بررسي روند رشد اختراعات در حوزه فناوري نانو
مقدمه
نظر به اهميت اختراعات در توسعه هر فناوري، لزوم بررسي آن به عنوان يک شاخص به شدت احساس مي شود. هر تغييري در تعداد اختراعات هاي ثبت شده منعکس کننده روند توسعه فناوري مي باشد. از اين رو ديتابيسي حاوي 20000 اختراعات ثبت شده در زمينه فناوري نانو گرداوري شد. اطلاعات اين ديتابيس از پايگاه اداره ثبت اختراعات اروپا (http://ep.espacenet.com) استخراج گرديده است.
نتايج و بحث
با توجه به پيشرفتهاي پديد آمده در علوم پايه و به خصوص در مقياس نانو، بسياري از شركتها تصميم گرفتهاند تا به منظور توليد محصولات جديد، بهبود محصولات موجود و يا كارآمدتر كردن فرآيندهاي داخلي خود، روشهايي را بر اساس فناوري نانو توسعه دهند. بنابراين سرمايهگذاري کلاني را به اين حوزه معطوف کرده اند که ماحصل اين سرمايهگذاري ها توليد اختراعات بوده است. در واقع رابطه مستقيمي ميان سرمايهگذاري و توليد اختراعات وجود دارد. در نهايت مي توان هر گونه تغييري در تعداد اختراعات ها را به تغيير ميزان سرمايهگذاري در اين حوزه نسبت داد.
شکل1 سهم کشورهاي مختلف را از اختراعات هاي ثبت شده در حوزه فناوري نانو نشان مي دهد. البته در اين آمار اختراعات مشترک نيز وجود دارد. مطابق شکل آمريکا با 2/44 درصد بيشترين سهم را در ثبت اختراعات ها داراست. ستاد پيشگامي ملي فناوري نانو آمريكا (NNI)[1]، و با اعطاي تسهيلات SBIR[2]، به شركتهاي نوپا در عرصه فناوري نانو، نقش موثري را دارا بوده است. اما دليل اصلي اين حجم عظيم از اختراعات هارا بايد در ميزان سرمايهگذاري اين کشور در حوزه فناوري نانو جستجو کرد. آمريكا همچنان منبع اصلي سرمايهگذاري فناوري نانو در جهان است [1] از كل سرمايهگذاري نانو در سال 2005، 96/3 ميليارد دلار (يعني 41 درصد كل) به آمريكاي شمالي مربوط ميشود كه بيشتر آن يعني 89/3 ميليارد دلار به ايالات متحده اختصاص دارد يعني 3/40 درصد از كل سرمايهگذاري جهان در حوزه فناوري نانو توسط آمريکا صورت گرفته است و از طرفي مطابق شکل 1 بيش از 44 در صد از اختراعاتهاي ثبت شده متعلق به اين کشور است که اين مويد رابطه تنگاتنگ سرمايهگذاري و توليد اختراعات است. علاوه براين قدرتمند بودن قوانين مربوط به حفظ مالکيت فکري در آمريکا نيز موجب تقويت و توسعه فرصت هاي تجاري اين کشور شده و در سايه اين قوانين، ايده ها و انديشه ها به منزله نيروي محرکه موتور پيش برنده اقتصادي در قالب اختراعات ها فرصت رشد و خود نمايي پيدا کرده است.
پس از آمريكا، آسيا با رقم 37/3 ميليارد دلار در رتبة دوم سرمايهگذاري در حوزه فناوري نانو جاي دارد. اين رقم معادل 5/35 درصد از کل سرمايهگذاري فناوري نانو دنيا است. سهم کشورهاي آسيايي از ثبت اختراعاتها 32 درصد مي باشد که اين رقم با ميزان سرمايهگذاري اين کشورها تناسب دارد.
در ميان کشورهاي آسيايي چين با 3/17 بيشترين اختراعات ثبت شده را در حوزه فناوري نانو داراست. حمايت از مراكز عمدة تحقيقاتي (از قبيل مركز ملي تحقيقات مهندسي فناوري نانو شانگهاي) و همچنين حمايت از شركتهاي نوپا (مانند شركت Shenzhen Chengyin Technology سازندة نانوذرات) و در کنار آن بهبود قوانين مربوط مالكيت فكري در افزايش اختراعاتها موثر بوده است . همچنين سياست چيني ها در نزديک کردن فعاليتهاي دانشگاهي و تجاري به هم نيز اين روند را تسريع کرده است.
از بين كشورهاي جهان غير از آمريكا، ژاپن بيشترين منابع دولتي را صرف فناوري نانو ميكند و رشد اين سرمايهگذاري با NNI آمريكا برابري مينمايد (اين روند از سال 2001 شروع شده و همچنان ادامه دارد). اين سرمايهگذاريها در نهايت موجب رشد توليد اختراعات در اين کشور شده است به طوري که ژاپن با جمعيتي کم ( در مقايسه با چين و آمريکا) توانسته با 1/9 درصد سومين توليد کننده اختراعات فناوري نانو در جهان باشد.
