معرفی ۱۰ فناوری نوظهور ۲۰۲۵: از باتری ساختاری تا درمانهای زیستی
مجمع جهانی اقتصاد (WEF) با همکاری بنیاد فرانتیرز ۱۰ فناوری نوظهور را معرفی کرده که اکنون در «نقطه عطف» خود قرار گرفتهاند؛ یعنی به مرحلهای رسیدهاند که دیگر صرفاً دستاورد علمی نیستند، بلکه قابلیت اجرای واقعی با اثرگذاری اجتماعی و اقتصادی ملموس را یافتهاند

مجمع اقتصاد جهانی فناوریهایی را شناسایی کرده است که در نقطه عطف خود قرار دارند؛ یعنی جایی که دستاورد علمی به پتانسیل عملی میرسد و با فهرست کردن آنها بینش خاصی را در اختیار رهبران دولت، کسبوکار و علم قرار دهد.
هر فناوری در این گزارش با دقت بر اساس نوآوری، پیشرفت توسعه و پتانسیل دگرگونکنندهاش ارزیابی شده است. از موادی که انرژی را در ساختار خود ذخیره میکنند تا درمانهای نوین برای بیماریهای تحلیلبرنده عصبی، این نوآوریها از سطح نظری فراتر رفتهاند و توانمندی خود را در تقویت قابلیت سازگاری و شکوفایی جوامع نشان دادهاند.
آنچه این گزارش را ارزشمند میسازد، نه تنها نگاه فراتر از چیستی فناوریهاست، بلکه تمرکز بر این است که این فناوریها چه دگرگونیهایی میتوانند پدید آورند. هر بخش این گزارش شامل یک چشمانداز استراتژیک است که آیندههای ممکن را در صورت تحقق کامل این نوآوریها ترسیم میکند. این سناریوهای آیندهنگر به خوانندگان کمک میکنند تا امکانات تحولآفرین را ببینند و انگیزه لازم برای گذار از ایدههای نویدبخش به پیادهسازی گسترده را به دست آورند.
فناوریهای این نسخه از گزارش، الگوهایی هیجانانگیز را آشکار میکنند: ترکیب سامانههای انرژی با مواد پیشرفته، بهرهگیری از رویکردهای زیستی برای بهبود سلامت انسان، بازاندیشی در فرایندهای صنعتی به منظور پایداری و خلق پایههای نوین برای اعتماد در سامانههای متصل. هر یک نه تنها گامی فنی به شمار میآیند، بلکه مسیرهایی به سوی جوامعی تابآورتر و پایدارتر را میگشایند.
گزارش «۱۰ فناوری نوظهور برتر» به بررسی فناوریهایی میپردازد که قرار است تأثیر چشمگیری بر زندگی ما بگذارند. از نشانهگذاری محتوای تولید شده توسط هوش مصنوعی گرفته تا روشی سبزتر برای تولید کود شیمیایی، این به فناوریهایی میپردازد که در آستانه اثرگذاری گسترده در دنیای واقعی هستند.
این گزارش نورافکن خود را بر فناوریهای پیشگامی میتاباند که در نقطه عطفی قرار دارند؛ جایی که پیشرفت علمی در حال تبدیل شدن به اثرگذاری عملی در دنیای واقعی است. هر یک از ۱۰ فناوری انتخاب شده در سال جاری، به دلیل نوآوری، سطح بلوغ توسعه و پتانسیل آنها برای ایجاد منافع معنادار اجتماعی برگزیده شدهاند.
چهار روند کلیدی قابل ردیابی در میان فناوریهای سال ۲۰۲۵:
اعتماد و امنیت در جهانی بههم پیوسته
زیستفناوریهای نسل جدید برای سلامت انسان
بازطراحی پایداری در صنایع
ادغام انرژی و مواد
گزارش همچنین به رشد روند «همگرایی فناوریها» اشاره دارد. به عنوان مثال، ترکیب هوش مصنوعی با سامانههای زیستی، یا نقش مواد جدید در پیشبرد انرژی پاک، از نمونههای این همگرایی هستند.
