به گزارش گروه علمی ایرنا، یازدهمین دوره مراسم گرامیداشت ابوریحان بیرونی و تجلیل از پژوهشگران جوان برجسته کشور، امروز پنجشنبه اول آبان‌ماه به همت گروه علوم پایه فرهنگستان علوم برگزار شد. در این مراسم از ۵ پژوهشگر شاخص رشته‌های ریاضی، فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی و زمین‌شناسی قدردانی شد.
ممحیا مهرمحمدی استادیار دانشکده بیوتکنولوژی دانشگاه تهران در رشته زیست‌شناسی، حسین مولوی استادیار دانشکده شیمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان در رشته شیمی، حسین لامعی رامندی محقق پسا دکتری ارشد در IPM در رشته ریاضی، محمدحسن وحیدی‌نیا استادیار دانشکده فیزیک دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان در رشته فیزیک و میثم رستگاری‌مهر دانشیار دانشکده علوم دانشگاه خوارزمی در رشته زمین‌شناسی برگزیده شدند. در حاشیه این مراسم، برگزیدگان جایزه از دستاوردهای علمی و دغدغه‌های خود سخن گفتند.
محیا مهرمحمدی، پژوهشگر جوان برگزیده در رشته زیست‌شناسی، به تشریح فعالیت‌های علمی و پژوهشی خود در زمینه توسعه روش‌های نوین تشخیص بیماری پرداخت.
توسعه روش‌های نوین تشخیص بیماری از طریق نشانگرهای خون
وی با اشاره به زمینه مطالعاتی خود در حوزه تشخیص مولکولی بیماری‌ها از طریق نشانگرهای زیستی خون گفت: در بدن مجموعه‌ای از نشانگرهای مختلف وجود دارد که از سلول‌ها به جریان خون وارد می‌شوند. بررسی این نشانگرها، به‌ویژه پروتئین‌ها و قطعات DNA، امکان تشخیص زودهنگام بیماری‌ها را بدون نیاز به نمونه‌برداری مستقیم از بافت‌های بیمار فراهم می‌کند.
این پژوهشگر با تأکید بر غیر تهاجمی بودن این روش‌ها افزود: با استفاده از نشانگرهای شناور در خون می‌توان به‌صورت پیوسته وضعیت بیمار را پایش کرد، در حالی که در روش‌های سنتی نیاز به نمونه‌برداری از بافت وجود دارد که محدودکننده است.
او خاطرنشان کرد که این فناوری نه‌تنها در حوزه سرطان، بلکه در پیوند اعضا، بیماری‌های خودایمنی، التهاب‌ها و حتی تشخیص‌های پیش از تولد نیز کاربرد دارد.
مهرمحمدی با اشاره به همکاری خود با دانشگاه‌های بین‌المللی توضیح داد: در دوره تحقیقاتم در آمریکا و ایران، موفق شدیم فناوری جدیدی طراحی کنیم که بر اساس توالی‌یابی قطعات DNA آزاد در خون عمل می‌کند. در این روش، داده‌های به‌دست‌آمده با استفاده از مدل‌های ریاضی و یادگیری ماشین تحلیل می‌شوند تا بیماری‌هایی مانند سرطان ریه در مراحل اولیه شناسایی شوند.
وی افزود که پس از بازگشت به ایران، چندین دانشجوی دانشگاه تهران نیز روی توسعه و بهینه‌سازی این روش کار کرده‌اند و نتایج اولیه در تشخیص سرطان از طریق DNA پلاسما بسیار امیدوارکننده بوده است. همچنین در پژوهش‌های جدیدتر، از نشانگرهای قوی‌تر اپی‌ژنتیکی استفاده شده تا حساسیت تشخیص افزایش یابد.
این پژوهشگر برگزیده در ادامه به پروژه‌ای در زمینه تشخیص و پایش بیماری ام‌اس از طریق نشانگرهای خون اشاره کرد و گفت: در بیماران مبتلا به ام‌اس، برای ارزیابی وضعیت بیماری معمولاً از MRI استفاده می‌شود که هزینه‌بر و محدود است. هدف ما توسعه یک تست خونی جایگزین است تا بیماران بتوانند با دقت بیشتر و به‌صورت مداوم پایش شوند.
