جایزه فناوری هزاره

جایزه فناوری هزاره (به انگلیسی: Millennium Technology Prize، به فنلاندی: Millennium-teknologiapalkinto) یکی از معتبرترین جایزه‌های فناوری جهان است و به کسانی اعطا می‌شود که دستاوردهایی در حوزه فناوری داشته‌اند که باعث بهبود زندگی انسان شده یا در آینده خواهند شد. این جایزه به عنوان معادل جایزه نوبل در فناوری شناخته می‌شود. مبلغ جایزه یک میلیون یورو است که گرانبهاترین جایزه فناوری جهان است. این جایزه در سال ۲۰۰۴ بنیان‌گذاری شد و هر دو سال یکبار توسط رئیس جمهور فنلاند اهدا می‌شود.
ملاک‌های جایزه
تندیس جایزه فناوری هزاره موسوم به "قله" (peak) که از سیلیکون بلورین ساخته شده است.
جایزه فناوری هزاره معمولا با جایزه نوبل مقایسه می‌شود اما تفاوت آن‌ها در این است که این جایزه برخلاف جایزه نوبل برای یک عمر دستاورد علمی نیست بلکه مشوقی برای تحقیق و پژوهش بیشتر است. بنیاد فناوری هزاره ملاک‌های اصلی اعطای جایزه را موارد زیر می‌داند:
نوآوری‌های تحول‌ساز در فناوری که با استفاده از روش‌های پایدار، باعث بهبود کیفیت زندگی انسان می‌شوند.
نوآوری‌هایی که کاربردهای عملی پیدا کرده‌اند و باعث پیشرفت‌های چشمگیر در علم و فناوری شده یا در آینده خواهند شد.
نوآوری‌هایی که راهگشای پژوهش‌ها و دستاوردهای پیشرفته در علم و فناوری می‌شوند.
نامزدهای این جایزه از میان دانشمندان سرتاسر جهان و تمامی رشته‌ها به جز فناوری‌های نظامی انتخاب می‌شوند.
سرمایه مورد نیاز این جایزه به طور مشترک توسط دولت فنلاند و چند شرکت صنعتی این کشور تامین می‌شود.
برندگان
بنیاد فناوری هزاره نام‌های برندگان این جایزه و دستاوردهای آنان را به شرح زیر اعلام کرده‌است:
تیم برنرز لی
سال: ۲۰۰۴
برنده: تیم برنرز لی
ملیت:
دستاورد: شبکه جهانی وب
سر تیموتی جان برنرز لی به دلیل اختراع شبکه جهانی وب، به عنوان اولین برنده جایزه فناوری هزاره انتخاب شد. اختراع او باعث شد انسان به سادگی بی‌سابقه‌ای به اطلاعات مورد نیازش دست پیدا کند. اینترنت شکل جدیدی از شبکه‌های اجتماعی را ایجاد کرد که نقش موثری در نظارت بر شفافیت و نیز اصول دموکراسی دارند. برنز لی یک دانشمند علوم رایانه، استاد دانشگاه ام‌آی‌تی، استاد و پژوهشگر دانشگاه ساوت‌همپتون و رئیس کنسرسیوم شبکه جهانی وب است و تکامل وب را تحت نظر دارد. کمیته انتخاب برنده، ۷۸ نامزد را از ۲۲ کشور جهان بررسی کرد و از میان آنان برنز لی را شایسته دریافت جایزه دانست.
