مقدمه

با توجه به پتانسیل‌های شگفت‌انگیز نانو فناوری، امروزه طیف وسیعی از مواد نانویی، اعم از انواع نانو ذرات، نانو پوشش‌ها، نانو لوله‌ها و ...، در صنایع مختلفی بکار گرفته می‌شوند. در این بین، گرافن را می‌توان یک نوآوری بدیع و انقلابی در حوزه فناوری نانو دانست که به دلیل خواص و ویژگی‌های منحصربه‌فرد، تحولات بزرگی در صنایع مختلف پدید آورده است. شرکت‌های زیادی در زمینه توسعه و تجاری‌سازی کاربردهای جدید برای مواد گرافنی فعالیت دارند، اما در این بین، برخی از آن‌ها به دلیل شناسایی فرصت‌های جدید و شکار آن‌ها، متمایز از دیگران هستند. مثال بارز این موضوع، شرکت استارت‌آپی «فلکس‌تراپاور» (Flextrapower) است که در ابتدا با هدف توسعه نوعی ابزار بهداشتی پیشگیرانه برای تشخیص زودهنگام زخم پای دیابتی شکل گرفت. جالب اینجا است که با شیوع اپیدمی کووید-19 و نیاز فزاینده به تجهیزات پیشگیری از انتشار ویروس، این شرکت به سراغ تولید ماسک‌های گرافنی رفت و عملاً توانست یک تهدید جدی محیطی را به فرصتی برای رشد بیشتر تبدیل نماید.

در این نوشتار از سلسله مقالات معرفی استارت‌آپ‌های موفق نانویی، با روند شکل‌گیری فلکس‌تراپاور و محصولات و فناوری‌های آن آشنا می‌شویم.

از زخم پای دیابتی تا کرونا ویروس

اپیدمی کووید-19، همه ابعاد زندگی بشر، از روابط شخصی گرفته تا حمل‌ونقل، اقتصاد و حتی آموزش را تحت تأثیر خود قرار داده است. از سال 2019 میلادی که زمزمه‌های شیوع یک بیماری واگیردار جدید در چین به گوش رسید، کم‌کم تمامی کشورهای جهان با این چالش مواجه شده و هنوز هم نتوانسته‌اند به‌طور کامل از آن رها شوند. با این حال، تلاش برای مقابله با بیماری، از همان روزهای نخستین آغاز گردید و نتیجه این تلاش‌ها، طیف وسیعی از تجهیزات پیشگیری نظیر ماسک، دستکش و مواد ضدعفونی، انواع روش‌های درمانی و البته واکسن‌ها و قرص‌های مختلف برای جلوگیری از ابتلا یا کاهش حالات سخت بیماری بوده است. تقریباً می‌توان گفت که فناوری نانو در تمامی این حوزه‌ها پیشگام بوده و با توجه به پتانسیل‌های ذاتی، به یک ابزار کارآمد در مقابله با بیماری تبدیل شده است. این امر تا به آنجا پیش رفته که نوعی قانون نانوشته در فضای کسب‌وکارهای نانویی شکل گرفته است: «به‌عنوان یک بنیان‌گذار و کارآفرین موفق، وظیفه شما است که نشان دهید چگونه استارت‌آپ، محصول و فناوری ابداعی، به مبارزه با ویروس کرونا کمک می‌کند». فلکس تراپاور با تولید و عرضه ماسک‌های گرافنی، به خوبی این وظیفه را به انجام رسانده است!

این استارت‌آپ، در سال 2015 میلادی و با هدف طراحی و تولید نوعی کفی هوشمند برای پای بیماران دیابتی تأسیس گردید. یکی از پیامدهای شایع بیماری دیابت، زخم پا است که بسیاری از بیماران را برای مدت طولانی درگیر می‌کند. هدف فلکس‌تراپاور، تولید نوعی کفی هوشمند برای نظارت مداوم و از راه دور بر پای بیمار و تشخیص زودهنگام زخم پا (حتی قبل از ایجاد زخم) بود. طی سال‌های اخیر و در کنار این ابزار بهداشتی پیشگیرانه، فلکس‌تراپاور بر روی ایده‌های جانبی دیگری هم کار کرده که نتیجه آن‌ها را می‌توان در قالب ماسک‌های گرافنی و تی‌شرت‌های بیومتریک حاوی سنسورهای نانویی مشاهده نمود.