با توجه به اینکه انتظار میرود این فناوریها ظرف سه تا پنج سال آینده به تأثیرگذاری واقعی برسند، چندان طولی نخواهد کشید که آنها در مواجهه با ریسکهای جهانی مهمی مانند اطلاعات نادرست، آلودگی و تنشهای اقلیمی نقشآفرینی کنند.
تعریف این گزارش از «فناوری نوظهور» هم نوآوریهای کاملاً جدید را در بر میگیرد و هم فناوریهای موجودی را که به شیوههایی دگرگونکننده و نو برای حل مسائل متفاوت بهکار گرفته میشوند. این رویکرد فراگیر، بر این نکته تأکید دارد که ظهور فناوری میتواند از مسیرهای متعددی رخ دهد؛ چه از طریق کشفیات کاملاً نو و چه از طریق کاربردهای تازه برای فناوریهای موجود که اثرگذاری متفاوت و قابلتوجهی ایجاد میکنند.
پاسخدهندگان به این نظرسنجی—که نماینده جامعه جهانی متشکل از پژوهشگران و دانشگاهیان معتبر بودند—اطلاعاتی درباره فناوری نامزد شده ارائه کردند، از جمله: نام فناوری، توضیح آن، دستاوردهای کلیدی، مطالعات موردی، تأثیر بالقوه آن بر اقتصاد، محیطزیست و جامعه، و همچنین ریسکهای احتمالی همراه با آن فناوری.
در سال ۲۰۲۵، بیش از ۲۵۰ فناوری معتبر توسط متخصصان دانشگاهی و صنعتی پیشنهاد شد. برای غربال این دادهها، از تحلیلگر روندهای هوش مصنوعی استفاده شد که توسط نشریه «فرانتیرز» توسعه یافته و فناوریها را با مفاهیم کلیدی مرتبط میکند و سپس فراوانی این مفاهیم را در مقالات علمی طی یک بازه ۱۰ ساله بررسی کرده است. بر پایه این تحلیل، امتیاز میانگینی از «رونق و رشد» فناوریها به دست آمد که نشان میدهد هر فناوری تا چه اندازه در ادبیات پژوهشی در حال گسترش و جلب توجه است.
همچنین، هر فناوری با استفاده از چارچوب «تابآوری برای رشد پایدار و فراگیر» از کنسرسیوم تابآوری مجمع جهانی اقتصاد ارزیابی شد تا ظرفیت آنها در حل چالشهای نظاممند و تقویت توانمندیهای تطبیقی نسلهای آینده سنجیده شود.
۱. کامپوزیتهای باتری ساختاری
ادغام انرژی و مهندسی در حرکت
کامپوزیتهای باتری ساختاری یک فناوری ترکیبی است که هم باتری است و هم بخشی از بدنه وسیله. یعنی مثلاً به جای اینکه در یک ماشین برقی، باتری یک قطعه مجزا باشد که فقط برق تولید کند، میتواند بخشی از بدنه ماشین (مثل سقف یا درها) باشد. در این صورت هم برق ذخیره میکند و هم وزن ماشین را تحمل میکند و در واقع وزن خودرو را به اندازه یک باتری کاهش میدهد. در این صورت، هم در میزان فضا صرفهجویی میشود، هم وزن ماشین کمتر میشود و هم بازدهی بالا میرود.
کامپوزیتهای باتری ساختاری اجزای مکانیکی باربر را با ذخیرهسازی انرژی قابل شارژ در یک سیستم یکپارچه ترکیب میکنند. به بیان ساده، این فناوری اجازه میدهد که کامپوزیتها درست مانند باتریهای لیتیوم-یونی سنتی انرژی ذخیره کنند، با این تفاوت که در عین حال خود این باتریها به عنوان اجزای سازهای سخت و باربرِ خودرو یا ساختمانی که انرژی آن را تأمین میکنند نیز عمل میکنند.
این کامپوزیتها میتوانند شامل الیاف کربن، رزین اپوکسی یا دیگر مواد سبک و مقاوم باشند که امکان چاپ سهبعدی دارند و میتوان آنها را از نظر مساحت سطح و استحکام سازهای برای افزایش بهرهوری بهینهسازی کرد.