او افزود که نتایج اولیه این مطالعات نشان داده می‌تواند بیماران در فاز فعال بیماری را از افراد سالم تفکیک کند و در آینده به شکل یک تست بالینی در اختیار بیماران قرار گیرد.
مهرمحمدی با تأکید بر لزوم بومی‌سازی تست‌های تشخیصی مولکولی در کشور گفت: تست‌هایی که در دنیا توسعه یافته‌اند، همیشه برای جمعیت ایران بهینه نیستند. به دلیل تفاوت‌های ژنتیکی و محدودیت دسترسی به برخی فناوری‌ها، لازم است این روش‌ها را متناسب با بیماران ایرانی بازطراحی کنیم تا بهترین کارایی را داشته باشند.
وی در پایان ضمن تشکر از حامیان مالی پروژه، همکاران و دانشجویان دانشگاه تهران و خانواده خود، از مدیران و مسئولان فرهنگستان علوم نیز برای حمایت از پژوهشگران جوان قدردانی کرد و ابراز امیدواری کرد که این تحقیقات بتواند در آینده نزدیک به بهبود نظام تشخیص و درمان در کشور کمک کند.
طراحی جاذب‌های نوین برای تصفیه آب و کاهش آلودگی محیط زیست
حسین مولوی؛ پژوهشگر جوان برگزیده در رشته شیمی نیز به تشریح فعالیت‌های علمی خود در زمینه تصفیه آب و توسعه جاذب‌های نوین برای حذف آلاینده‌ها پرداخت.
وی با اشاره به بحران جهانی آب و کاهش منابع قابل استفاده گفت: تنها بخش بسیار اندکی از آب موجود در زمین برای مصرف انسان قابل استفاده است و همین میزان محدود نیز به‌شدت در معرض آلودگی قرار دارد. از این رو، استفاده چندباره از آب آلوده و ضرورت توسعه روش‌های نو برای تصفیه، اهمیت بالایی پیدا کرده است.
مولوی در ادامه با توضیحی درباره کار پژوهشی خود اظهار کرد: هدف ما طراحی و به‌کارگیری جاذب‌هایی با سطح ویژه و تخلخل بالا است تا بتوانند آلاینده‌های مختلف را از آب حذف کنند. در این میان، ساختارهای فلزی-آلی یا چارچوب‌های متخلخل فلزی (MOF ها) به دلیل سطح بسیار زیاد و قابلیت تنظیم بالا، از کارآمدترین گزینه‌ها برای جذب و حذف ترکیبات مضر محسوب می‌شوند.
او افزود که در تحقیقات اخیر خود و گروهش در دانشگاه، تلاش کرده است روش‌های سبزتر و کم‌هزینه‌تر سنتز جاذب‌ها را توسعه دهد؛ به‌گونه‌ای که در فرآیند ساخت، از حلال‌های آلی و مواد آلاینده استفاده نشود.
به گفته وی، این مسیر باعث شده است تا با حفظ کارایی بالا در جذب آلاینده‌ها، تولید آلودگی‌های ثانویه به حداقل برسد.
مولوی خاطرنشان کرد که تیم پژوهشی‌اش موفق شده است جاذب‌هایی با سطح ویژه بالا و عملکرد مؤثر در دمای محیط تولید کند، بی‌آنکه از حلّال‌های شیمیایی خطرناک استفاده شود؛ دستاوردی که می‌تواند در آینده برای تصفیه آب، جداسازی ترکیبات و کاربردهای زیست‌محیطی مورد استفاده گسترده قرار گیرد.
وی در پایان از استادان راهنما، همکاران و دانشجویان گروه خود و همچنین مدیران فرهنگستان علوم برای حمایت از پژوهش‌های علمی جوانان کشور قدردانی و ابراز امیدواری کرد که نتایج این مطالعات بتواند به حل بخشی از چالش‌های زیست‌محیطی کشور کمک کند.
