نیازمندیها | نیازمرکزی
   
 
شرح مقاله

فن آوري نانو و کاربرد آن در ساخت تجهيزات زيست محيطي





لينک کوتاه اين مقاله :
http://www.niazemarkazi.com/papers/10001580.html

 (بوسيله پي دي اف ساز شماره 1 ) PDFدريافت اين مقاله به صورت فايل   دريافت اين مقاله به صورت فايل پي دي اف بوسيله پي دي اف ساز شماره 2 ترجمه متن اين مقاله به زبان انگليسي فن آوري نانو و کاربرد آن در ساخت تجهيزات زيست محيطي

فن آوري نانو و کاربرد آن در ساخت تجهيزات زيست محيطي

نانو تکنولوژي (Nano technology) يا به عبارتي فن آوري مادون ريز در دو دهه اخير پيشرفت هاي فراواني را در تکنولوژي تجهيزات و مواد با ابعاد بسيار کوچک به دست آورده است، و به سوي تحولي فوق العاده که تمدن بشري را تا پايان اين قرن دگرگون خواهد کرد، پيش خواهد برد. در بياني کوتاه نانو تکنولوژي يک فرآيند توليد مولکولي و هم چنين دانشي عام و فراگير است، در بسياري از فن آوري ها از جمله علوم مهندسي محيط زيست و ساخت تجهيزات پيشگيرانه و محافظ محيط زيست د رمقابل انواع آلودگي هاي زيست محيطي (آب، خاک، هوا و صوت) بسيار کاربرد دارد. از مهمترين کاربردهاي زيست محيطي نانوتکنولوژي مي توان به ساخت انواع نانو حس گرها، نانو فيلترها، کاتاليست هاي زيست محيطي، نانو پليمرها، نانو ذرات، نانو زيست فن آوري (بيوتکنولوژي)، بهينه سازي انرژي هاي نو، و هم چنين کاربرد آن در تصفيه آلاينده هاي زيست محيطي و ... اشاره نمود. استفاده از اين تکنولوژي (فن آوري سبز) باعث صرفه جوئي فوق العاده اي در مصرف هزينه، انرژي، حفاظت از کليه منابع محيط زيست و پيشگيري از آلودگي هاي زيست محيطي مي گردد و نهايتاً راه را براي رسيدن به توسعه پايدار (Sustainable Development) هموارتر خواهد نمود.

● مقدمه
در قرني که ما در آن به سر مي بريم جنگ اتمي و آلودگي محيط زيست بزرگترين تهديد براي بشريت محسوب نمي شود. ظهور ماشين هاي بي نهايت کوچک به اندازه يک سر سوزن يا در اندازه مولکولي بيشتر از آنها بشريت را تهديد مي کند، زيرا اين ماشين ها قادرند با تغيير اتم هاي يک ماده به يک ماده ديگر يک نوع بازسازي تازه انجام دهند که اگر کوچکترين حالت آن از کنترل خارج شود تمام گياهان و جانوران و انسان ها طي دو روز به عنوان ماده خام ماشين ها مصرف شده و از بين مي روند. دانشمندان اين مسئله را گري گو (Gray goo) يا احساس تلخ و اندوه مي نامند و طرفداران حفظ محيط زيست را وادار مي کنند به طور جدي در مقابل آن بايستند و در برنامه هاي خود در مورد توجه کامل قرار مي دهند. طبق مواد مختلف قانون چهارم توسعه در بخش محيط زيست و تأکيد بر کنترل و پيشگيري از آلودگي هاي زيست محيطي و حفظ منابع آب، خاک، هوا ما را به فکر وا مي دارد که اجراي اين اقدامات پيشگيرانه در سايه فناوري نانو، تسريع اين اقدامات را ميسر مي سازد، به ويژه اين که در فصل چهارم قانون توسعه بر توسعه مبني بر دانائي و استفاده معقول (Wise Use) تأکيد خاص گرديده است. فناوري نانو بنابر تعريف، توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستم هاي جديد با در دست گرفتن سطوح مولکولي و اتمي و استفاده از خواصي است که در سطوح آن ظاهر مي شود. با توجه به اين تعريف، فناوري نانو مختص يک رشته نيست بلکه تمام رشته ها از جمله غذا، دارو، پزشکي، الکترونيک، کامپيوتر، انرژي، و محيط زيست مي تواند متأثر از اين فناوري گردد. امروزه با کاربرد وسيع اين فناوري درمنابع آب، کشاورزي، انرژي، دوام پذيري مواد و محيط زيست و درمان مسائل زيست محيطي از طريق کنترل انتشار آلاينده ها و توسعه فناوري هاي سبز و حذف آلاينده هاي کوچک و بزرگ از منابع آب، خاک، هوا، سرمايه گذاري هاي کشورهاي مختلف در اين زمينه افزايش يافته است. امروزه باور عمومي بشر به اين مسئله است که با غفلت از نابودي محيط زيست و دورريزي غيرمسئولانه مواد زائد و انتشار آلاينده ها نمي تواند به پيشرفت هاي خود ادامه دهد. از اين رو در جستجوي يک تکنولوژي سازگار با محيط زيست، نانوتکنولوژي در بين تکنولوژي هاي پا به عرصه گذاشته در جهان در يک وضعيت ناباورانه و با يک رويکرد جديد در علوم جلوه مي نمايد که علاوه بر سازگاري آن با محيط زيست، ابزار مؤثري در رفع و کاهش آلاينده هاي به جا مانده در محيط بر اثر فعاليت ساير تکنولوژي ها محسوب مي شود. امروزه در دنيا از نانوتکنولوژي به عنوان يک تکنولوژي کليدي و تأثيرگذار بر علم، تکنولوژي و صنعت ياد مي شود.

