با ورود کامپوزیت‌ها به دنیای صنعت، چه تحولی در زندگی روزمره انسان‌ها به وجود آمده است؟

امروزه کامپوزیت‌ها به سه دسته اصلی پلیمری، فلزی و سرامیکی تقسیم‌بندی می‌شود. کامپوزیت‌های پلیمری که بیش از دو دسته دیگر در بازار کاربرد دارد، از الیاف و پلاستیک ترکیب شده‌ است. پلاستیک ماده بسیار سبکی است که زنگ نمی‌زند و براحتی شکل و فرم می‌گیرد، اما ضعیف و مستحکم نبودن آن عمده‌ترین عیب پلاستيك محسوب می‌شود. به همین دلیل هنگامی که با الیاف ترکیب می‌شود، ماده جدید فوق‌العاده مستحکم و سبکی ساخته می‌شود. معمولا دارا بودن همزمان این دو خاصیت در یک ماده کار چندان آسانی نیست، اما در کامپوزیت‌های پلیمری ما شاهد این دو خاصیت در یک ماده ترکیبی هستیم.این نوع کامپوزیت‌ها بیشتر در ساخت هواپیماهای نظامی، غیرنظامی و بدنه هواپیما استفاده می‌شود. پیشگیری از خوردگی نیز از دیگر کاربردهای این مواد است، از اين رو به خاطر خاصیت سبکی و مقاوم بودن درمقابل خوردگی در صنایعی مانند نفت، گاز، پتروشیمی، دریایی، لوله‌ها وسازه‌های زیر آب استفاده زیادی می‌شود. همچنین امروزه از کامپوزیت‌ها در صنایعی مختلف دیگری مانند خودروسازی، ساخت قایق‌ها و پاروهای ورزشی، ساخت موتورسیکلت و دوچرخه، سازه‌های خطرناک بتونی در معرض زلزله و صنایع پزشکی مانند پر کردن دندان، ساخت استخوان و دست و پای مصنوعی، صنایع هوا فضا همچون ساخت بالگرد، هواپیما، موشک و سفینه‌های فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. آماري وجود دارد كه مي‌گويد اگر کشوری به ازاي هر شهروندش به طور متوسط سه کیلوگرم از مواد كامپوزيتي استفاده کند، توسعه‌یافته تلقی مي‌شود. هم‌اکنون کشورهای آمریکا، آلمان، انگلستان و ژاپن پیشرو این فناوری محسوب می‌شوند. به عنوان مثال میزان مصرف این مواد در کشور ژاپن پنج کیلوگرم در سال به ازاي هر ژاپني است.

میزان مصرف این مواد در ایران نیز در 16 ـ 15 سال اخیر بسیار ناچیز و حدود 200 گرم (2/0 کیلوگرم) بود و فاصله بسیار زیادی با کشورهای پیشرو داشت، اما خوشبختانه با ایجاد موسسه کامپوزیت ایران توسط دفتر همکاری فناوری ریاست‌جمهوری در دانشگاه علم و صنعت و ایجاد انجمن صنایع کامپوزیت و انجمن کامپوزیت ایران و فعالیت نزدیک و موازی این دو انجمن و همچنین تشکیل و پایه‌گذاری کانون مواد محصولات کامپوزیت در دانشگاه علم و صنعت، فعالیت‌های جدی برای توسعه این فناوری در کشور نیز انجام شد، به طوری که میزان مصرف آن طی سال‌های اخیر از 200 گرم به 2/1 کیلوگرم افزایش یافته و اینک کشور ما نیز همتراز با کشورهای سنگاپور، مالزی و ترکیه است. بعضی از محصولات تولید شده شرکت‌های داخلی ما نیز در بازار بین‌المللی به سایر کشورها صادر می‌شود، از این‌رو رقابت جدی و تنگاتنگی با ديگر کشورها در این خصوص داریم.

خوشبختانه ما نفت داریم و از آنجا که پایه اصلی تولید رزین‌ها (همان پلاستیک) نفت است، صنعت پتروشیمی می‌تواند ماده نفت خام را به پلیمر تبدیل کند. در حال حاضر یک بشکه نفت 160 لیتری کشورمان در بازار بین‌المللی حدود صد دلار فروخته مي‌شود، در حالی که یک لیتر اپوکسی به قیمت 25 دلار وارد می‌شود. ما اگر بتوانیم رزین‌های مختلف پلیمری مانند پلی‌استر و اپوکسی را در داخل کشورمان تولید، استفاده و صادر کنیم و همچنین مصرف سوخت خودروها را کاهش دهیم، دیگر نیازی به فروش نفت خام نخواهیم داشت. بازار دنیا نیز نیازمند به تولید این نوع ماده است، به همین دلیل خریدار خوبی هم خواهیم داشت. طی چند سال اخیر در زمینه تولید و صادرات رزین‌های پلی‌استر به دنیا پیشرفت خوبی داشته‌ایم، اما مساله مهمی که باید به آن توجه بیشتری کنیم، مساله پیشگیری از ضایعات خوردگی است. متاسفانه طبق اعلام انجمن‌ خوردگی، ما سالانه آمار سنگینی از ضایعات خوردگی در صنعت دریایی، نفت، پتروشیمی و گاز به دلیل محیط خورندگی‌شان داریم که باید برای این مساله چاره‌ای اساسی اندیشید.