سال: ۲۰۰۶
شوجی ناکامورا
برنده: شوجی ناکامورا
ملیت:
دستاورد: اختراع دیودهای منتشرکننده نور آبی
دیودهای منتشرکننده نور یا ال‌ای‌دی‌ها از دهه ۱۹۶۰ شناخته شده بودند. مصرف انرژی ال‌ئی‌دی‌ها کم است، گرما تولید نمی‌کنند و طول عمر بالایی دارند؛ بنابراین ابزار مفیدی برای تولید نور به‌شمار می‌روند. اما علی‌رغم دهه‌ها تلاش، کسی موفق به ساخت دیود منتشر کننده نور آبی نشده بود. نور آبی برای تولید نور سفید ضروری است. در سال ۱۹۹۳ شوجی ناکامورا به وسیله ماده نیم‌رسانای گالیوم نیترید موفق به ساخت دیود نور آبی شد. سپس با ترکیب آن با نورهای قرمز و سبز، نور سفید تولید کرد. به این ترتیب یک منبع نور جدید و کم‌مصرف برای انسان ابداع کرد. علاوه بر آن ناکامورا با استفاده از همین فناوری موفق به تولید لیزر آبی شد. وی از میان ۱۰۹ نامزد از ۳۲ کشور جهان برگزیده شد.
سال: ۲۰۰۸
برنده: رابرت اس. لانگر
رابرت اس. لانگر
ملیت:
دستاورد: رهایش کنترل شده دارو
لانگر ابداع کننده پلیمرهایی است که مولکول‌های داروها را احاطه کرده و سپس آن‌ها را به آهستگی و تحت شرایط کنترل شده در بدن رها می‌کنند. در واقع پیش از کارهای لانگر نیز چنین پلیمرهایی وجود داشتند ولی تنها قادر به احاطه کردن مولکولهای ساده و کوچک بودند و با آن‌ها نمی‌شد مولکول‌های بزرگ و پیچیده را برای درمان بیماری‌هایی مثل سرطان یا دیابت به بافت‌های بدن رساند. لانگر برای حل این مشکل مولکول‌های درشت را با شبکه‌های پلیمری سه بعدی ویژه‌ای پوشاند. به نحوی که مولکول‌ها می‌توانند به آهستگی از میان این ساختارهای شبکه‌ای عبور کنند. علاوه بر آن ویژگی‌های این پلیمرها را می‌توان با استفاده از عوامل خارجی مانند میدان‌های مغناطیسی یا امواج فراصوتی نیز تغییر داد و نرخ رهایش دارو را به شکل مناسبی تنظیم کرد. این تحقیقات همچنین منجر به تولید زیست‌ماده‌هایی شد که می‌توانند جایگزین بافت‌های مختلف بدن بشوند.
سه فینالیست دیگر سال ۲۰۰۸ نیز هرکدام یک جایزه ۱۱۵۰۰۰ یورویی دریافت کردند :
گروه امانوئل دزورویر (Emmanuel Desurvire)، رندی جیلز (Randy Giles) و دیوید پین (David Payne)، برای ابداع تقویت‌کننده نوری که ظرفیت انتقال داده در فیبرهای نوری را به طرز بی‌سابقه‌ای افزایش داد.
اندرو ویتربی ، برای ابداع الگوریتم ویتربی که مخابرات رادیویی بدون خطا برای فاصله‌های بسیار دور را امکان‌پذیر کرد.
الک جان جفریز برای ابداع روش تعیین هویت ژنتیکی یا به اصطلاح «انگشت‌نگاری دی‌ان‌ای» که علاوه بر تشخیص سریع و قطعی پیوندهای خانوادگی، علوم قضایی و حقوقی را نیز متحول کرد.
سال: ۲۰۱۰
مایکل گرتزل
برنده: مایکل گرتزل
ملیت:
دستاورد: سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگدانه
مایکل گرتزل ابداع‌کننده نسل سوم سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگدانه است. این فناوری نویدبخش برق خورشیدی ارزان و پنجره‌های تولیدکننده برق است. اولین سلول‌های خورشیدی که از جنس سیلیکون بودند، در سال ۱۹۵۰ برای تامین انرژی الکتریکی ماهواره‌ها به کار رفتند. اما قیمت آن‌ها برای تولید برق در روی زمین بسیار گران بود. هرچند از آن زمان تا کنون قیمت سلول‌های خورشیدی سیلیکونی رو به کاهش بوده، ولی هنوز هم گران به حساب می‌آیند و هزینه برق تولید شده توسط آن‌ها به سختی مقرون به صرفه است. سلول‌های خورشیدی رنگدانه‌ای که به ابزار «فتوسنتز مصنوعی» نیز معروفند، از موادی ارزان‌قیمت ساخته می‌شوند و فرایند تولیدشان ساده است؛ بنابراین می‌توانند جایگزین مناسبی برای سلول‌های خورشیدی سیلیکونی گران‌قیمت باشند و برق پاک و ارزان خورشیدی را برای بشر به ارمغان آورند.