نانوتکنولوژي
نانو از لغت يوناني (نانوس) به معناي (کوتوله) گرفته شده است و در اصل عملي است که درباره اجسام بسيار کوچک مطالعه مي کند. يک نانومتر يک ميليونيم ميليمتر و ده مرتبه کوچکتر از اتم هيدروژن است. تامسي کني محقق دانشگاه استنفورد آن را چنين توصيف مي کند: اندازه اي که ناخن شما در يک ثانيه رشد مي کند. هر چند که تعريف دقيقي از اين علم وجود ندارد. مؤسسه علوم طبيعي در آمريکا نيز آن را چنين تعريف مي کند: تحقيق و توسعه علم در بارهٔ موادي به اندازه تقريباً ۱ تا ۱۰۰ نانومتر در موارد خاص اندازه ها ممکن است کوچکتر از يک نانومتر يا بزرگتر از صد نانومتر باشد. به نظر مي رسد که تمام اين برنامه ها تا واقعيت فاصله زيادي داشته باشد. اريک کدر کسلر که به عنوان يکي از بنيان گذاران نانوتکنولوژي شناخته مي شود، اين واژه را در سال ۱۹۸۶ در کتابش با عنوان ماشين آفرينش (Engines of creation) قرار داده است. کسلر در گذشته يکي از محققان انيستيو تکنولوژي ماساچوست (MIT) بود او آينده اي را ترسيم مي کند که در آن ماشين هاي بسيار کوچک قادرند سلول هاي بيمار را به طور مجزا در جريان خون مداوا کنند، مغزهاي مصنوعي را توسعه دهند، آلودگي محيط زيست را از بين ببرند و هر چيزي را از ساختمان ها گرفته تا فضاپيماها، به طور کامل اتم به اتم و با دقتي بي نظير مورد آزمايش قرار دهند. از آنجائي که مي توانند خودشان را باسازي کنند، مي تواند با رونق و توسعه از مسائل بزرگي نظير فقر و گرسنگي هم نجات دهند. در واقع آنها يک انقلاب صنعتي جديد به حساب مي آيند. کسلر اولين فردي نبود که روياي اين دنياي کوچک را در سر داشت. تقريباً سه دهه قبل در ۲۹ دسامبر ۱۹۵۹ ريچارد فايمن فيزيکدان مشهور سخنراني معروفي را در انجمن فيزيک آمريکا ارائه داد در آن سخنراني با عنوان: در آن جا فضاي زيادي وجود دارد، ادعا کرد که تمام کلماتي که در جهان تا آن تاريخ به رشته تحرير در آمده مي توان بر روي حجمي به اندازه يک دهم ميليمتر جاي داد که تقريباً به اندازه کوچکترين ذره گرد و غباري است که انسان مي تواند ببيند چنين متني به صورت ديجيتالي ذخيره مي شود.