مطالعه ترتیب‌های ناشمارا و کشف ساختارهای نوین در نظریه مجموعه‌ها
حسین لامعی رامندی، پژوهشگر جوان برگزیده در رشته ریاضی هم با اشاره به مسیر پژوهشی‌اش، درباره موضوع تحقیق خود با عنوان «ترتیب‌های ناشمارا» توضیحاتی ارائه داد.
وی با بیان اینکه انگیزه تحقیق در ریاضیات از مفاهیم بنیادین و پرسش‌های تاریخی این علم سرچشمه می‌گیرد، گفت: در ریاضی، انگیزه تحقیق معمولاً از کنجکاوی درباره ساختارهای نظم و بی‌نظمی ناشی می‌شود. ریاضی‌دان تلاش می‌کند در دل بی‌نظمی، نظمی تازه کشف کند؛ نظمی که می‌تواند کوچک‌ترین یا بزرگ‌ترین عنصر را در میان مجموعه‌ای از اشیای نامنظم تعریف کند.
لامعی با اشاره به مفهوم «ناشماری» که نخستین‌بار توسط گئورگ کانتور معرفی شد، افزود: تا پیش از کانتور، مفهوم بی‌نهایت بیشتر جنبه فلسفی یا الهی داشت، اما کانتور آن را وارد قلمرو ریاضیات ساخت و نشان داد که بی‌نهایت‌ها نیز می‌توانند اندازه‌پذیر و قابل مقایسه باشند. او ثابت کرد که بی‌نهایت اعداد حقیقی بزرگ‌تر از بی‌نهایت اعداد طبیعی است و پرسید آیا بین این دو نوع بی‌نهایت، نوع سومی وجود دارد یا نه؛ پرسشی که بعدها به فرضیه پیوستگی معروف شد.
وی ادامه داد: کانتور با طرح این مسئله، نوعی بی‌نظمی جدید را به ریاضیات معرفی کرد، اما در عین حال نظم تازه‌ای نیز در نظریه مجموعه‌ها پدید آورد. او نشان داد که مجموعه‌ها می‌توانند ویژگی‌هایی داشته باشند که در کنار هم ساختارهای پیچیده، اما منسجمی را شکل دهند. پس از او، ریاضی‌دانان بزرگی همچون گودل در دهه ۱۹۳۰ و کوهن در دهه ۱۹۶۰ نشان دادند که پاسخ قطعی به برخی از این پرسش‌ها در چارچوب اصول فعلی ریاضیات ممکن نیست.
این پژوهشگر جوان با اشاره به تأثیر عمیق این مباحث در شاخه‌های گوناگون ریاضیات گفت: تحقیقات کانتور و پس از او، مسیر مطالعه در مورد ترتیبات خطی و ساختارهای مشابه را گشود. بعدها ریاضی‌دانانی، چون لیبر و گالوین در دهه ۱۹۷۰ میلادی سؤالات جدیدی در این زمینه مطرح کردند که تا سال‌های اخیر نیز باز بودند.
لامعی در ادامه به دستاورد پژوهشی خود اشاره کرد و گفت: در کار مشترکی که با استاد راهنمایم در دوره دکتری انجام دادیم، توانستیم به یکی از پرسش‌های گالوین پاسخ دهیم و در امتداد کارهای سوسلین و دیگر پژوهشگران، ساختاری جدید و مینیمال طراحی کنیم که نظم تازه‌ای در میان ترتیبات خطی معرفی می‌کند.
وی با تأکید بر اهمیت نگاه تحلیلی و بنیادی در ریاضیات تصریح کرد: بسیاری از سؤالات در ریاضیات از دل مفاهیم ظاهراً انتزاعی بیرون می‌آیند، اما همین پرسش‌ها بعدها ابزارهایی می‌سازند که در شاخه‌های دیگر علوم نیز کاربرد پیدا می‌کنند. مطالعه ترتیب‌های ناشمارا، مثالی از همین مسیر است که از تأمل نظری آغاز می‌شود و به ساختارهای نو در علم منتهی می‌شود.
در پایان، لامعی ضمن قدردانی از اساتید، همکاران و برگزارکنندگان جشنواره به‌ویژه فرهنگستان علوم برای حمایت از پژوهش‌های بنیادی، تاکید کرد که توسعه علوم پایه، به‌ویژه ریاضیات محض، زمینه‌ساز درک عمیق‌تر از ساختارهای علمی در سایر حوزه‌هاست.