کاربردهای این فناوری بسیار گسترده است، از خودروهای الکتریکی (EV) گرفته تا فناوریهای هوافضا.
مفهوم باتریهای ساختاری طی ۲ دهه گذشته از دل پیشرفتهای علم مواد، به ویژه در زمینههای کامپوزیتها، باتریها و الکتروشیمی، به وجود آمده است. این فناوری هنوز در مراحل اولیه تجاریسازی است، اما پیشرفت چشمگیری داشته است. امروزه بسیاری از خودروهای برقی از باتری به عنوان بخشی از ساختار خودرو استفاده میکنند، اما کامپوزیتهای باتری ساختاری پا را فراتر گذاشته و امکان تبدیل تمام پنلهای بدنه به اجزایی که هم انرژی ذخیره میکنند و هم بار سازهای را تحمل میکنند، فراهم میسازند.
در آینده، ممکن است تمام بخشهای سخت بدنه وسایل نقلیه از جمله درها و سقف نیز نقش ذخیرهسازی انرژی را ایفا کنند. برای مثال، شرکت ایرباس در حال آزمایش استفاده از این کامپوزیتها در هواپیماها است، در حالی که تحقیقات دانشگاهی همچنان به دنبال مواد جدید و روشهای بهینه برای افزایش عملکرد هستند. کاربردهای فعلی شامل پنلهای بدنه خودرو و قاب پهپادها است، اما در آینده ممکن است بدنه اصلی هواپیما نیز به این فناوری مجهز شود.
۲. سیستمهای توان اسمزی
هدایت نمک به سوی انرژی
سامانههای انرژی اُسمزی با بهرهگیری از تفاوت میزان شوری (مقدار نمک) در ۲ منبع آبی مختلف، به روشهای گوناگون انرژی تولید میکنند. این سامانهها پاک، تجدیدپذیر و با تأثیرات زیستمحیطی اندک هستند و منبعی پایدار و پیوسته از انرژی را فراهم میکنند. این در حالی است که منابع تجدیدپذیر رایج مانند انرژی خورشیدی و بادی، ممکن است بسته به شرایط آبوهوایی در طول روز دچار نوسانات شدید تولید شوند.
اگرچه این مفهوم نخستینبار در سال ۱۹۷۵ مطرح شد، اما در آن زمان به دلیل محدودیتهای عملکردی غشاها -مانند جریان ناکافی آب از طریق غشا و میزان اندک توان تولیدی حتی در سامانههای با سطح وسیع- قابل اجرا نبود. برای حل این مشکلات، پیشرفتهای اخیر منجر به تولید مواد جدید و طراحیهای تازهای برای سامانهها شدهاند که عبور جریان از غشاها را تسهیل میکنند.
۲ طراحی کلی برای سامانههای انرژی اسمزی وجود دارد:
اسمز با فشار تأخیری
در این روش، از غشاهای نیمهتراوای خاص استفاده میشود که تنها به آب اجازه عبور از محیط با شوری پایین به محیط با شوری بالا را میدهند. با افزایش حجم آب در یک سمت غشا، اختلاف فشار ایجاد میشود و این فشار میتواند یک توربین را به حرکت درآورد. در نتیجه این چرخش، برق تولید میشود.
همچنین بخوانید: «توبولار»: صندلیای از ضایعات صنعتی که به یک اثر هنری تبدیل شد
الکتردیالیز معکوس
در این روش از غشاهای تبادل یونی استفاده میشود که به صورت انتخابی اجازه میدهند کاتیونها (یونهای مثبت) و آنیونها (یونهای منفی) به سمت مخالف یکدیگر حرکت کنند. نیروی محرک این حرکت، اختلاف شوری میان ۲ طرف غشا است. این جریان الکتریکی مستقیم در نهایت برای تولید برق به کار گرفته میشود.