فن آوري نانو و محيط زيست:
امروزه پيشرفت تکنولوژي و دستيابي انسان به روش هاي نوين براي استفاده از منابع طبيعي دستاوردهائي را به همراه دارد که علاوه بر تأثيرات فراوان در زندگي بشر، تأثيراتي منفي را نيز براي طبيعت به ارمغان مي آورد. به تازگي انسان متمدن به اين تفکر رسيده است که شايد بتوان با استفاده از تکنولوژي مدرن و پيشرفته به کمک منابع طبيعي و محيط زيست شتابد که از جمله مي توان به فناوري نانو و کاربرد آن در حفظ محيط زيست اشاره کرد. تأثيرات مستقيم و غير مستقيم فن آوري نانو بر محيط زيست، از جنبه هاي مختلف قابل بررسي است. در حال حاضر، مي توان موارد متعددي از کاربرد مواد نانو ساختاري در حفظ محيط زيست، از قبيل نانوفيلترها (براي تصفيه پساب هاي صنعتي)، نانوپودرها (براي تصفيه گازهاي آلاينده خروجي از خودروها و واحدهاي صنعتي) و نانو تيوب ها (براي ذخيره سازي سوخت کاملاً تميز هيدروژن) را برشمرد، اما دورنماي استفاده از اين فناوري نوين بسيار گسترده تر از اين گونه کاربرهاي جزئي و مقطعي است. برخي از مهمترين کاربردهاي علمي شناخته شده فناوري نانو در زمينه محيط زيست نانوحس گرها، نانو فيلترها و کاتاليزورهاي زيست محيطي هستند که به ترتيب به آنها اشاره مي شود:

نانوحس گرهاي زيست محيطي:
نانوحس گر وسيله اي است بسيار ريز که قادر به شناسائي و ارائه پاسخ به محرک هاي فيزيکي در مقياس يک نانومتر است. نانوحس گرها کاربردهاي متعددي در علوم مختلف از جمله محيط زيست يافته اند که در ادامه به چند مورد اشاره خواهد شد.

▪ آلودگي هوا:
يکي از نيازهايمهم و اساسي در ارتباط با کنترل آلودگي محيط زيست، پايش مستمر آلودگي هواست. با استفاده از نانوحس گرها پيشرفت مؤثري در زمينه کنترل آلودگي هوا صورت گرفته است. با اختراع اولين نمونه هاي غبار هوشمند، توليد اين گونه حس گرها به مرحله کاربرد علمي نزديک تز شد. هدف اصلي از ساخت غبارهاي هوشمند، توليد مجموعه اي از حس گرهاي پيشرفته به صورت نانو رايانه هاي بسيار سبک است. اين نانوحس گرها به راحتي ساعت ها در هوا معلق باقي مي مانند. اين ذرات بسيار ريز از سيليکون ساخته مي شوند و مي توانند از طريق بي سيم موجود در خود، اطلاعات جمع آوري شده را به يک پايگاه مرکزي ارسال کنند. سرعت انتقال اطلاعات از نمونه هاي اوليه حدود يک کيلو بايت در ثانيه است.

▪ انتشار گازهاي سمي:
انتشار و پخش گازهاي مهلک و سمي يکي از خطرات روزمره زندگي صنعتي است. متأسفانه هشدار دهنده هاي موجود در صنعت اغلب بسيار دير موفق به شناسائي اين گونه گازهاي نشتي مي شوند. اين نوع حس گرها از نانوتيوب هاي تک لايه به ضخامت حدود يک نانومتر ساخته شده اند و مي توانند مولکول هاي گازهاي سمي را جذب کنند. آنها هم چنين قادر به شناسائي تعداد معدودي از مولکول هاي گازهاي مهلک در محيط هستند. محققان مدعي اند که اين حس گرها براي شناسائي به هنگام گازهاي بيوشيميائي جنگي، آلاينده هاي هوا و حتي مولکول هاي آلي موجود در فضا کاربرد خواهند داشت.

