دانشمندان دانشگاه نورثوسترن موفق شدند با استفاده از فناوری نوین نانوکتابخانهها (Megalibrary)، جایگزینی ارزانتر و کارآمدتر برای فلز گرانقیمت ایریدیوم در فرآیند تولید هیدروژن پاک بیابند. این دستاورد میتواند مسیر تولید مقرونبهصرفه انرژی هیدروژنی را هموار کرده و تحولی اساسی در حوزه انرژیهای تجدیدپذیر رقم بزند.
چالش جهانی با ایریدیوم؛ فلزی کمیاب و گرانقیمت
ایریدیوم، فلزی کمیاب و بسیار گرانقیمت است که نقش کلیدی در واکنشهای الکتروشیمیایی تولید هیدروژن دارد. این فلز که اغلب بهعنوان محصول جانبی استخراج پلاتین بهدست میآید، با قیمتی نزدیک به ۵۰۰۰ دلار برای هر اونس، مانعی جدی در مسیر تولید انبوه هیدروژن سبز محسوب میشود. با توجه به محدودیت منابع ایریدیوم، دانشمندان به دنبال یافتن جایگزینی ارزانتر و در دسترستر برای آن هستند.
نانوکتابخانه؛ انقلاب در کشف مواد جدید
ابزار نوآورانهای که این تحول را ممکن ساخت، نانوکتابخانهای است که توسط چاد میرکین، استاد برجسته شیمی در دانشگاه نورثوسترن، طراحی شده است. این پلتفرم شامل میلیونها نانوذره با ترکیبهای مختلف فلزی است که روی تراشهای به اندازه نوک انگشت قرار گرفتهاند. با همکاری مؤسسه تحقیقات تویوتا (TRI)، تیم تحقیقاتی توانست در مدتزمانی کوتاه، ترکیبهایی از فلزات ارزان و فراوان مانند روتنیوم، کبالت، منگنز و کروم را بررسی کرده و کاتالیستی با عملکرد بالا شناسایی کند.
ترکیب برنده؛ عملکرد بهتر از ایریدیوم
در آزمایشهای انجامشده، ترکیب خاصی از چهار فلز با نسبت دقیق Ru52Co33Mn9Cr6 بهعنوان کاتالیست منتخب معرفی شد. این ترکیب نهتنها عملکردی مشابه ایریدیوم داشت، بلکه در برخی موارد حتی از آن پیشی گرفت. پایداری بالا و فعالیت الکتروشیمیایی چشمگیر این ماده، آن را به گزینهای مناسب برای جایگزینی ایریدیوم تبدیل کرده است.
اثبات کارایی در شرایط واقعی
یکی از نقاط قوت این تحقیق، اثبات عملکرد کاتالیست جدید در محیطهای واقعی و مقیاس بزرگ بود. در آزمایشهای طولانیمدت، این ماده توانست بیش از ۱۰۰۰ ساعت در محیط اسیدی با بازدهی بالا و پایداری مناسب فعالیت کند. هزینه تولید آن نیز تنها یکشانزدهم هزینه ایریدیوم است، که مزیت اقتصادی قابلتوجهی بهشمار میرود.
نقش هوش مصنوعی در آینده کشف مواد
نانوکتابخانهها نهتنها ابزار قدرتمندی برای کشف کاتالیستها هستند، بلکه با تولید دادههای عظیم و باکیفیت، زمینهساز استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در طراحی مواد جدید نیز خواهند بود. شرکت Mattiq، یکی از زیرمجموعههای دانشگاه نورثوسترن، در حال توسعه الگوریتمهایی برای تحلیل سریع این دادههاست. این فناوری میتواند در آینده برای کشف مواد مورد نیاز در باتریها، تجهیزات پزشکی، و اپتیک پیشرفته نیز بهکار گرفته شود.
گامی بهسوی آیندهای بدون مصالح قدیمی
میرکین در پایان تأکید میکند که جهان امروز با زیرساختهایی بر پایه مواد قدیمی و محدود روبهروست. با ابزارهای جدید مانند نانوکتابخانهها و پشتیبانی هوش مصنوعی، میتوان این ساختار را دگرگون کرد و بهجای مصالح سنتی، بهترین مواد ممکن را برای هر کاربرد یافت.