دو برنده دیگر سال ۲۰۱۰ نیز هر کدام یک جایزه ۱۵۰۰۰۰ یورویی دریافت کردند :
ریچارد فرند برای ابداع دیود گسیل نور ارگانیک یا OLEDها. این نوآوری او فصل جدیدی در ساخت لوازم الکترونیک پلاستیکی گشود. نمایشگرهای انعطاف‌پذیر، کاغذهای الکترونیک، سلول‌های خورشیدی ارگانیک ارزان و کاغذهای دیواری درخشنده، نمونه‌ای از فناوری‌هایی هستند که به کمک این نوآوری توسعه یافته‌اند.
استفن فوربر برای ابداع معماری ریزپردازنده آرم (ARM). این پردازنده‌ها با مصرف انرژی کم در عین توان پردازشی بالا، منجر به ظهور وسایل الکترونیک قابل حمل شدند.
لینوس توروالدز
سال: ۲۰۱۲
برندگان: لینوس توروالدز و شینیا یاماناکا
۱-لینوس توروالدز
ملیت: و
دستاورد: سیستم عامل متن‌باز
توروالدز هسته سیستم عامل لینوکس را در سال ۱۹۹۱ ابداع کرد. پس از آن این فناوری به سرعت همه‌گیر شد و هزاران توسعه‌دهنده و صدها شرکت در کشورهای مختلف جهان به کار بر روی آن و توسعه هسته لینوکس پرداختند. سرورهای وب و ابررایانه‌های سراسر جهان و نیز سیستم عامل اندروید مورد استفاده در گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها، تلویزیون‌های دیجیتال و… همگی از هسته لینوکس استفاده می‌کنند. امروزه میلیون‌ها نفر از این فناوری در زندگی روزمره و شغلی خود بهره می‌برند. مهمترین ویژگی لینوکس این است که یک نرم‌افزار متن‌باز است و کار کردن با آن برای عموم آزاد است.
شینیا یاماناکا
۲-شینیا یاماناکا
ملیت:
دستاورد: سلول‌های بنیادی پرتوان القایی
یاماناکا موفق به کشف روشی برای تبدیل سلول‌های بالغ به سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (به انگلیسی induced pluripotent stem cells) یا به اختصار سلول‌های iPS شد. سلول‌های iPS که می‌توانند از سلول‌های مختلف بدن به دست آیند، قادرند به انواع سلول‌های دیگر از جمله سلول‌های عصبی، استخوانی، ماهیچه‌های قلب و بافت گوارشی تبدیل شوند. به این ترتیب ساخت انواع بافت‌های بدن در آزمایشگاه ممکن شد. تا پیش از آن انجام چنین کاری فقط با استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی ممکن بود. به لطف این دستاورد چشمگیر یاماناکا و نیز پژوهش‌های مستمر او در این زمینه، هم اکنون پژوهش‌گران بسیاری در جهان در حال تحقیق بر روی سلول‌های بنیادی هستند تا بتوانند درمان‌هایی موثر برای بیماری‌های سختی مانند سرطان، دیابت و بیماری‌های شبکه عصبی مانند آلزایمر و پارکینسون پیدا کنند.