نانوفيلترها، نانوسيسورها و مواد هوشمند:
يکي ديگر از کاربردهاي مهم فناوري نانو در محيط زيست، استفاده از نانوفيلترها در تصفيه آب و پساب است. غشاي مورد استفاده در فرآيند نانو فيلتراسيون معمولاً مولکول هاي بزرگ را دفع مي کند و در مقايسه با روش هاي ديگر قادرند با صرف انرژي کمتر آب چاه ها يا آب هاي سطحي را نيز به خوبي تصفيه کنند. اين فرآيند قادر است انواع باکتري ها، ويروس ها، آفت کش ها، آلاينده هائي با منشا آلي و املاح کلسيم و منيزيم را از آب جدا کند. نظر به اين که در فرآيند نانو فيلتراسيون از هيچ ماده شيميائي براي سختي گيري (Water Hardness) آب استفاده نمي شود، بنابراين اثرات منفي زيست محيطي آن به مراتب کمتر از روش هاي شيميائي معمول است. علاوه بر اين، ذرات نانو ساختار انعطاف پذيري زيادي در تصفيه آلاينده ها دارند. به عنوان مثال از ذرات نانو ساختار براي تصفيه فوري خاک، رسوبات، ضايعات جامد، تصفيه آب و پسماندهاي مايع استفاده مي شود. تحقيقات نشان مي دهد که ذرات دو فلزي نانو ساختار مانند آهن، پالاديم، آهن، نقره و روي، پالاديم کاربردهاي زيادي در تصفيه و پالايش آلوده کننده هاي محيط زيست، مانند آفت کش هاي کلرينه با منشا آلي و حلال هاي آلي هالوژنه يافته اند. تجربه نشان داده است که استفاده از ذرات نانو ساختار دو فلزي موجب مي شود تا کليه هيدروکربن هاي حاوي ترکيبات کلردار که بسيار سمي اند به هيدروکربن هاي بي خطر براي محيط زيست تبديل شوند. به علاوه، شواهد بسيار مبين اين واقعيت است که ذرات نانو ساختار با پايه آهني، قادر به تجزيه آلودگي هاي بسيار پايدار هم چون ترکيبات پرکلرات ها، نيترات ها، فلزات سنگين (نيکل و جيوه) و مواد راديواکتيو مانند دي اکسيداورانيوم هستند. علاوه بر اين مي توان از نانو ساختارها براي رنگ زدائي از آب آشاميدني استفاده کرد. رنگ موجود در آب آشاميدني نه تنها به خاطر ظاهر آن بايد از آب زدوده شود، بلکه چون اين رنگ ها مي توانند منشا توليد تري هالومتان نيز باشند، بسيار خطرناک محسوب مي شوند. اين ماده هنگام ترکيب با کلر موجب تشکيل کلروفرم و ديگر ترکيبات هالوژنه مضر و سرطان زا مي شوند. رنگ موجود در آب طبيعي معمولاً ناشي از وجود اسيدهاي معدني است. اسيدهاي مذکور از تجزيه مواد آلي موجود در آب حاصل مي شوند. اغلب روش هاي متداول براي تصفيه آب قادر به جداسازيمواد فوق نيستند، ليکن با استفاده از غشاهاي نانو مي توان تا ۹۹ درصد اين گونه مواد را به سهولت از آب جدا کرد. هم چنين تحقيقات نشان مي دهد استفادهاز فناوري نانو در تصفيه آب مي تواند هزينه هاي تصفيه را تا حدود زيادي کاهش دهد. الکل هائي مانند اتانول به عنوان حلال يا ماده پاک کننده به وفور در صنايع مورد استفاده قرار مي گيرند. اين مواد در حين مصرف مقادير زيادي از ناخالصي هاي مختلف را به خود جذب مي کنند. با توجه به اين که دور ريختن آنها پس از مصرف، اثرات زيان باري بر محيط زيست دارد، بايد براي استفاده مجدد (Use ـ Re) تصفيه شوند. روش هاي متداول از قبيل تقطير، ضمن آلوده کردهن محيط زيست انرژي زيادي را تلف مي کنند.

استفاده از نانوفيلترها گام مؤثري در حفاظت محيط زيست و صرفه جوئي انرژي در اين زمينه است. فيلترها بر اساس اندازه منافذشان دسته بندي مي شوند و بر اين اساس به ميکروفيلترها، آلترافيلترها و نانوفيلترها دسته بندي مي شوند. نانو فيلتراسيون در اصل فيلتراسيون با فشار پائين تر از اسمز معکوس است، بنابراين فيمت تمام شده نانوفيلترها علاوه بر بازيابي ويروس ها و باکتري ها نيز مي باشند، بنابراين مي توانند در رفع آلودگي هاي آب هاي ذخيره نوشيدني انسان ها و آب هاي کشاورزي استفاده شوند. نانوفيلترها مي توانند به فيلتراسيون سريع خون کمک فراواني کنند. در حال حاضر مسموميت خوني يکي از مشکلات جدي در جهان است و خطر عفونت در واحدهائي که نياز به مراقبت شديدتري دارند بيشتر است، چون مريض ها آسيب پذيرترند. اگر مسموميت خوني اتفاق بيافتد بايد خون هرچه سريع تر از عامل مسموميت پاک شود. براي تشخيص عامل عفونت پلاسما و Endo toxin بايد از هم جدا شوند تا عامل عفونت شناسائي شود. با استفاده از نانوفيلترها مي توان در يک مرحله پلاسما و Endo toxin را جدا کرده و عامل مسموميت را شناسائي کرد و علاوه بر اين خون را تميز کرد.