همان‌طور که در وب‌سایت این شرکت هم اشاره شده، چشم‌انداز این استارت‌آپ، حس کردن چیزهای نامرئی و کمک به مردم برای داشتن یک زندگی سالم‌تر است. این چشم‌انداز که بر حوزه سلامت و بهداشت تأکید دارد، به خوبی در فناوری‌ها و محصولات توسعه یافته هم مشهود است. به‌عنوان نقطه آغاز شکل‌گیری کسب‌وکار، باید به ماه‌های ابتدایی سال 2015 میلادی باز گردیم. در آن زمان، لین لی (Linh Le)، بنیان‌گذار و مدیرعامل فعلی فلکس‌تراپاور، نخستین پتنت خود را با موضوع گرافن و نحوه چاپ روی پارچه دریافت کرد. همین رویکرد ثبت اختراع، نشان می‌دهد که «لین لی» نمی‌خواست نتایج تحقیقات و پژوهش‌هایش در لابه‌لای مقالات علمی مستتر بماند. او می‌خواست علم و تخصص خود را در قالب فناوری‌های جدید، به محصولات کاربردی تبدیل نموده و زندگی مردم را بهبود دهد. به همین دلیل بود که فلکس‌تراپاور متولد شد.

ایده اولیه این شرکت نوپا و خلاق، کفی هوشمند و اپلیکیشن همراه آن بود که امکان نظارت از راه دور و تشخیص زودهنگام زخم پای دیابتی را فراهم می‌ساخت. در ادامه و با شیوع اپیدمی، لین و همکارانش سعی کردند تا گرافن را به نحو دیگری هم به کار ببرند. وی در این باره می‌گوید: «گرافن دارای خواص ضدویروسی است که آن را به ماده‌ای قدرتمند در فیلتر ماسک تبدیل می‌کند. این ماسک‌های گرافنی، کاملاً پایدار و ایمن بوده و تنفس را تسهیل می‌سازد».

چشم‌انداز بلند مدت فلکس‌تراپاور، استفاده از گرافن و فناوری‌های پتنت شده شرکت برای توسعه و تولید مجموعه‌ای از محصولات و پلتفرم‌های نظارت از راه دور است که سلامت و رفاه بیشتر بشر را در پی خواهد داشت.

محصولات و فناوری‌ها

تمامی محصولات و فناوری‌های ابداعی فلکس‌تراپاور، از مواد گرافنی به‌عنوان یک ابزار سنجش و ضدویروس استفاده می‌کنند. گرافن، نازک‌ترین و در عین حال مستحکم‌ترین ماده جهان است که از تنها یک لایه اتم کربن تشکیل شده است. با توجه به قابلیت‌های بی‌نظیر این ماده، تیم کاری استارت‌آپ توانسته شش فناوری انحصاری را توسعه داده و تمامی آن‌ها را در سیستم پتنت به ثبت برساند. همان‌طور که اشاره شد، یکی از مهم‌ترین این پتنت‌ها، پوشیدنی‌های مجهز به سنسورهای گرافنی است که در سال 2015 میلادی، توسط «لین لی» به ثبت رسید.

مهم‌ترین محصولات فلکس‌تراپاور عبارتند از:

1. ماسک گرافنی: این ماسک سه لایه، حاوی یک لایه خاص گرافنی است که حافظت در برابر ویروس‌های معلق در هوا، مانند کرونا ویروس را به شدت افزایش می‌دهد. اخیراً مطالعات متعددی پیرامون خواص ضدویروسی گرافن انجام گرفته که در یکی از آن‌ها، به‌طور خاص بحث می‌شود که چگونه صفحات تیز اکسید گرافن قادر است تا ویروس‌ها را قبل از ورود به بدن سوراخ نماید. فیلتر گرافنی به کار رفته در ماسک، به راحتی قابل شستشو و استفاده مجدد بوده و این یک مزیت بالقوه برای این ماسک‌ها تلقی می‌شود. علاوه بر این، آب‌گریزی فیلتر، تنفس را ساده‌تر نموده و ماسک را به یکی از راحت‌ترین ماسک‌های موجود در بازار تبدیل می‌کند.

2. کفی هوشمند: کفی هوشمند تولید شده توسط فلکس‌تراپاور، شامل یک لایه سنسور گرافنی است که روی یک بستر الکترونیکی انعطاف‌پذیر قرار گرفته و یکپارچه شده است. ورق‌های گرافن، دارای استحکام مکانیکی و انعطاف‌پذیری بالایی هستند که امکان ایجاد سنسورهای بسیار منعطف و نازک و در عین حال با کاربری راحت را ممکن می‌سازند. همچنین گرافن رسانایی الکتریکی و حرارتی بالایی از خود نشان می‌دهد که فناوری سنجش را بسیار دقیق می‌کند. برای این کفی هوشمند، 16 سنسور مورد استفاده قرار گرفته که به‌طور مداوم، دما و فشار پا را کنترل نموده و اطلاعات را به اپلیکیشن مرتبط ارسال می‌کنند. این فرآیند، یک سد دفاعی قدرتمند و قابل اتکا در برابر زخم‌های خطرناک پا محسوب شده که در اثر بیماری‌هایی نظیر دیابت مزمن شکل می‌گیرند. گفتنی است که این زخم‌های دیابتی بسیار شایع بوده و تبعات زیادی (حتی قطع پا) برای بیمار به همراه دارند. استفاده از کفی ابداعی فلکس‌تراپاور، به‌طور مداوم سلامت پای کاربر را زیر نظر داشته و با ارسال هشدار به موقع، امکان مشورت با پزشک و آغاز فرایند درمان را در بهینه‌ترین زمان ممکن فراهم می‌کند.