سال: ۲۰۱۴
برنده: استوارت پارکین
ملیت:
دستاورد: افزایش ظرفیت حافظه‌های مغناطیسی
استوارت پارکین
نوآوری‌های استوارت پارکین منجر به افزایش هزار برابری ظرفیت حافظه‌های مغناطیسی شد. در این حافظه‌ها، بیت‌های اطلاعات به صورت نقطه‌های مغناطیسی شده کوچکی بر روی یک صفحه ذخیره می‌شوند. در یک فضای مشخص هر چه اندازه این نقطه‌ها کوچکتر باشد، می‌توان داده‌های بیشتری ذخیره کرد. اما تا پیش از کارهای پارکین نمی‌شد این نقاط را از حد خاصی کوچکتر کرد چرا که با حسگرهای موجود دیگر خواندن آن‌ها امکان‌پذیر نبود. پارکین یک حسگر فوق‌العاده حساس برای تشخیص میدان‌های مغناطیسی بسیار کوچک ساخت. پایه این نوآوری پارکین پدیده مغناطومقاومت بزرگ (GMR) بود که در سال ۱۹۸۸ کشف شد. به موجب این پدیده با تغییر میدان مغناطیسی، مقاومت الکتریکی به شدت تغییر می‌کند. این پدیده در ساختارهایی مشاهده می‌شود که در آن‌ها چند ماده مغناطیسی و غیرمغناطیسی به صورت لایه به لایه بر روی هم چیده شده‌اند. پارکین به سرعت این کشف علمی تازه را به یک فناوری کاربردی تبدیل کرد. وی ابتدا نشان داد پدیده مغناطومقاومت بزرگ ساده‌تر از آنچه تصور می‌شد صورت می‌گیرد و در دمای اتاق نیز رخ می‌دهد. سپس روشی ساده و کاربردی برای تولید انبوه این ساختارهای چند لایه ابداع کرد و با استفاده از آن‌ها حسگر خود را ساخت. این حسگر جدید کلید افزایش ظرفیت حافظه‌های مغناطیسی بود. چرا که به وسیله آن می‌توان میدان مغناطیسی نقطه‌هایی را که هزار بار کوچکتر از قبل هستند تشخیص داد و همین امر امکان کوچک‌تر کردن نقطه‌های مغناطیسی و افزایش چشمگیر ظرفیت حافظه‌ها را فراهم کرد. این دستاورد منجر به افزایش فوق‌العاده‌ی توان گردآوری داده و نیز ذخیره اطلاعات شده و این‌ها نیز به نوبه خود زمینه‌ساز ساخت مرکزهای داده عظیم، رایانش ابری، شبکه‌های اجتماعی و پخش آنلاین فیلم و موسیقی شد.
سال: ۲۰۱۶
برنده: فرانسیس آرنولد
فرانسیس آرنولد
ملیت:
دستاورد: تکامل هدایت شده
کشفیات خانم آرنولد شاخه جدیدی در مهندسی پروتئین به نام تکامل هدایت شده را پایه‌گذاری کرد. در این فرایند از روش‌هایی مشابه با انتخاب طبیعی برای تولید پروتئین‌ها و نوکلئیک اسیدها استفاده می‌شود. طی فرایند تکامل هدایت شده، محققان جهش‌هایی تصادفی در دی‌ان‌ای ژن‌ها ایجاد می‌کنند. (به همان صورتی که این اتفاق در طبیعت رخ می‌دهد). سپس این ژن‌های جهش یافته، پروتئین‌هایی با ویژگی‌های جدید ایجاد می‌کنند که محققان از میان آن‌ها، پروتئین‌هایی که خواص مطلوب دارند را جدا کرده و همین فرایند را مجددا روی آن‌ها انجام می‌دهند. این چرخه آنقدر تکرار می‌شود تا محصول مطلوب به دست آید. فرایند تکامل هدایت شده انقلابی در روش‌های مهندسی پروتئین‌ها که عموما آهسته و پرهزینه بودند به وجود آورده‌است. هم اکنون این روش در صدها آزمایشگاه و شرکت صنعتی در سراسر جهان یه کار گرفته می‌شود و پروتئین‌هایی که به این روش تولید می‌شوند، جایگزین مواد اولیه نفتی یا گران‌قیمتی شده‌اند که برای تولید محصولاتی مانند سوخت‌ها، داروها، انواع کاغذها و کودها و سم‌های کشاورزی به کار می‌رفتند. این فناوری مسیر حرکت به سمت شیمی سبز و انرژی‌های تجدیدپذیر را هموار می‌کند.