علاوه بر اين نانوفيلترها مي توانند در جداسازي هاي بيولوژيکي باکتري، ويروس، اسيدنو کلوئيک تصفيه DNA، جذب پروتئين ها و اسيدنو کلوئيک ها، سوبسترا براي کشت Batch، آلترافيلتراسيون محصولات آشاميدني و غذائي و استريليزه کردن سرم هاي پزشکي و سيالات بيولوژيکي استفاده شوند. نانوتکنولوژي با ساخت سنسورها در ابعاد کوچک ما را قادر خواهند ساخت که بتوانيم بسياري از پارامترها را بادقت بيشتري ارزيابي کنيم. با استفاده از مولکول هاي بيولوژيکي قادر خواهيم بود که نانوسنسور بسازيم. نانوسنسورها کاربردهاي بسياري در سه حوزه مهم نانوبيوتکنولوژي (پزشکي، کشاورزي و صنايع غذائي) دارند که شامل: آشکارسازي عوامل و کميت هاي شيميائي و بيولوژيکي، توالي سنجي DNA در تشخيص بيماري ها و توليد داروها، در آزمايش هايمؤثر و سريع بر روي داروهاي جديد، سيستم هيا کنترلي قابل حمل و نقل براي حفظ سلامت محصولات کشاورزي و غذائي در انبارها و حمل و نقل و انتقال، سيستم هاي مجتمع نانوسنسوري براي اندازه گيري، گزارش دهي و کنترل هوشمند گياهان يا دام ها، بيوسنسورهاي دقيق تر براي شناسائي پروتوين ها، آشکارسازي سريع عوامل بيماري زا و ... مي باشند.

نانو لوله ها و نانو کامپوزيت ها:
نانو لوله هاي کربني اولين نسل محصولات نانو هستند که در سال ۱۹۹۱ کشف و به جهان عرضه شدند. نانو لوله ها از پيچيده شدن ورقه هاي گرانيت با ساختاري شبيه شانه عسل به دست مي آيند. اين لوله ها بسيار بلند و نازک هستند و ساختارهائي پايدار، مقاوم و انعطاف پذير دارند. نانو لوله ها قوي ترين فيبرهاي شناخته شده اند و ۱۰۰ـ۱ برابر قوي تر از واحد وزني استيل هستند و مي توانند جايگزين سراميک هاي معمولي، آلومينيو و حتي فلزات در ساخت هواپيما، چرخ دنده ها، ياتاقان ها ، اجزاء ماشين، دستگاه هاي پزشکي، وسايل ورزشي و دستگاه هاي صنعتي توليد غذا شوند. مطالعات اخير پيشنهاد مي کند که از نانو لوله هاي کربني براي اهداف بيولوژيکي مثل کريستاليزاسيون، پروتئين ها و ساخت بيوراکتورها و بيوسنسورها استفاده شود. نانو لوله هاي کربني در محيط هاي آبي نامحلول اند.بنابراين براي کاربردهاي نانولوله هاي کربني توسعه غشاهاي رساناي الکتريکي است. به خاطر نسبت بالاي طول به قطر، نانو لوله هاي کربني مي توانند پليمرهاي رسانا تبديل کنند، اگر اين پليمرها براي توسعه غشاءهاي جديد استفاده شوند ميزان جداسازي طعم ها و مواد مغذي افزايش خواهد يافت. اين ماده به عنوان يک افزودني در توليد نانو کامپوزيت استفاده مي شود. افزودني فقط ۳ـ۵% از اين ماده پلاستيک را سبک تر، قوي تر و مقاوم تر به حرارت مي کند و خواص ممانعت کنندگي بهتر در برابر اکسيژن، دي اکسيدکربن، رطوبت و مواد فرار دارد. اين خواص براي بسته بندي مواد غذائي مثل گوشت هاي فرآيندي، پنير، آرد قنادي، غلات و غذاهاي کنسرو شده را افزايش دهد.

