثرتر با چالشهای روز فراهم شود.

در ادامه بخش پیشین که درباره هم پوشانی حوزه های زیست شناسی و مهندسی شیمی بحث و بررسی شد و از ضرورت تربیت مهندسان شیمی آشنا با زیست شناسی یا «مهندسان شیمی و زیست شناسی» سخن به میان رفت، در این نوشته به بررسی شرایط تحصیل، برنامه های آموزشی، دانشگاه های پیشرو، روند تولید علم، و موقعیت صنعتی رشته «مهندسی شیمی و زیست شناسی» پرداخته شده است. در این پژوهش از گرایش دانشکده های مهندسی شیمی آمریکا به رشته مذکور گفته شده است. همچنین، گزارشی درباره روند روبه رشد چاپ مقالات و همچنین تعداد همایش های مرتبط با این رشته (که نشان از کاربردی بودن «مهندسی شیمی و زیست شناسی» دارد) ارائه شده است. گفته شد که در کشورهای پیشرفته، توسعه حوزه های مهندسی مرتبط با زیست شناسی، و تمسک صنایع مختلف به زیست شناسی برای مواجهه با چالش های روز، موجب شده است که بازار کار به مهندس «شیمی و زیست شناسی» نیازمند باشد و سرمایه گذاری های کلانی در زمینه صنایع مرتبط با مهندسی «شیمی و زیست شناسی» صورت پذیرد. همچنین درخصوص بیگانه بودن مهندسان شیمی ایرانی، به جز عده اندکی، که در مقطع تحصیلات تکمیلی در گرایشهای مرتبط با زیست شناسی ادامه تحصیل می دهند، بحث شده است. این پژوهش پیشنهاد می کند که باتوجه به فراگیرشدن موج توسعه زیست شناسی و حوزه های مهندسی مرتبط با آن، و نیز باتوجه به چالش های زیست محیطی، صنعتی و اقتصادی؛ اصلاح نظام آموزش مهندسی شیمی و پرورش مهندسان شیمی آشنا با زیست شناسی در برنامه کاری مسئولان امر قرار گیرد.

 در این مقاله مروری، پس از بررسی اجمالی تاریخچه مهندسی شیمی در جهان و ایران، انتشارات مرتبط با مهندسی شیمی در فصلنامه آموزش مهندسی ایران طی بیست وپنج سال اخیر مرور شده است. در بخش آموزش، به معرفی رویکردهای نوین آموزش در مهندسی شیمی شامل آموزش از راه دور، آموزش مبتنی بر بازی، و واقعیت مجازی پرداخته شده است.آخرین جهت گیری های تحقیقاتی مهندسی شیمی شامل بسپارهای پاسخگو به محرک، تحویل دارو، درمان سرطان، فیلم های بسته بندی فعال ضدمیکروبی، کاربردهای بسته بندی فعال برای مواد غذایی، منسوجات بر پایه نانوالیاف الکتروریسی شده، کاربردهای ترمیم زخم، فناوری های پیشرفته تصفیه آب و پساب، کاربردهای نانومواد و یون های فلزی، انرژی های سبز و تجدیدپذیر و کاربردهای یادگیری ماشین و هوش مصنوعی در مهندسی شیمی بررسی شده است. سپس با رویکرد آینده نگری، تحولات اخیر در جهان نظیر چالش های محیط زیستی، محدودیت منابع و مواد اولیه و نیز دسترسی به انرژی و ملاحظات توسعه پایدار، زمینه های نوین مهندسی شیمی و آینده این رشته با تأکید بر آموزش مهندسی شیمی مورد بررسی قرار گرفته است. با گسترش بسیاری از زمینه های بین رشته ای، نظیر انرژی های نو و کربن زدایی از سیستم های انرژی و همچنین حوزه های آب، غذا، هوا، بهداشت و امور پزشکی، پیش بینی می شود تحولات شگرفی در آموزش این رشته مهندسی رخ دهد.