سال: ۲۰۱۸
تومو سونتولا
برنده: تومو سونتولا
ملیت:
دستاورد: فناوری لایه‌نشانی اتمی
دکتر «تومو سونتولا» (Toumo Suntola) جایزه فناوری هزاره ۲۰۱۸ را به خاطر ابداع و توسعه «فناوری لایه‌نشانی اتمی» (Atomic Layer Deposition به اختصار ALD) دریافت کرد. این فناوری تولید لایه‌های مواد در مقیاس اتمی را امکان‌پذیر کرد و موجب شکوفایی صنایع مختلف به‌ویژه در زمینه تولید ریزپردازنده‌ها و حافظه‌های کامپیوتری شد.
لایه‌نشانی اتمی، فرایندی چند مرحله‌ای است که در هر مرحله آن، واکنشی اشباع شونده روی یک سطح انجام می‌شود و لایه‌ای به ضخامت یک اتم ایجاد می‌کند. به عنوان مثال برای تولید ماده AB، بستری تهیه می‌شود که مولکول‌های آن در سطح خارجی به اتم‌های A ختم می‌شوند. سپس بخاری که حاوی اتم‌های B است با سطح تماس داده می‌شود تا اتم‌های A و B با هم واکنش دهند. هنگامی که تمام اتم‌های A واقع در سطح با اتم‌های B موجود در بخار واکنش دادند، واکنش اشباع و متوقف می‌شود و لایه‌ای اتمی با پیوندهای A-B روی سطح ایجاد می‌شود، با این تفاوت که در این حالت اتم‌های B سطح خارجی را پوشانده‌اند. سپس همین واکنش با بخاری که حاوی اتم‌های A است انجام می‌شود. این واکنش‌ها را می‌توان به طور متناوب و به دفعات لازم تکرار کرد تا ماده مورد نظر با ضخامت لازم به دست آید.
لایه‌نشانی اتمی کاربردهای متنوعی در فناوری‌های پیشرفته امروزی دارد. تمام کامپیوترها و گوشی‌های هوشمند وابسته به قطعاتی هستند که با لایه‌های نازک حاصل از این فناوری ساخته می‌شوند. علاوه بر آن برای افزایش کارایی سلول‌های خورشیدی، لامپ‌های ال‌ای‌دی، باتری‌های لیتیوم-یون، تولید مواد دوست‌دار محیط زیست برای صنایع بسته‌بندی، تولید ایمپلنت‌های پزشکی و روکش‌دهی نقره‌جات برای جلوگیری از تیره شدن، از این فناوری استفاده می‌شود.
تحقیقات اولیه در مورد لایه‌نشانی اتمی نخستین بار در اتحاد شوروی سابق توسط پروفسور «والنتین ب. السکوفسکی» (Valentin B. Aleskovsky) (۱۹۱۲-۲۰۰۶) و «استانیسلاو ل. کولتسوف» (Stanislav L. Koltsov) (۱۹۳۱-۲۰۰۳) انجام شد. دکتر تومو سونتولا این فناوری و تجهیزات صنعتی لازم برای تولید لایه‌های نازک را در دهه ۱۹۷۰ توسعه داد و تولید آن‌ها در مقیاس صنعتی را به انجام رساند. از سال ۲۰۰۰ به بعد لایه‌نشانی اتمی راه خود را به صنایع تولید نیم‌رساناها باز کرد که این امر موجب شکوفایی هر دو فناوری نیم‌رساناها و لایه‌نشانی اتمی شد.