نانو بيو مواد:
مواد جديد همواره يکي از عوامل ضروري و توانزاي کليدي براي ساخت سيستم ها و کاربردهائي با اثرات چشمگير بوده اند. اين مواد مي توانند موانع فرآيندهاي قبلي را بشکنند و نهايتاً کاربردهائي با منافع بالقوه جهاني را توليد کنند. مواد در مقياس نانو، يعني موادي که ويژگي هايشان در سطح کمتر از ميکرو (کوچک تر از۱۰ـ۶ يا ۱۰ـ ۹ نانو) قابل کنترل است. خواص مواد در چنين ابعاد و اندازه هائي با مواد متعارف اساساً متفاوت است و به همين لحاظ تحقيقات در حوزهٔ نانو مواد روز به روز فعال تر مي شود. نانو بيوذرات، ذرات کلوئيدي و جامدي هستند که شامل اجزاء ماکرو مولکولي با اندازه ۱۰۰۰nmc ـ ۱۰ با شيمي سطح پيچيده هستند. بسته به روش توليد، نانو ذرات به شکل نانوکپسول يا نانو کره هستند نانو کره ها سيستم هاي ماتريسي مي باشند در حالي که نانو کپسول ها سيستم هاي وزيکولار مي باشند. نانو کپسول ها نانو ذراتي هستند که داراي يک پوسته و فضاي خالي داخل آن جهت قرار گرفتن و حمل مواد مورد نظر باشند. فسفوليپيدها با يک سر آب دوست و يک سر آب گريز وقتي در يک محيط آبي قرار مي گيرند، تشکيل کپسول هائي مي دهند که سر آب دوست آن در بيرون و سر آب گريز مولکول در درون آن قرار مي گيرند، از پليمرهائي مثل ليپيد و پروتئين نيز مي توان براي ساخت نانوکپسول استفاده کرد. درخت سان ها (Denderimers) ماکرومولکول هائي با ساختار منتظم و پر شاخه سه بعدي، که به خاطر دانسيته بالاي گروه هاي فعال کاربردهاي زيادي دارند. ردخت سان ها به دليل رقابت طراحي و ساخته شدن با دقت کاملاً اتمي بيشترين توانمندي را در مقايسه با نانوحفرات، نانو کپسول ها و نانو ذرات از خود نشان مي دهند. کاکليت ها (Cochleates) رسوبات دو ظرفيتي فسفوليپيدي پايدار از مواد طبيعي هستند. اين مواد ساختارهاي چند لايه اي بزرگ و پيوسته چربي که به شکل مارپيچ درآمده اند، تشکيل شده اند. آنها محتوياتشان را زاطريق لايه سيال خارجي به غشاء سلول هاي هدف انتقال مي دهند. کاکليت ها در برابر عوامل محيطي مقاوم هستند و ساختار لايه اي محکمشان آنها را در برابر تجزيه توسط مولکول هاي شکننده Cochleates محافظت مي کند، حتي اگر در شرايط سخت محيطي يا در برابر آنزيم قرار گيرند.

نانوپليمرهاي متخلخل:
هنگامي که آلاينده هاي آلي آب گريز از طريق آب وارد خاک مي شوند، به راحتي توسط ذرات جامد غير محلول در آب جذب و از آب جدا مي شوند. پديده جذب و دفع اين گونه آلاينده ها از آب به خاک و از خاک به هوا بسيار پيچيده است و به عوامل متعددي از قبيل حلاليت در آب، آب موجود در شبکه خاک و رقابت اجزاي مختلف خاک براي جذب اين ذرات بستگي دارد. هنگامي که بيش از يک مولکول آب گريز در محيط وجود داشته باشد، مولکول هاي آلاينده به جسمي متصل مي شوند که از لحاظ شيميائي بيشترين شباهت را به آنها داشته باشد. به همين دليل نانوپليمرهاي متخلخل که شباهت زيادي به مولکول هاي مواد آلاينده دارند، مناسب ترين وسيله براي جداسازي اين نوع آلاينده هاي آلي از آب و خاک به شمار مي روند. به طور کلي کاربردهاي زيست محيطي اين نانو ساختارها عبارتند از:

۱) جداسازي آلاينده هاي آلي از آب آشاميدني.
۲) تصفيه پساب هاي واحدهاي صنعتي مانند نيروگاه هاي هسته اي براي استفاده مجدد از آنها.
۳) پاک سازي منابع آبي آلوده شده به مواد نفتي.
۴) پاک سازي منابع آب زيرزميني از آلاينده هاي آلي.

با توجه به اين که نانوپليمرهاي متخلخل در موارد بسيار زيادي مورد استفاده قرار مي گيرند، بنابراين هزينه هاي تصفيه به مراتب کمتر مي شود.

▪ کاتاليست هاي زيست محيطي: (Environmental Catalist)
از زمينه هاي ديگر کاربردهاي مواد نانوساختاري، استفاده از آنها به عنوان کاتاليزورهاي زيست محيطي براي تصفيه خروجي اگزوز اتومبيل ها و پالايش آب و هواست. کاتاليزورهاي رايج که اغلب پايه پلاتين دارند، اگرچه راندمانشان کافي است، اما بسيار گران قيمت اند.

▪ پليمرهاي زيستي:
از نانوساختارهائي مثل پليمرهاي زيستي مي توان براي توليد تراشه هاي الکترونيکي استفاده کرد. طبق اطلاعات موجود، براي توليد هر گرم ريز تراشه ۳۲ مگابايتي، به مصرف ۸۵ گرم سوخت فسيلي و مواد شيمايائي و ۱۶ کيلوگرم آب نياز است. با استفاده از فرآيندهاي نانو مي توان شيوه مرسوم در توليد تراشه هاي نيمه هادي را تا حد بسيار زيادي بهبود بخشيد. علاوه بر اين، استفاده از فناوري نانو منجر به توليد مواد بي خطر به جاي مواد سمي مي شود. براي مثال، مانيتورهاي ساخته شده از لوله هاي اشعه کاتدي (که حاوي مواد سمي اند) است و راندمان بالاتري هم دارند. نمايشگرهاي ساخته شده از کريستال مايع ضمن کوچک بودن حاوي سرب نيستند و مصرف انرژي آنها بسيار کمتر از انواع مشابه کاتدي است. علاوه بر اين استفاده از نانولوله هاي کربني در نمايشگرهاي کامپيوتري به کاهش مصرف فلزات سنگين در آنها کمک مي کند و از اين طريق از آسيب به محيط زيست مي کاهد.