کاربرد هوش مصنوعی در ارزیابی عناصر استراتژیک و حفاظت محیط زیست
میثم رستگاری‌مهر، پژوهشگر جوان برگزیده در رشته زمین‌شناسی نیز بخشی از فعالیت‌های پژوهشی خود را در حوزه زمین‌شناسی زیست‌محیطی و عناصر استراتژیک تشریح کرد.
وی با اشاره به تجربه تحصیل و پژوهش در دانشگاه شیراز و نقش استادان راهنمای خود در شکل‌گیری مسیر علمی‌اش گفت: اگر امروز در دانشگاه خوارزمی توانسته‌ام طرح‌های پژوهشی متعددی را به سرانجام برسانم، مدیون راهنمایی‌های استادان بزرگواری هستم که از سال‌های دانشجویی راه و رسم پژوهش و مدیریت پروژه را به من آموختند.
رستگاری‌مهر با بیان اینکه تاکنون بیش از ۱۳ طرح پژوهشی خاتمه‌یافته و چند طرح در حال اجرا دارد، افزود: در حال حاضر مطالعاتی در حوزه‌های گوناگون زمین‌شناسی زیست‌محیطی در دست اجرا داریم. از جمله بررسی آلودگی خاک در بوستان‌های مناطق ۲۲گانه تهران با تمرکز بر زمین‌های بازی کودکان و همچنین اجرای طرح‌های اکتشافی و تهیه نقشه‌های زمین‌شناسی در مقیاس ۵۰ هزارم در محدوده جیرفت در قالب طرح تحول اکتشاف کشور.
او با اشاره به اهمیت عناصر استراتژیک در صنایع پیشرفته گفت: امروزه صنایع دیجیتال، انرژی و دفاعی وابسته به عناصری هستند که اقتصاد جهانی و حتی امنیت ملی کشورها را تحت تأثیر قرار می‌دهند. ایران با داشتن منابع معدنی غنی، می‌تواند در این عرصه نقش‌آفرینی کلیدی داشته باشد؛ به‌ویژه اگر از رویکرد تک‌عنصری فاصله گرفته و با نگاه چندعنصری به بهره‌برداری و فرآوری بپردازد.
رستگاری‌مهر تأکید کرد: در پژوهشی که با همکاری شرکت تهیه و تولید مواد معدنی ایران انجام می‌دهیم، روی ۱۱ محدوده معدنی مس و طلا تمرکز کرده‌ایم و نتایج اولیه نشان می‌دهد برخی از باطله‌های معدنی کشور از نظر غنای عناصر استراتژیک حتی از معادن فعال جهان نیز غنی‌ترند. این یافته‌ها ضرورت تغییر رویکرد در سیاست‌های معدنی و ورود جدی‌تر به زنجیره ارزش این عناصر را نشان می‌دهد.
وی افزود: اگر میان سه نهاد دانشگاه، صنعت و دستگاه‌های سیاست‌گذار هم‌افزایی ایجاد شود، می‌توانیم علاوه بر تأمین نیاز داخلی، به تولید محصولات‌های تک نیز دست یابیم و ایران را به بازیگری مؤثر در زنجیره جهانی عناصر استراتژیک تبدیل کنیم.
این پژوهشگر جوان در ادامه به کاربرد هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در زمین‌شناسی زیست‌محیطی اشاره کرد و گفت: در یکی از مطالعات اخیرمان در سد مهاباد، از مدل‌های یادگیری ماشین برای ارزیابی زیست‌دسترس‌پذیری عناصر سمی در محیط‌های آبی استفاده کردیم. نتایج نشان داد که برخی مدل‌ها توان بالایی در پیش‌بینی رفتار عناصر دارند و می‌توانند هزینه و زمان تحلیل‌های آزمایشگاهی را به شکل قابل‌توجهی کاهش دهند.