این فناوریها در حال حاضر هم در آزمایشگاهها و هم در حال توسعه تجاری هستند. برای نمونه، شرکت فرانسوی «سوئیچ انرژی» در سال ۲۰۲۴ پروژهای به نام OsmoRhône ۱ را برای نصب سامانههای انرژی اُسمزی آغاز کرده است. شرکت دانمارکی «سالتپاور» که در سال ۲۰۱۵ تأسیس شد، هماکنون از محلولهای فوقاشباع نمک که از منابع زمینگرمایی بالا میآیند، برق تولید میکند.
در مجموع، این فناوری مبتنی بر اصول علمی شفاف و غیرمناقشهبرانگیز برای استحصال انرژی از اختلاف شوری است. فراتر از مسائلی مانند مجوزهای قانونی و ارزیابیهای زیستمحیطی و اجتماعی، در صورت سرمایهگذاری مالی کافی، مانع جدیای برای گسترش این فناوری در سطح وسیع وجود ندارد.
۳. فناوریهای پیشرفته هستهای
آوردن نسل جدید انرژی هستهای برای پیشبرد توسعه
نیاز جهانی به انرژی با سرعت در حال افزایش است؛ این افزایش ناشی از رشد حملونقل الکتریکی، ظهور فناوریهایی مانند هوش مصنوعی و تلاش برای کاهش انتشار کربن به منظور دستیابی به اهداف اقلیمی است. شبکههای برق در سراسر جهان باید به گونهای گسترش یابند که این بار اضافی را در عین حفظ پایداری، مقاومت و مقرونبهصرفه بودن پاسخ دهند.
در پاسخ به نیاز به گزینههای انرژی سبز، موجی تازه از نوآوریهای فناورانه در حوزه انرژی هستهای آغاز شده است. راکتورهای نسل سوم که اغلب از نوع «راکتورهای آب تحت فشار» هستند، از سوختهای مقاوم در برابر سانحه و سامانههای ایمنی بهبود یافته استفاده میکنند. در همین حال، راکتورهای نسل نیز پیشنهادهایی شامل خنککنندههای جایگزین مانند فلزات مذاب، نمکهای مذاب یا گازهایی مانند هلیوم را ارائه میدهند. این خنککنندههای جدید در دمای بالاتر و فشار پایینتر کار میکنند و منجر به طراحی سادهتر راکتورها، افزایش ایمنی و کاهش هزینهها میشوند.
همچنین یک روند رو به رشد دیگر، کوچکسازی نیروگاهها است. طراحیهایی در حال توسعهاند که امکان میدهند اجزای اصلی نیروگاه در کارخانه ساخته شده و سپس به محل نصب منتقل شوند. این راکتورها که به آنها «راکتورهای کوچک مدولار» گفته میشود، معمولاً حدود یک سوم ظرفیت تولیدی راکتورهای سنتی را دارند. با استفاده از چند SMR مشابه در کنار هم، میتوان بدون نیاز به طراحیهای سفارشی و پرهزینه، به ظرفیت بالا رسید. این ویژگی، SMRها را به گزینهای جذاب برای تولید پراکنده انرژی بدل میکند.
دولتها سرمایهگذاری عمومی گستردهای برای راکتورهای مدولار کوچک و طراحیهای مبتنی بر خنککنندههای نوین اختصاص دادهاند. این سرمایهگذاریها شامل ساخت تأسیسات جدید برای تولید سوخت هستهای و کارخانههای غنیسازی نیز میشود و انتظار میرود تا پایان این دهه به استقرار این راکتورها بینجامد.
در حال حاضر، تنها چند کشور به طور جدی در راکتورهای بزرگ خارج از روسیه و چین سرمایهگذاری میکنند. به طور خاص، کره جنوبی دارای ۲۶ راکتور هستهای است که حدود یک سوم برق این کشور را تأمین میکنند. امارات متحده عربی نیز در قالب استراتژی انرژی پاک خود، قصد دارد تا سال ۲۰۵۰ حدود ۱۶۳ میلیارد دلار سرمایهگذاری کند تا نیمی از برق کشور از منابع هستهای و تجدیدپذیر تأمین شود.
در حالیکه آینده کوتاه مدت انرژی هستهای همچنان وابسته به راکتورهای شکافت است، هدف بلندمدت بسیاری از کشورها دستیابی به گداخت هستهای (fusion) است؛ فرآیندی که در آن اتمهای هیدروژن به هم میپیوندند تا هلیوم تولید کنند و در این مسیر انرژی عظیمی آزاد میشود. مشابه همان چیزی که در خورشید رخ میدهد.
