از حنا تا نانو؛ روایت استاد مدعو از پژوهش برای آب ایران
میز خبری معاونت پژوهش و فناوری دانشگاه تهران:
دکتر فرزین صفاری، دانش‌آموخته دکتری مهندسی محیط زیست و فناوری انرژی‌های نوین از دانشگاه Tsinghua چین، به عنوان استاد مدعو در دانشگاه تهران فعالیت داشته است. وی پیش از آن، کارشناسی ارشد را در همین رشته از دانشگاه Istanbul Technical University ترکیه و کارشناسی را در رشته مهندسی شیمی از دانشگاه صنعت نفت ایران گرفته است. همچنین، پیش از حضور در دانشگاه تهران، در دانشگاه KU Leuven بلژیک به عنوان پژوهشگر پسادکتری فعالیت می‌کرده است. حوزه تخصصی و پژوهشی وی، طراحی مواد پیشرفته و توسعه فناوری‌های جداسازی در زمینه‌های نمک‌زدایی و شیرین‌سازی آب، استحصال منابع، تصفیه آب‑فاضلاب و بازیافت آب است.
فعالیت‌ها و دستاوردها
در این بازه، بنده با حمایت پلتفرم Connect و به میزبانی جناب آقای دکتر محمدحسین صراف زاده، عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی شیمی دانشکدگان فنی، فعالیت‌هایی شامل امور آموزشی، پژوهشی و اجرایی را بر عهده داشتم: تدریس درس «مهندسی محیط زیست پیشرفته» در مقطع تحصیلات تکمیلی، مسئولیت آزمایشگاه بازیافت آب، مشاوره پایان‌نامه‌های دانشجویان تحصیلات تکمیلی، همکاری اصلی در تدوین پروپوزال‌ها و طرح‌های پژوهشی و صنعتی، سرپرستی اردوهای علمی از جمله بازدید دانشجویان از یکی از تصفیه‌خانه‌های آب کشور، و انجام پروژه‌های مشترک علمی با همکاری سایر گروه‌ها در ایران و سایر کشورها.
تا کنون دو مقاله در مجلات Environmental Science: Water Research & Technology و ACS Electrochemistry انتشار یافته است. همچنین در این مدت افتخار داشتم به «فلوشیپ دانشمند جوان» بنیاد علم و فناوری مصطفی (ص) و COMSTECH انتخاب شوم.
یافته‌های علمی جدید
در پژوهش مشترک با گروه‌های همکار چینی در دانشگاه Tsinghua و دانشگاه سرامیک Jingdezhen، با انجام آنالیز چندبعدی بر ساختار پیچیده الکترودهای به‌کاررفته در سیستم‌های یون‌زدایی خازنی آب، موفق به شناسایی یک پارامتر ساختاری جدید به نام «انحنای سطح منافذ» در ابعاد آنگستروم و زیرنانومتر شدیم که تأثیر چشمگیری بر میزان حذف یون و نمک‌زدایی در مقیاس واقعی و سیستمی دارد. نخست با استفاده از شبیه‌سازی‌های اتمی و مولکولی دریافتیم این پارامتر چگونه مکانیزم‌های انتقال جرم را در فضاهای بسته با ابعاد زیرنانومتری دستخوش تغییر می‌کند. سپس، با توسعه مدل‌های هوش مصنوعی تفسیرپذیر و مبتنی بر داده‌های تجربی و واقعی، توانستیم این یافته را به طور مستدل اثبات کنیم (DOI: 10.1021/acselectrochem.5c00126).
در پژوهش مشترک با گروه‌های همکار در دانشگاه صنعت نفت ایران و دانشگاه RMIT استرالیا، هدف ما اصلاح سطوح غشاهای اسمز معکوس به کار رفته در شیرین‌سازی آب بود تا از گرفتگی بیولوژیکی و تشکیل بیوفیلم جلوگیری شود، آن هم با روشی سبز، کم‌هزینه و دوستدار محیط زیست. رویکرد رایج برای مقابله با این مشکل، اصلاح شیمیایی سطوح غشا با مواد سنتزی پرهزینه و مضر است. اما ما با الهام از دانش سنتی و بومی جامعه خود، از عصاره گیاهانی همچون حنا و وسمه برای اصلاح سطح غشاها بهره گرفتیم. در میان این ترکیبات طبیعی، عصاره حنا بهترین عملکرد را از خود نشان داد و توانست در بلندمدت، ضمن حفظ کارایی غشا در حذف نمک و شار عبوری آب، از رشد بیوفیلم به طور مؤثری جلوگیری کند (DOI: 10.1039/D5EW01127B).