نانو پوشش ها:
پوشش هاي نانو ساختاري پيشرفته به خوبي بر سطوح مختلف از قبيل فلزات، شيشه، سراميک و پلاستيک مي چسبند و تنها چند ميکرون ضخامت دارند، ويژگي هاي بارز اين نانو پوشش گرها خاصيت ضد خوردگي آنهاست که کاربرد پوششي آنها را در فلزات سبک از قبيل آلومينيوم و منيزيم افزايش داده است. پوشش هاي ياد شده، در مقابل حرارت بسيار مقاومند و مي توانند دما را تا ۷۰۰ درجه سانتيگراد تحمل کنند. استفاده از اين نوع پوشش گرها منجر به کاهش خوردگي فلزات مي شود و در نهايت، محيط زيست را با کاهش ميزان مصرف مواد خام حفظ خواهد کرد. کاربرد ديگر پوشش گرهاي نانو ساختاري، در حذف گرد و غبار از روي سطوح مختلف و کاهش مصرف پاک کننده هاست. اين نانو ذرات را به صورت يک لايه بسيار نازک براي روکش کردن سطوح مختلف از قبيل شيشه اتومبيل ها به کار مي برند. در نتيجه، مايع مذکور سطح پوشش داده شده را خيس نمي کند و به صورت قطراتي روي آن باقي مي ماند و به سرعت زدوده مي شود. اين عمل فرآيند خشک شدن را سرعت مي دهد. بديهي است که مصرف موماد شوينده به شدت کايهش مي يابد و از آلودگي محيط زيست (Environmental Pollution) جلوگيري به عمل مي آيد.

نانو پودره


منابع :
----------------------
aftab.ir
http://www.iasbs.ac.ir
iafahan.com/findex.htm
www.tco.ac.ir/nano
http://irannano.org
http://pershianblog.com
ماهنامه صنعت سیمان
----------------------

کلمات کليدي :
----------------------
فن آوری نانو- ساخت تجهیزات زیست محیطی- نانوتکنولوژی- نانوحس گرهای زیست محیطی - آلودگی هوا- انتشار گازهای سمی- نانوفیلترها- نانوسیسورها- مواد هوشمند- نانو لوله ها و نانو کامپوزیت ها- نانو بیو مواد- نانوپلیمرهای متخلخل- پلیمرهای زیستی- نانو پوشش ها- نانو پودرها-
----------------------

نام ثبت کننده مقاله : parvaz2006

اين مقاله 14178 بار مطالعه شده است



مقالات مرتبط

شرکت نانو افروز پوشش پايتخت(ناپکو)

شرکت ناپکو ارائه دهنده محصولات نانو که شامل 1-کيف نانو.2-نانو کاور نوشيدني3-کولاکس4-اسپري خوشبو کننده5-اسپري خوشبو کننده داخل ماشين 6-براق کننده داشبورد7-اسپري لاستيک8-خمير تميزکننده کوچک 9-آب باطري 10-آب صابون و بسياري ... ادامه ...

فناوري نانو و بسته بندي

فناوري نانو در بسته بندي موادغذايي درصنايع و شرکت ها: در حال حاضر شرکت هاي زيادي مانند Unilever, keystone,Hershey,food,nestle مشغول کار روي نانو غذاها هستند. گزارش شده است nestle و Unilever امولسيون ... ادامه ...

جستاري در جهان نانو تکنولوژي

جهان امروز بر خلاف دنياي ديروز که تمام توجهش به صنايعي چون نفت و انرژي بود، به سمت فن آوري اطلاعات، مواد جديد، بيوتکنولوژي، نانوتکنولوژي و الکترونيک گرايش پيدا کرده است. با توجه به اينکه عمر صنايعي چون نفت روزي به پايان ... ادامه ...

فن آوري هسته اي و دامنه کاربرد آن

تهيه غذاي سالم تر ، پيشرفت کيفيت ابزار و وسائل، استانداردهاي اندازه گيري و ماشين ها از جمله اين موارد هستند. در تشخيص ناهنجاري هاي متابوليسمي و درمان سرطان ها نيز سودمند است. کاربردهاي فضائي را تقويت مي کند ، و در تولي ... ادامه ...