اگرچه هنوز هیچ راکتور گداختی نتوانسته انرژی خالص تولید کند، اما اعتماد زیادی وجود دارد که در یک تا ۲ دهه آینده، این منبع تقریباً نامحدود و پاک از انرژی به بلوغ برسد.
۴. درمانهای زیستی مهندسیشده
میکروبهایی که به صورت برنامهریزیشده درمان تولید میکنند
درمانهای زیستی مهندسیشده، نسل پیشرفتهای از پروبیوتیکها هستند که شامل میکروبها، سلولها و قارچهایی میشوند که با سلامت انسان در ارتباطند و به گونهای طراحی میشوند که بتوانند مواد درمانی مانند داروها، آنزیمها و هورمونها را به صورت کنترلشده و پایدار در بدن تولید کنند. برای این کار، دستورالعملهای ژنتیکی لازم برای تولید این مواد درمانی، به درون این سیستمهای زیستی وارد میشود.
ویژگی مهم این رویکرد، امکان افزودن مکانیسمهای زیستی کنترلکننده است که میتوانند تولید مواد درمانی را تنظیم کننده از طریق محرکهای تحت کنترل بیمار و چه در پاسخ به سیگنالهای مشخص و قابل تشخیص بیماری تا فعالسازی دارو بهشکلی دقیق و ایمن انجام شود.
تولید دارو در داخل بدن میتواند بسیاری از مشکلات داروهای سنتی را برطرف کند؛ بهویژه در مورد داروهای زیستی گران قیمت. این داروها معمولاً در محیط آزمایشگاه با استفاده از سلولهای مهندسیشده تولید میشوند و سپس مراحل طولانی و پرهزینهای برای خالصسازی، فرآوری و فرمولاسیون آنها طی میشود. اما اگر این داروها مستقیماً در بدن بیمار تولید شوند، دیگر نیازی به آن مراحل زمانبر و گرانقیمت نیست؛ مراحلی که معمولاً ۷۰ درصد از هزینه تولید دارو را شامل میشوند.
همچنین برای داروهایی که نیاز به تزریقهای مکرر دارند، تولید پایدار آنها در بدن میتواند باعث ثبات سطح دارو و افزایش پایبندی بیمار به درمان شود که موضوعی حیاتی در بیماریهایی مانند دیابت به شمار میرود.
این دستاوردها به لطف پیشرفتهای علم زیستشناسی ترکیبی (synthetic biology) و مهندسی ژنتیک ممکن شدهاند. تحقیقات در این زمینه در آمریکا، اروپا و چین در حال انجام است و چندین شرکت در حال توسعه تجاری این فناوری هستند.
برای مثال شرکت «کاریوت بیوساینس» در آمریکا در حال توسعه سیستمهای میکروبی است که با تنها یک دوز، دارو را وارد جریان خون میکنند و نیاز به تزریقهای مکرر را از بین میبرند.
شرکت فنلاندی «آوریلیس تراپیوتیکس» در مرحله دوم کارآزمایی بالینی، از باکتریهای پروبیوتیکی اسید لاکتیک مهندسیشده استفاده میکند که همزمان سه نوع پروتئین درمانی را برای درمان زخم پای دیابتی تولید میکنند.
نکته بسیار مهم در این فناوری، ایمنی آن است. توسعهدهندگان به طور جدی در حال بررسی و رفع نگرانیهایی مانند موارد زیر هستند:
انتقال ناخواسته ژنتیکی
واکنشهای ایمنی بدن
آزاد شدن این موجودات به محیط زیست هستند.
در حال حاضر، راهکارهایی در مرحله تحقیقاتی وجود دارد، از جمله:
برنامههای ژنتیکی یا متابولیکی که رشد این میکروبها را در زمان مشخص متوقف یا آنها را از بین میبرند،
یا بستهبندی آنها در کپسولهای پلیمری ایمن.