هر صنعتی که ایجاد می‌شود، یکسری ضایعات هم به همراه خواهد داشت. در مجموع ما هیچ صنعتی را نمی‌توانیم پیدا کنیم که اصلا ضایعاتی نداشته باشد. به عنوان مثال، دستیابی به صنعت خودروسازی همراه با آلودگی محیط‌زیست است، به همین دلیل هنگام دستیابی به فناوری باید ضمن مواظبت از ضایعات، اصول ایمنی و بهداشتی آن را نیز رعایت کنیم.مثلا همان طور که کارگران یک کارخانه سیمان باید مواظب خود باشند تا دچار مشکلات ریوی نشوند، کارگران کارخانه‌های سازنده مواد کامپوزیت نیز باید مراقب خود باشند و اصول ایمنی و بهداشتی را رعایت کنند. این کارگران باید با نحوه استفاده از این مواد آشنا باشند، یعنی باید بدانند رزین زمانی که در حالت شیمیایی است، چگونه با آن برخورد کنند. زمانی که عملیات ساخت قطعه ساخته شده (مانند لوله آب) به اتمام برسد، دیگر ضایعه‌ای نخواهد داشت؛ زیرا بر اثر حرارت و پخته شدن این مواد از حالت مايع يا گاز خارج شده و به حالت جامد درمی‌آید. از این مرحله به بعد این مواد کاملا زیست سازگار می‌شود و در دسترس مردم قرار می‌گیرد.همچنین این مواد بسیار پایدار است، به عنوان مثال اگر سپر کامپوزیتی خودرویی در طبیعت به حال خود رها شود، می‌تواند به مدت 200 تا300 سال بماند و زنگ نزند، بنابراین می‌توان گفت این مواد آلوده‌کننده محیط‌زیست نیست و تنها اشغال‌کننده حجمی از سطح زمین است. به همین دلیل، طی تحقیقات فراوان محققان داخلی و خارجی چند روش متفاوت پایدارکننده به کار برده شده است تا بار دیگر این مواد به چرخه بازیافت وارد شود و مجدد مورد استفاده و بهره‌برداری قرار گیرند.به عنوان مثال ما در موسسه کامپوزیت ایران در حال بررسی این مساله هستیم که چگونه بتوانیم از این مواد برای تقویت بتون استفاده کنیم یا این‌که چطور الیاف و رزین را از یکدیگر جدا کنیم و بار دیگر الیاف را مورد بهره‌برداری قرار دهیم یا این‌که چگونه بتوانیم از پودرهای این کامپوزیت‌ها چسب بسازیم. همچنین هر صنعت، استاندارد خاص خود را دارد و هر صنعتگری موظف به اجرای آن است. این استانداردها سال‌هاست که از سوی سازمان بین‌المللی آمریکا تدوین شده است. مثلا برای ساخت مخزن نگهدارنده کارخانه تولید شیر باید از رزین و مواد کامپوزیتی خاص خود استفاده کنیم که دارای تائید FDA است. ما در گذشته برای تصفیه‌خانه آب تهران از بتون‌های سرطان‌زای آزبست استفاده می‌کردیم در حالی که ‌اکنون با به‌کارگیری این فناوری از مواد کامپوزیتی زیست سازگار که مورد تائید این سازمان است، استفاده می‌کنیم.

ما زمانی که اولین بار این کنفرانس را برگزار می‌کردیم، انتظار نداشتیم با حجم وسیعی از مقالات مواجه شویم. ارسال بیش از 200 مقاله از سوی دانشجویان و محققان داخلی و همچنین دانشجویان ایرانی مقیم خارج از کشور و استادان صاحب نام این عرصه در زمینه کامپوزیت پلیمر، مکانیک و سایر کامپوزیت‌ها مانند شکست، خزش یا خوردگی در اولین سال برگزاری این کنفرانس نشان از آن داشت که محققان ما بسیار جدی به این موضوع اندیشیده‌اند. ارائه مقالات نانو کامپوزیت امسال نیز حکایت از آن دارد که حوزه کامپوزیت به فناوری نانو نیز سرایت کرده است و دانشمندان ما در این عرصه نیز دستاوردهای زیادی را کسب کرده‌اند.شاید بتوان گفت یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای برگزاری چنین کنفرانس‌هایی، چاپ نتایج کارهای آزمایشی، تحقیقی، مدلسازی و مقالات منتخب در مجلات بین‌المللی ISI است که نشان می‌دهد کارهای تحقیقاتی ما در سطح بین‌المللی از ارزش بالایی برخوردار است. ما به چاپ این مقالات در ISI بسنده نکردیم و بسیاری از این محصولات ضمن ورود به حوزه صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، مقاوم‌سازی سازه‌های بتونی، دریایی و خودروسازی از سوی شرکت‌های دانش بنیان به سایر کشورها نیز صادر می‌شود. تحقق چنین موضوعي می‌تواند نقطه عطفی برای گسترش رشد و تعالی کشور محسوب شود.