مرحله سوم المپیاد دانشآموزی علوم و فناوری نانو با رویکردی متفاوت و با هدف نزدیککردن دانشآموزان به فرآیند واقعی پژوهش و توسعه فناوری، با همکاری ستاد توسعه فناوریهای نانو و میکرو، باشگاه دانشپژوهان جوان و مرکز فناوریهای همگرا دانشگاه شهید بهشتی برگزار میشود.
در این دوره، دانشآموزان صرفاً به فراگیری مفاهیم تئوری نانوفناوری اکتفا نمیکنند؛ بلکه یک مسیر نسبتاً کامل از ایده و شبیهسازی تا آزمایش، تحلیل، طراحی محصول و مدل کسبوکار را تجربه میکنند؛ مسیری که در برنامه آموزشی دوره از مباحث نانوفناوری در پزشکی و Drug Delivery تا شبیهسازی مولکولی، سنتز سبز، تستهای آنتیباکتریال، مشخصهیابی و مدیریت کسبوکار را دربرمیگیرد.
اینبار، آزمایشگاه آخرین ایستگاه نیست
وجه تمایز اصلی این دوره، آغاز فرآیند پژوهش پیش از ورود به آزمایشگاه است.
دانشآموزان ابتدا با شبیهسازی مولکولی و روش Docking آشنا میشوند و یاد میگیرند ترکیبات مؤثر موجود در گیاهان را در تعامل با اهداف زیستی مورد بررسی قرار دهند. انتخاب لیگاند و هدف زیستی و تفسیر نتایج شبیهسازی از جمله محورهای این بخش است.
این رویکرد به دانشآموز نشان میدهد که پژوهشگر میتواند بخشی از مسیر تحقیق را پیش از ورود به آزمایشگاه و با استفاده از ابزارهای محاسباتی طی کند؛ سپس یافتههای محاسباتی را در محیط واقعی آزمایش مورد آزمون قرار دهد.
سه گیاه؛ یک مسیر سبز برای ساخت نانوذره
در بخش عملی، دانشآموزان وارد فرآیند عصارهگیری و سنتز سبز نانوذرات اکسید روی میشوند. در این پروژه از عصاره سه گیاه همیشهبهار، شاتره و شیرینبیان استفاده خواهد شد.
به این ترتیب، مفهوم «سنتز سبز» که دانشآموزان پیشتر در بخش نظری با آن آشنا شدهاند، به یک تجربه عملی تبدیل میشود. برنامه رسمی دوره نیز آموزش مفهوم سنتز سبز، سازوکار آن، منابع تولید نانوذرات و مزایا و معایب این روش را پیشبینی کرده است.
فعالیتهای عملی این بخش در دانشگاه شهید بهشتی و ساختمان پروتئین انجام میشود و نخستین روز آزمایشگاهی به عصارهگیری و سنتز اختصاص دارد.
مقصد نهایی: یک زخمپوش نانویی
اما پروژه در تولید نانوذره متوقف نمیشود.
دانشآموزان در ادامه، کاربرد نانوذرات تولیدشده را در یک زخمپوش هیدروژلی بر پایه سدیم آلژینات دنبال میکنند و عملکرد ضدباکتریایی نمونهها را مورد بررسی قرار میدهند.
در این مرحله، نانوذره از یک مفهوم آزمایشگاهی به بخشی از یک نمونه محصول تبدیل میشود؛ محصولی که هدف آن ایجاد یک زخمپوش با ویژگی ضدباکتریایی و ظرفیت کمک به بهبود زخم است.
«پیشبینی» در برابر «واقعیت»
یکی از جذابترین بخشهای این تجربه، مقایسه نتایج شبیهسازی با نتایج آزمایشگاهی است.
دانشآموزان با روشهای ارزیابی فعالیت ضدباکتریایی از جمله MIC، MBC و روش انتشار دیسک آشنا میشوند و نتایج نمونههای تولیدشده را بررسی میکنند.
به این ترتیب، دانشآموز با یک واقعیت مهم پژوهش مواجه میشود: نتیجه شبیهسازی یک پیشبینی است و آزمایش واقعی میتواند آن را تأیید، اصلاح یا حتی رد کند.
همین مقایسه، فرصتی برای تقویت نگاه تحلیلی دانشآموزان و درک تفاوت میان محیط محاسباتی و شرایط پیچیده آزمایشگاهی فراهم میکند.
از مقاله تا بازار؛ یک جهش غیرمنتظره
این دوره یک مرحله مهم دیگر نیز دارد: فکرکردن به بازار.
دانشآموزان با مفاهیمی همچون بوم مدل کسبوکار، توسعه محصول فناورانه، مقیاسپذیری فرآیند سنتز، بازار هدف و مسیر تجاریسازی آشنا میشوند.
در ادامه، دانشآموز باید با توجه به ویژگیهای محصول و نوع کاربرد، برای نمونه در حوزه زخمهای برشی، سوختگی یا دیابتی، یک مدل کسبوکار طراحی کند.
در اینجا یک سؤال ساده اما اساسی مطرح میشود:
اگر این ایده قرار باشد از آزمایشگاه بیرون بیاید، چه کسی حاضر است از آن استفاده کند؟
المپیادی که سه نقش را همزمان تجربه میکند
طراحی این دوره تلاش دارد دانشآموزان را در سه نقش قرار دهد:
پژوهشگر؛ با جستوجوی منابع، مطالعه مقاله، شبیهسازی و آزمایش
فناور؛ با سنتز نانوذره، ساخت نمونه زخمپوش و ارزیابی عملکرد
کارآفرین؛ با شناخت مشتری، بازار، مدل کسبوکار و مسیر تجاریسازی
از همین منظر، مرحله سوم المپیاد نانو را میتوان تجربهای کوچک از چرخه واقعی توسعه فناوری دانست.
پایان کار؛ دفاع از یک ایده
در روزهای پایانی، دانشآموزان باید دستاورد خود را در قالب یک ارائه حضوری ارائه و از آن دفاع کنند. این ارائه شامل روش سنتز، گیاه انتخابی، شبیهسازی مولکولی، نتایج آزمایشگاهی و بوم مدل کسبوکار خواهد بود.
همچنین آزمون کتبی دوره در دو بخش تستی و تشریحی برگزار میشود و ساختار آن بر سنجش قدرت تحلیل دانشآموزان تأکید دارد.
در پایان نیز با برگزاری مراسم اختتامیه و بازدید از ستاد نانو، این تجربه آموزشی به پایان میرسد.
از دانشآموز المپیادی تا پژوهشگر آینده فناوری
مرحله سوم المپیاد دانشآموزی علوم و فناوری نانو تلاش میکند مرز میان آموزش، پژوهش و فناوری را برای دانشآموزان کمرنگ کند؛ دانشآموزانی که در این دوره نهتنها یک آزمایش را انجام میدهند، بلکه مسیر یک ایده را از شبیهسازی رایانهای تا آزمایشگاه و از نمونه اولیه تا بازار دنبال میکنند.
اینجا دانشآموز فقط «آزمایش» نمیکند؛مسیر تبدیل علم به فناوری را تجربه میکند.