(راست) چکیده گرافیکی تحقیق درباره بررسی سیستم یون زدایی خازنی، (چپ) چکیده گرافیکی تحقیق درباره اصلاح غشای اسمزمعکوس به روش سبز با عصاره گیاهی
انگیزه، فرصت‌ها و راهکارها
انگیزه بنده برای حضور در ایران به عنوان استاد مدعو، بر چهار محور استوار بود: آشنایی با نیازهای فناورانه کشور، شناخت نظام حکمرانی علمی، ارتباط مستمر با نسل جوان، و تیم‌سازی با جامعه علمی ایران. از آغاز، محور اصلی تمام پژوهش‌هایم «نکسوس آب و منابع» بوده است؛ چرا که آب برای ایران با تنش آبی بالا، اهمیتی حیاتی دارد.
در طول این دوره، با دو سازوکار ارزشمند آشنا شدم: برنامه جایگزین خدمت سربازی در شرکت‌های دانش‌بنیان و شبکه آزمایشگاهی لبزنت که با یارانه، دسترسی به تجهیزات را در سراسر کشور می‌دهد. شخصاً از این سامانه به اغلب تجهیزات دسترسی یافتم، هرچند در آنالیز XPS و زتا پتانسیل با محدودیت مواجه شدم.
در فضای آموزشی، کلید اصلی تنوع‌بخشی به قالب‌های تحصیلی است: ایجاد «دکترای کاربردی حین کار» (Work-integrated PhD) برای شاغلان (فارغ‌التحصیلان آن نمی‌توانند عضو هیأت علمی شوند)، «دکترای صنعتی تمام‌وقت»، «دکترای مستقیم از کارشناسی» برای استعدادهای برتر، «شبکه‌های دکترای مشترک» میان چند دانشگاه و صنعت، تشکیل خوشه‌های موضوع‌محور مانند «مدیریت منابع آب»، و جایگزینی واحدهای غیرکاربردی با «آموزش مبتنی بر چالش».
فرصت‌های تحقیقاتی و مسئولیت اجتماعی
محدودیت‌ها می‌توانند واقعی و ملموس باشند ولی اگر درست دیده شوند، محرک قدرتمندی برای نوآوری و شکوفایی هستند. به نظر من، تحقیقات در حوزه نکسوس انرژی، محیط زیست و غذا در حال حاضر یک ضرورت استراتژیک و نه صرفاً یک انتخاب علمی به شمار می‌رود که نیازمند راه‌حل‌های میان‌رشته‌ای و چندوجهی هستند. همچنین به عنوان فرصت‌های تحقیقاتی جذاب به صورت موردی می‌توان به اینترنت اشیا صنعتی و فرآیندی، دوقلوی دیجیتال فرآیندی، هیدروژن پاک، جذب کربن و ازدیاد برداشت نفت به روش میکروبیولوژی نام برد.
احساس مسئولیت اجتماعی و میل به اثرگذاری مثبت در جامعه، به باور من، ریشه در سرشت انسان دارد. من به عنوان یک شهروند عادی که فقط در یک موضوع تخصصی، با تمام دشواری‌های راه، وقفه‌ها و حتی شکست‌ها و بن‌بست‌های مسیر فعالیتی متمرکز داشته‌ام، به سهم خویش می‌کوشم تا با شناختی عمیق‌تر از خود و نیازهای واقعی محیط پیرامون، در نقطه‌ای از زیست‌بوم تخصصی‌ام بایستم، فرصتی بیابم یا خود دست به خلق آن بزنم؛ فرصتی که تأثیرش برای ساختن حال و آینده این سرزمین، ملموس‌ترین و ماندگارترین باشد.
شرکت پارس مدیکیو و بنیاد فرهنگی مصلی نژاد، حامی میز خبری معاونت پژوهش و فناوری دانشگاه تهران
نظر شما :