كل سرمايهگذاري فناوري نانو در اروپا كمتر از نصف سرمايهگذاري آمريكا و دو سوم سرمايهگذاري کشورهاي آسيايي است. همين مسئله با عث شده است تا در توليد اختراعات، کشورهاي اروپايي در رده پايين تري نسبت به رقباي آمريکا و آسيايي خود باشند. عامل ديگر کاهش توان کشورهاي اروپايي در توليد اختراعات در حوزه نانو به نوع سرمايهگذاري آنها مربوط است. مطابق آمار ارائه شده توسط کميسيون اروپا بيشتر سرمايهگذاري کشورهاي اروپا توسط بخش دولتي انجام گرفته است. با توجه به اين که سرمايهگذاري دولتي بيشتر در حوزه تحقيقات بنيادي است ، از اين نوع سرمايهگذاري کمتر انتظار توليد اختراعات مي رود. اين در حالي است که در آمريکا و آسيا بخش خصوصي سرمايه گذار اصلي در حوزه فناوري نانو است. بالا بودن راندمان در سرمايهگذاري بخش خصوصي باعث گرديده آمريکا و کشورهاي آسيايي در رقابت با همتايان اروپايي خود در توليد اختراعات يک گام جلوتر باشند و کشورهاي اروپايي نتوانند متناسب با سرمايهگذاري خود اختراعات توليد کنند. علاوه براين حوزة تمركز سرمايهگذاريها در اروپا بيشتر متوجه تحقيقات دانشگاهي است و نقش سرمايههاي هدفمندي كه بايد صرف تجاريسازي شود، در اين نقطه نسبت به آسيا و آمريكا كمتر است. در ميان کشورهاي اروپايي آلمان با 9/8 درصد و فرانسه با 7/4 درصد بيشترين سهم را در توليد اختراعات دارند.
آلمان با توجه به در اختيار داشتن حدود 57 مركز دانشگاهي تحقيقاتي فناوري نانو بيشترين ميزان سرمايهگذاري ملي فناوري نانو را در سطح اروپا دارد. علاوه بر اين، بخشي از هزينههاي فناوري نانو آلمان، به حمايت از توسعه اقتصادي شركتهاي نوپا اختصاص دارد. در اين بين سرمايهگذاريهاي آلمان به حدي رسيده كه با سرمايهگذاريهاي NNI آمريكا برابري ميكند. طي اوايل اين دهه، سرمايهگذاريهاي دولت فرانسه در فناوري نانو از رشد ثابتي برخوردار بوده اما تحقيقات فناوري نانو بيشتر جنبه دانشگاهي دارد؛ شركتهاي از كمكها و تسهيلات حمايتي دولت (از قبيل امكان استفاده از OMNT [3] موجود در مركز گرنوبل) بهرهمند ميشوند که اين امر در رشد توليد اختراعات در اين کشور موثر بوده است.
شکل 2 تعداد اختراعات هاي ثبت شده در حوزه فناوري نانو را طي سالهاي2000 تا 2006 نشان ميدهد. همانطور که ملاحظه مي شود طي اين بازه زماني روند ثبت اختراعات سير صعودي داشته است و هنوز در دوران شکوايي است. با توجه به زمان مورد نياز جهت ثبت اختراعات (12 تا 18 ماه)، کمتر بودن تعداد اختراعاتهاي سال 2006 نسبت به 2005 ممکن است واقعي نباشد. همان طور که ملاحظه مي شود رشد قابل ملاحظه در تعداد اختراعات ها بعد از سال 2003 ديده مي شود که اين مسئله نشان دهنده ورود فناوري نانو به دوره بلوغ خود مي باشد. در واقع کشورها با پشت سر گذاشتن دوران تحقيقات بنيادي در حال وارد شدن به مرحله بهره برداري از اين فناوري هستند. از سوي ديگر رشد سرمايهگذاري نيز در اين امر موثر بوده به طوري که بين سال 2004 تا 2005 کل سرمايهگذاري جهان در بخش تحقيق و توسعه در حوزه فناوري نانو 10 درصد رشد داشته است که اين مسئله با رشد 14 درصدي تعداد اختراعات متناسب ميباشد.
شکل3 سهم عناصر پايه مختلف را از اختراعات هاي ثبت شده طي سالهاي 1980 تا 2006 نشان مي دهد. نانولوله هاي کربني بيشترين سهم را در اختراعاتها دارا هستند که اين نشان دهنده پتانسيل بالاي آنها و همچنين نزديک شدن اين دسته از نانو مواد به تجاري شدن است. خواص الکتريکي و مکانيکي منحصر به فرد نانولوله و امکان به کارگيري آنها در صنعت الکترونيک وکامپيوتر و همچنين استفاده از آنها در کامپوزيت ها يکي از دلايل محبوبيت آنها مي باشد. مهمترين فاكتوري که كه باعث برگزيدن نانولوله به عنوان مواد تقويت کننده در كامپوزيت شده است، وزن كم آن و در عين حال استحكام کششي بالاي آنها است. پس از آن فولرينها بيشترين سهم را دارا هستند. فولرين از نظر فيزيکي مولکولهايي بيش از حد، قوي هستند و برعکس نانولولهها قادرند فشارهاي بسيار زياد را تحمل کنند، به طوري كه حتي پس از تحمل 3000 اتمسفر فشار به شکل اوليه خود برميگردند. به نظر ميرسد استحکام فيزيکي آنها در بخش مواد داراي توان بالقوهاي باشد. با اين حال آنها مثل نانولولهها به جاي پيوند شيميايي، با نيروهاي بسيار ضعيفتري (نيروهاي واندروالس) به هم ميچسبند، که مشابه نيروهاي نگهدارندة لايههاي گرافيت است. اين مسأله موجب ميشود باکيبالها مثل گرافيت داراي قابليت روانکنندگي شوند؛ نانو ذرات سومين دسته از مواد مهم در اختراعات هاي ثبت شده مي باشند. سهولت توليد و کاربرد و امکان تبديل بسياري از فلزات به نانوذره از دلايل به کارگيري اين دسته از مواد در اختراعاتها مي باشد.