این پژوهش در تاریخ ۱۹ اوت ۲۰۲۵ در نشریه Journal of the American Chemical Society منتشر شده و توسط مؤسسه تحقیقات تویوتا، شرکت Mattiq و دفتر تحقیقات ارتش ایالات متحده حمایت شده است.
**مسعود کریمی**
دبیر سرویس فناوریهای نوظهور
مسعود کریمی تحلیلگر فناوری، نویسنده و روزنامهنگار حوزه تکنولوژی با بیش از هشت سال تجربه حرفهای در زمینه پوشش تحولات فناوریهای نوین، هوش مصنوعی و برنامهنویسی است. تمرکز اصلی وی بر تحلیل روندهای نوظهور در دنیای فناوری، بررسی تأثیرات اجتماعی هوش مصنوعی و پوشش رویدادهای مهم حوزه تکنولوژی میباشد.
**تحصیلات**
وی دارای مدرک کارشناسی مهندسی نرمافزار از دانشگاه علم و صنعت ایران است. در دوران تحصیل، علاوه بر دروس دانشگاهی، به صورت خودآموز به یادگیری مباحث نوین در حوزه هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و برنامهنویسی پیشرفته پرداخته و در چندین دوره تخصصی مرتبط با فناوریهای نوظهور شرکت کرده است.
**سوابق حرفهای**
کریمی فعالیت حرفهای خود را از سال ۱۳۹۶ با راهاندازی یک وبلاگ شخصی در زمینه تحلیل فناوریهای نوین آغاز کرد. در آن وبلاگ، به بررسی موضوعاتی مانند هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و تحولات دنیای برنامهنویسی میپرداخت که با استقبال جامعه فناوری کشور مواجه شد.
پس از کسب تجربه و شناخته شدن در محافل تخصصی، به عنوان نویسنده و تحلیلگر با چندین مجله و وبسایت معتبر حوزه تکنولوژی همکاری کرد. وی در این دوران موفق به تولید دهها مقاله تحلیلی و گزارش تخصصی درباره جدیدترین دستاوردهای فناوری جهان شد.
وی از سال ۱۳۹۹ به تیم تحریریه مجله تکنولوژی آپلود پیوسته و اکنون به عنوان دبیر سرویس فناوریهای نوظهور در این رسانه فعالیت میکند. در این مسئولیت، تیم نویسندگان و تحلیلگران این حوزه را رهبری کرده و بر تولید محتوای تخصصی درباره هوش مصنوعی، فناوریهای دیجیتال، سختافزار، نرمافزار و تحولات صنعت فناوری نظارت دارد.
**تخصصها و حوزههای کاری**
تخصص اصلی کریمی در تحلیل روندهای فناوریهای نوظهور، بررسی تحولات هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، پوشش رویدادهای مهم صنعت تکنولوژی و گزارشنویسی تحلیلی است. وی همچنین در زمینه فناوریهای سختافزاری، گوشیهای هوشمند، کنسولهای بازی و تحولات دیجیتال تجربه قابل توجهی دارد.
**روششناسی حرفهای**
رویکرد کریمی در تحلیل فناوری مبتنی بر پایش مستمر منابع معتبر جهانی، اعتبارسنجی اخبار و اطلاعات، ترجمه دقیق مفاهیم تخصصی به زبانی ساده و قابل فهم برای مخاطب عمومی است. وی در تحلیلهای خود بر تفکیک دقیق واقعیتها از شایعات، بررسی تأثیرات اجتماعی فناوری و پرهیز از بزرگنمایی دستاوردها تأکید دارد.
**عضویت در نهادهای تخصصی**
وی عضو انجمن صنفی روزنامهنگاران فناوری ایران است و در چندین همایش و رویداد تخصصی حوزه فناوری به عنوان کارشناس و تحلیلگر مشارکت داشته است.
