محققان جوان حوزه نانو فناوری کشورمان موفق به طراحی و ساخت دستگاه «طیف سنج جرمی زمان پرواز» با هدف تعیین وزن مولکول‌ها و اتم‌ها شدند.

دکتر محمود تبریزچی، مجری طرح و استاد دانشگاه صنعتی اصفهان در گفت‌وگو با خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، با بیان این که دستگاه «طیف سنج جرمی زمان پرواز» (Time of Flight Mass Spectrometer) یکی ازدستگاه‌های اساسی و ضروری در اکثر مطالعات شیمی، بیوشیمی، فیزیک، زیست شناسی، مواد، کشاورزی و سایر علوم است، گفت: این دستگاه به دلیل قابلیت بالا در آنالیز مواد و مطالعه ماکرومولکول‌ها مثل پروتئین‌ها از اهمیت خاصی در این علوم برخوردار است.

وی با بیان این که کار اصلی این دستگاه، تعیین وزن مولکول‌ها و اتم‌ها است، تصریح کرد: به عنوان مثال مولکول آب 18 واحد جرم اتمی وزن دارد. برای تصور کوچکی یک مولکول، اگر مولکول‌های موجود در یک قطره آب بین تمام افراد کره زمین تقسیم شود، در این صورت به هر نفر بیش از ده میلیارد مولکول می‌رسد. حال تصور کنید که این مولکول به این کوچکی را بخواهیم توزین کنیم. در واقع این دستگاه همین کار را می‌کند و وزن مولکول‌ها راتعیین می‌کند.

استاد دانشگاه صنعتی اصفهان تصریح کرد: هر مولکول وزن مشخصی دارد که با تعیین دقیق آن می‌توان به ماهیت اتم‌های تشکیل دهنده آن پی برد. مثلا با دست آوردن عدد 18 برای مولکول آب و سایر شواهد می‌توان به این موضوع پی برد که از دو اتم هیدروژن هر کدام با جرم یک واحد و یک اتم اکسیژن با جرم 16 ساخته شده است و یا چنانچه به عنوان مثال در طیف جرمی یک ترکیب ناشناخته عدد 18 مشاهده شد می‌توان گفت که در آن ترکیب آب وجود دارد.

وی در خصوص عملکرد دستگاه طیف سنج جرمی زمان پرواز توضیح داد: اساس کار این دستگاه به این گونه است که ابتدا مولکول‌ها را باردار یا یونیزه می‌کند؛ سپس یون‌ها در یک میدان الکتریکی شتاب داده می‌شوند و در نهایت در یک ناحیه خلا به پرواز در می‌آیند. یون‌های سنگین شتاب کمتری می‌گیرند و آهسته‌تر حرکت می‌کنند و یون‌های سبک شتاب بیشتری می‌گیرند و سریعتر حرکت می‌کنند. به این ترتیب یون‌های مختلف در حین پرواز از یکدیگر جدا می‌شوند. سرانجام، یون ها با یک آشکارساز در انتهای ناحیه پرواز برخورد می‌کنند. زمان پرواز یون‌ها نشان دهنده سرعت آنها است که از روی آن جرم یون تعیین می‌شود.

تبریزچی با بیان اینکه این دستگاه دانش فنی با ارزش و پیچیده‌ای دارد که تنها در اختیار چند کشور پیشرفته جهان است، افزود: ساخت این دستگاه چندین گلوگاه تکنیکی داشت که تجربه آنها در کشور وجود نداشت اما ما قادر به ساخت آن شدیم. زیر فناوری‌های دخیل در آن مانند خلاء بالا، الکترونیک سریع، آشکارسازهای مولکولی و یونی هر کدام دریچه جدیدی هستند که بر روی صنعت کشور باز می‌شوند.

وی با اشاره به تحریم شدید این دستگاه تصریح کرد: هم اکنون دانش فنی ساخت چنین دستگاه‌هایی در اختیار ایران قرار دارد. البته ادعا نمی‌کنیم که این محصول با شرکت هایی که با هزینه‌ چندین میلیارد دلاری و سابقه 50 ساله و با پشتیبانی عظیم نیروی متخصص و بازاریاب ماهر در سراسر دنیا این گونه دستگاه‌ها را تولید می‌کنند قابل رقابت است اما ادعا می‌کنیم که به مغز این فناوری دست یافته‌ایم.

استاد دانشگاه صنعتی اصفهان با بیان اینکه علاوه بر ارزش بالای علمی، دستگاه دستگاه طیف سنج جرمی زمان پرواز از نظر اقتصادی ارزش فوق العاده‌ای دارد، گفت: بازار بین‌المللی این دستگاه چندین میلیارد دلار است. قیمت خام ساده‌ترین نوع این دستگاه 300 هزار دلار است که با احتساب تحریم و سایر هزینه‌ها به 500 هزار دلار هم می‌رسد. از سوی دیگر چون از راه‌های غیر رسمی خریداری می‌شود، هیچ گونه سرویس و خدماتی برای آن ارائه نشده و اکثرا پس از مدتی بلااستفاده خواهند بود.

به گفته تبریزچی در حال حاضر می‌توان این دستگاه را با نصف قیمت وارداتی آن در کشور تولید کرد.

وی خاطرنشان کرد: ساخت دستگاه طیف سنج جرمی زمان پرواز هم اکنون با هدف تجهیز آزمایشگاه‌های دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی و صنعتی کشور انجام شده که در آینده با حمایت دولت برای صادرات آن برنامه ریزی خواهیم کرد. همچنین این دستگاه با حمایت معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و ستاد ویژه توسعه فناوری نانو با اختصاص اعتباری بر بالغ بر 300 میلیون تومان ساخته شده است.

استاد دانشگاه صنعتی اصفهان با بیان اینکه انتظار می‌رود از این پس از این گونه طرح‌ها، حمایت بیشتری از سوی نهادها ذی‌ربط صورت گیرد، خواستار سفارش ساخت تعدادی از این دستگاه‌ها برای مصرف داخلی از سوی دولت برای دانشگاه‌های کشور شد.