فناوري زيست پالايي براي حذف آلودگي هاي ن ...

فرآورده هاي نفتي از پرمصرف ترين مواد شيميايي در دنياي مدرن امروز محسوب مي شوند. با توجه به حجم عظيم سوختي که براي توليد نيرو در اتومبيل ها و ايجاد حرارت در خانه ها نياز است و فراواني دفعاتي که يک بشکه نفت م ... ادامه ...

شناخت روش هاي آموزش محيط زيست به کودکان

گام بعدي برگه هاي نقاشي است. علاوه بر دفتر نقاشي که براي او مي خريم، برگه هاي باطله يي که يک روي آنها سفيد و قابل استفاده است را دور نريزيم و روي ميز کودک، کنار مداد رنگي هاي او قرار بدهيم تا براي نقاشي از اين برگه ها اس ... ادامه ...

بررسي اثرات زيست محيطي سدها

همانطور که مي دانيم تا چند سال آينده جهان با بحران بي آبي کم سابقه اي در طول عمر خود مواجه خواهد شد که دانشمندان سعي داشتند با ارائه روشهايي به ذخيره آب بپردازند و از هدر رفتن آن جلوگيري کنند و اين امر و در کنار آن ... ادامه ...

بيو شيمي - زيست شيمي

تمامي ارگانيسم ها از باکتري ها مانند اشرشياکلي تا انسان، از واحدهاي ساختماني يکساني که به صورت ماکرومولکول ها تجمع مي يابند، تشکيل يافته اند. انتقال اطلاعات ژنتيکي از DNA به ريبونوکلييک اسيد (RNA) و پروتيين ... ادامه ...

کاربرد هاي نانو تکنولوژي

يکي از پيشوندهاي مقياس اندازه گيري در سيستم SI نانو به معني يک ميلياردم واحد آن مقياس است.براي مثال يک نانومتر معادل يک ميلياردم متر است. با توجه به اينکه يک سلول بدن بيش از صدها نانومتر است مي توان به کوچکي اين مقياس پي ... ادامه ...

تئوري ساخت ليزر گازي (CO2 (1

وقتي که الکترون در يکي از مدارهاي مجاز يا حالت پايه قرار دارد هيچ انرژي توسط اتم ساتع نمي شود. هر يک از اين مدار هاي مجاز به يک تراز انرژي معين يا حالت انرژي معين مربوط مي شوند. الکترونها و اتم ها با حرکت از يک مدار با ا ... ادامه ...

گروهبندی


groupاجتماعی
groupفرهنگی
groupمذهب و عرفان
groupصنایع
groupمعرفی شرکتها و ارگانها
groupاقتصادی
groupپزشکی
groupسلامتی و بیماریها
groupمدیریت
groupنرم افزار کامپیوتر
groupبرنامه نویسی
groupسخت افزار کامپیوتر
groupفن آوری اطلاعات
groupفن آوری نوین
groupبرق و الکترونیک
groupتاریخ
groupزندگینامه اشخاص
groupمعرفی مناطق
groupجغرافیا
groupشهر سازی
groupنقشه برداری
groupمعماری
groupعمران
groupمکانیک
groupکشاورزی
groupروانشناسی
groupموسیقی
groupاختر شناسی
groupهنر و ادبیات
groupشعر
groupکار , اشتغال و حرفه
groupنقد فیلم , نقد ادبی
groupتئاتر و سینما
groupآشپزی
groupورزش و بازیها
groupماوراء طبیعت
groupنمونه سوال درسی
groupمسافرت
groupطنز
groupسرگرمی
groupمطالب جالب
groupجملات و مطالب زیبا
groupگوناگون



تذکر بسیار مهم ::
طبق ماده 3 آیین نامه اجرایی ماده 7 قانون حمایت از مصرف کنندگان مسئولیت تبلیغ خلاف واقع بر عهده سفارش دهنده و سازنده آگهی است
قبل از استفاده از وبسایت باید صفحه قوانین و راهنما را به دقت مطالعه نمایید و استفاده از مطالب وبسایت به منزله این است که با تمام موارد ذکر شده موافقت کرده اید

صفحه راهنما صفحه قوانین
مسئولیت آگهی ها به عهده آگهی دهندگان می باشد. لطفآ در کسب اعتبار و اعتماد آگهی دهنده دقت کافی به عمل آوردید.جهت تماس با آگهی دهنده فقط از طریق اطلاعات تماس وی تماس حاصل فرمایید

 ثبت نام | تعرفه ها | تازه ها | قوانین | تماس با ما

NiazeMarkazi
Generated in 0.08seconds