3. پیراهن هوشمند برای ورزشکاران: یکی دیگر از پروژه‌های جدید فلکس‌تراپاور، توسعه نوعی سنسور پارچه‌ای الکترومیوگراف (EMG) مبتنی بر گرافن است که اندازه‌گیری فعالیت عضلانی و کمک به پیشگیری یا تشخیص آسیب‌های فیزیکی در فعالیت‌های ورزشی حرفه‌ای را ممکن می‌سازد. این سنسور، بر روی آستین چاپ شده و عملاً یک تی‌شرت معمولی را به یک ابزار اندازه‌گیری قدرتمند بیومتریک تبدیل می‌کند.

لازم به تأکید است که سیگنال‌های الکتریکی تابش شده از ماهیچه‌ها، رابطه مستقیم و معناداری با عملکرد ماهیچه‌ها داشته و یک ابزار تشخیصی مهم و ارزشمند به حساب می‌آیند. همین موضوع، نقطه کانونی ایده جدید فلکس‌تراپاور قرار گرفته است. بر این اساس، لباس‌ها می‌توانند سیگنال‌های نورون‌های حرکتی را در امتداد رشته‌های عصبی و در سراسر اتصالات عصبی عضلانی جمع‌آوری کنند. هدف نهایی، توسعه یک پیراهن هوشمند نوآورانه است که چالش‌های فعلی را برای نظارت روزانه «EMG» مرتفع نموده و ارزیابی دقیق و مستمر بدن کاربران را ممکن می‌سازد.

همکاری‌های فناورانه

با توجه به اهمیت و کاربرد گسترده محصولات نظارتی بهداشتی (به‌ویژه کفی‌های هوشمند)، فلکس‌تراپاور با شرکای مختلفی وارد همکاری‌های فنی و بالینی شده و سعی نموده تا از رویکرد نوآوری باز برای بهترین مسیر دستیابی به محصول نهایی استفاده کند. این همکاری‌های فناورانه که به اشکال مختلف، از مشارکت در تحقیق و توسعه گرفته تا همکاری تحقیقاتی در زمینه عملکرد و کاربرد گرافن و نیز همکاری بالینی برای آزمایشات کارایی محصولات انجام می‌گیرد، هزینه فرآیند نوآوری را کاهش داده و در عین حال، کارایی را افزایش می‌دهند.

از مهم‌ترین شرکای این استارت‌آپ می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• «MetLife» (یک هولدینگ بزرگ بیمه با بیش از 90 میلیون مشتری از 60 کشور جهان)
• «W.L. Gore & Associates» (یک شرکت چندملیتی و سازنده پارچه‌های «Gore-Tex» ضد آب و تنفسی)
• «NYU Langone» (یکی از برترین مراکز پزشکی دانشگاهی آمریکا که مجموعه خدمات تخصصی خود را در حوزه‌های مختلف، اعم از مراقبت‌های قلبی و عروقی، سرطان، مراقبت‌های اسکلتی و عضلانی و خدمات تخصصی کودکان ارائه می‌دهد.)
• «National Science Foundation» (یک بنیاد مستقل که از تحقیقات و آموزش بنیادین در تمامی زمینه‌های غیرپزشکی علوم و مهندسی حمایت می‌کند.)

جذب سرمایه

فلکس‌تراپاور در حوزه فناوری‌های پیشرفته فعالیت دارد و طبیعتاً این نوآوری‌ها، به سرمایه‌گذاری قابل توجهی نیاز دارند. از سوی دیگر، از آنجا که ریسک شکست در پروژه‌های این‌چنینی بالا است، سرمایه‌گذاری در آن‌ها با چالش‌های مختلفی مواجه است. همین موضوع، باعث شده تا روش‌های تأمین مالی استارت‌آپ‌ها و همکاری با شرکای ذینفع (مانند شرکت‌های بیمه)، در دستور کار مدیران فلکس‌تراپاور قرار گیرد.

نخستین سرمایه جذب شده، 225 هزار دلار و در قالب یک گرنت پژوهشی بوده که در دسامبر 2016 صورت گرفت. از آن زمان، مجموعه‌ای از دورهای تأمین مالی تا سال 2019 دنبال شد که مجموع سرمایه جذب شده را به 1.2 میلیون دلار رسانید. جالب اینجا است که در آخرین تأمین مالی صورت گرفته، نام شرکت‌های «MetLife Digital» و «Techstars» به چشم می‌خورد که نشان‌دهنده نوعی همکاری فناورانه بین فلکس‌تراپاور و هولدینگ‌های بیمه جهت بهره‌مندی مشترک از مزایای فناوری نهایی (کفی هوشمند) است.