فراتر از چالشهای علمی و فناورانه، چارچوبهای قانونی و نظارتی نیز باید توسعه پیدا کنند. برای مثال، در اروپا، مقرراتی تحت عنوان داروهای پیشرفته درمانی تعریف شده که به نهادهای بهداشتی اجازه میدهد اثربخشی و ایمنی این فناوریها را ارزیابی و برای عرضه به بازار مجوز صادر کنند.
۵. مقلدهای اینکرتین برای بیماریهای تحلیلبرنده عصبی
فعالسازی مسیرهای مغزی برای زندگیهای طولانیتر و سالمتر
یک کلاس جدید از داروها که در ابتدا برای درمان دیابت نوع ۲ و مدیریت چاقی توسعه یافته بودند و به طور تخصصی به آنها «آگونیستهای گیرنده پپتید-۱ شبه گلوکاگون» (GLP-۱RAs) گفته میشود، اکنون برای پتانسیل درمان بیماریهای تحلیلبرنده عصبی مانند آلزایمر و پارکینسون در حال بررسی است. تحقیقات اولیه نشان میدهد که این داروها ممکن است خواص نورمراقبتی داشته باشند، از جمله اثرات ضد التهابی، آنتیاکسیدانی و حساسسازی انسولین که میتوانند پیشرفت بیماری را کند یا تغییر دهند.
پس از تجویز، GLP-۱RAs میتوانند از سد خونی-مغزی عبور و با نورونها و سلولهای گلیال مغز تعامل کنند. نشان داده شده که این داروها باعث کاهش التهاب و حذف پروتئینهای سمی میشوند، ۲ عاملی که اگر درمان نشوند، با بروز آلزایمر و پارکینسون مرتبطند. همچنین، این داروها طول عمر سلولهای مغزی و تنظیم انرژی آنها را افزایش میدهند که میتواند عملکرد شناختی و حرکتی را بهبود بخشد. فرمولاسیونهای جدیدتری در دست توسعه است تا تحویل دارو به مغز بهبود یابد و اثرات درمانی آن افزایش پیدا کند.
دادههای مشاهدهای اولیه از استفاده در جمعیت عمومی نشاندهنده ارتباطات احتمالی با بهبود نتایج در افراد مبتلا به بیماریهای تحلیلبرنده عصبی است. مطالعات بالینی اولیه نتایج متفاوتی داشتهاند، اما نشانههای امیدوارکنندهای مشاهده شده است. در حال حاضر، پتانسیل بلندمدت GLP-۱RAs خوشبینانه است، اما آزمایشهای بالینی پیشرفته و دقیق برای تائید این موضوع و تعیین بهترین روشهای استفاده از دارو در دست انجام است.
اگر اثربخشی این داروها در درمان آلزایمر و پارکینسون اثبات شود، GLP-۱ها میتوانند تأثیر اقتصادی جهانی چشمگیری داشته باشند. با بیش از ۵۵ میلیون نفر مبتلا به زوال عقل، بازار جهانی این داروها تا سال ۲۰۳۱ به ۵۵/۷ میلیارد دلار رشد خواهد کرد. همچنین، هزینههای مالی و عاطفی مراقبت و درمان این بیماران به طور قابل توجهی کاهش خواهد یافت.
اخذ مجوزهای نظارتی هنوز یک چالش است، زیرا دادههای اثربخشی بلندمدت بالینی مورد نیاز است. علاوه بر این، هزینه بالای دارو ممکن است دسترسی به آن را محدود کند که نیازمند مداخلات سیاستگذاری برای مقرونبهصرفه بودن است. پایش دقیق ایمنی دارو به ویژه در بیماران ضعیف و با کاهش وزن اهمیت دارد. همزمان با ادامه آزمایشهای بالینی پیشرفته، GLP-۱RAs به دقت برای پتانسیل بهبود نتایج در بیماریهای تحلیلبرنده عصبی مطالعه میشوند. هرچند تحقیقات اولیه امیدوارکننده است، تأثیر آینده این داروها به قدرت شواهد جدید و همکاری مستمر میان جوامع علمی، نظارتی و بهداشتی بستگی دارد.
منبع: ایسکانیوز