وی با اشاره به مطالعات مشابه در شرق بیرجند افزود: در این پژوهش نیز از الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای شناسایی شاخه‌های با احتمال بالاتر وجود عناصر هدف استفاده کردیم و نتایج بسیار امیدبخش بود، به‌گونه‌ای که این روش می‌تواند به عنوان ابزاری کارآمد در مدیریت اکتشاف و ارزیابی زیست‌محیطی مورد استفاده قرار گیرد.
رستگاری‌مهر در پایان با ابراز سپاس از خانواده، همکاران و استادان خود، از حمایت مسئولان فرهنگی و علمی کشور در برگزاری چنین رویدادهایی قدردانی و اظهار امیدواری کرد که توسعه پژوهش‌های میان‌رشته‌ای در زمین‌شناسی بتواند نقشی مؤثر در حفاظت از محیط زیست و ارتقای امنیت منابع طبیعی کشور ایفا کند.
بررسی دوگانگی گرانش و کوانتوم و اثر حافظه موج‌های گرانشی
محمدحسن وحیدی‌نیا، پژوهشگر جوان برگزیده در رشته فیزیک هم به تشریح مسیر علمی و موضوعات مورد علاقه خود پرداخت و اهمیت پژوهش‌های بنیادی در فیزیک را برجسته کرد.
وی با اشاره به تاثیر نظریه‌های نیوتن و کوانتوم بر شکل‌گیری انگیزه علمی خود توضیح داد که علاقه او از مطالعه قوانین گرانش و سیاه‌چاله‌ها شروع شد و به مطالعه مفاهیم پیچیده‌تر کوانتومی و آنتروپی ادامه یافت و بیان کرد: تمرکز من بر فهم دوگانگی میان پدیده‌های بزرگ کیهانی و ذرات زیراتمی است؛ این دو حوزه اگر چه در نگاه اول مستقل به نظر می‌رسند، اما بررسی همزمان آنها امکان درک عمیق‌تر از ارتباط میان قوانین فیزیکی را فراهم می‌کند.
این پژوهشگر جوان، سیاه‌چاله‌ها را به عنوان «آزمایشگاه‌های فکری» معرفی کرد و توضیح داد که مطالعه این اجرام کیهانی، امکان بررسی نظریه‌های گرانش و کوانتوم در شرایطی غیرقابل دسترس در آزمایشگاه‌های سنتی را می‌دهد.
او افزود: سیاه‌چاله‌ها نه تنها ساده‌ترین پاسخ‌ها را برای معادلات اینشتین ارائه می‌کنند، بلکه فرصتی برای آزمون فرضیه‌ها و بررسی تناقضات درونی نظریه‌های فیزیکی فراهم می‌آورند.
وحیدی‌نیا همچنین به بررسی اثر حافظه موج‌های گرانشی پرداخت و توضیح داد که با استفاده از مدل‌های ساده سیال و شبیه‌سازی عبور موج در آب کم‌عمق، توانسته است الگوهای مشابهی با اثر حافظه گرانشی مشاهده کند. این رویکرد ساده، به گفته او، می‌تواند ابزار آموزشی و پژوهشی ارزشمندی برای درک پدیده‌های پیچیده فیزیک نظری باشد و امکان آزمایش مفاهیم دشوار در محیط‌های کنترل‌شده را فراهم کند.
وی با تاکید بر اهمیت تقارن و پایستگی در فیزیک، یادآور شد که این مفاهیم، پایه بسیاری از قوانین بنیادین هستند و مطالعه آنها در حوزه‌های مختلف از فیزیک ذرات تا کیهان‌شناسی کاربرد دارد.
به گفته این پژوهشگر جوان برجسته، تحقیق در این زمینه‌ها می‌تواند به پاسخ‌دهی منسجم به سوالات پیچیده علمی و توسعه مدل‌های پیش‌بینی کمک کند.
وحیدی‌نیا در پایان سخنان خود ضمن تقدیر از استادان و همکاران علمی، بر اهمیت پژوهش‌های نظری، شبیه‌سازی و استفاده از مدل‌های ساده برای انتقال مفاهیم پیچیده تاکید و ابراز امیدواری کرد که این تحقیقات بتواند به توسعه و تعمیق دانش فیزیک در کشور کمک کند.