محبوبترینها
قیمت انواع دستگاه تصفیه آب خانگی در ایران
نمایش جنگ دینامیت شو در تهران [از بیوگرافی میلاد صالح پور تا خرید بلیط]
9 روش جرم گیری ماشین لباسشویی سامسونگ برای از بین بردن بوی بد
ساندویچ پانل: بهترین گزینه برای ساخت و ساز سریع
خرید بیمه، استعلام و مقایسه انواع بیمه درمان ✅?
پروازهای مشهد به دبی چه زمانی ارزان می‌شوند؟
تجربه غذاهای فرانسوی در قلب پاریس بهترین رستوران‌ها و کافه‌ها
دلایل زنگ زدن فلزات و روش های جلوگیری از آن
خرید بلیط چارتر هواپیمایی ماهان _ ماهان گشت
سیگنال در ترید چیست؟ بررسی انواع سیگنال در ترید
بهترین هدیه تولد برای متولدین زمستان: هدیه‌های کاربردی برای روزهای سرد
صفحه اول
آرشیو مطالب
ورود/عضویت
هواشناسی
قیمت طلا سکه و ارز
قیمت خودرو
مطالب در سایت شما
تبادل لینک
ارتباط با ما
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
آمار وبسایت
تعداد کل بازدیدها :
1830800878
فناوری نانو و محیط زیست
واضح آرشیو وب فارسی:راسخون:
فناوری نانو و محیط زیست نويسنده:سیده سمیرا طاهری امروزه پیشرفت تکنولوژی و دستیابی انسان به روشهای نوین برای استفاده از منابع طبیعی دستاوردهایی را به همراه دارد که علاوه بر تاثیرات فراوان در زندگی بشر، تاثیراتی منفی را نیز برای طبیعت به ارمغان میآورد. به تازگی انسان متمدن به این تفکر رسیده است که شاید بتوان با استفاده از تکنولوژی مدرن و پیشرفته به کمک منابع طبیعی و محیطزیست شتابد که ازجمله آنها میتوان به فناوری نانو و کاربرد آن در حفظ محیطزیست اشاره کرد. تاثیرات مستقیم و غیرمستقیم فناوری نانو بر محیط زیست، از جنبههای مختلف قابل بررسی است. در حال حاضر، میتوان موارد متعددی از کاربرد مواد نانو ساختاری در حفظ محیطزیست، از قبیل نانوفیلترها (برای تصفیه پسابهای صنعتی)، نانوپودرها (برای تصفیه گازهای آلاینده خروجی از خودروها و واحدهای صنعتی) و نانوتیوبها (برای ذخیرهسازی سوخت کاملا تمیز هیدروژن) را برشمرد، اما دورنمای استفاده از این فناوری نوین بسیار گستردهتر از این گونه کاربردهای جزئی و مقطعی است. برخی از مهمترین کاربردهای علمی شناخته شده فناوری نانو در زمینه محیطزیست نانوحسگرها، نانوفیلترها و کاتالیزورهای زیستمحیطی هستند که به ترتیب به آنها اشاره میشود: نانوحسگرها نانوحسگر وسیلهای است بسیار ریز که قادر به شناسایی و ارائه پاسخ به محرکهای فیزیکی در مقیاس یک نانومتر است. نانوحسگرها کاربردهای متعددی در علوم مختلف ازجمله محیط زیست یافتهاند که در ادامه به چند مورد اشاره خواهد شد. آلودگی هوایکی از نیازهای مهم و اساسی در ارتباط با کنترل آلودگی محیطزیست، پایش مستمر آلودگی هواست. با استفاده از نانوحسگرها پیشرفت موثری در زمینه کنترل آلودگی هوإ؛ ّّ= صورت گرفت. با اختراع اولین نمونههای غبار هوشمند، تولید این گونه حسگرها به مرحله کاربرد علمی نزدیک شد. هدف اصلی از ساخت غبارهای هوشمند، تولید مجموعهای از حسگرهای پیشرفته به صورت نانو رایانههای بسیار سبک است. این نانوحسگرها به راحتی ساعتها در هوا معلق باقی میمانند. این ذرات بسیار ریز از سیلیکون ساخته می‌شوند و میتوانند از طریق بیسیم موجود در خود، اطلاعات جمعآوری شده را به یک پایگاه مرکزی ارسال کنند. سرعت انتقال اطلاعات در نمونههای اولیه حدود یک کیلوبایت در ثانیه است. نشت گازهای مهلک نشت گازهای مهلک یکی از خطرات روزمره زندگی صنعتی است. متاسفانه هشداردهندههای موجود در صنعت اغلب بسیار دیر موفق به شناسایی این گونه گازهای نشتی می‌شوند. این نوع حسگرها از نانوتیوبهای تک لایه به ضخامت حدود یک نانومتر ساخته شدهاند و میتوانند مولکولهای گازهای سمی را جذب کنند. آنها همچنین قادر به شناسایی تعداد معدودی از مولکولهای گازهای مهلک در محیط هستند. محققان مدعیاند که این حسگرها برای شناسایی به هنگام گازهای بیوشیمیایی جنگی، آلایندههای هوا و حتی مولکولهای آلی موجود در فضا کاربرد خواهند داشت. نانوفیلترها یکی دیگر از کاربردهای مهم فناوری نانو در محیط زیست، استفاده از نانوفیلترها در تصفیه آب و پساب است. غشای مورد استفاده در فرایند نانوفیلتراسیون معمولا مولکولهای بزرگ را دفع میکند و در مقایسه با روشهای دیگر قادرند با صرف انرژی کمتر آب چاهها یا آبهای سطحی را نیز به خوبی تصفیه کنند. این فرایند قادر است انواع باکتریها، ویروسها، آفتکشها، آلایندههایی با منشا آلی و املاح کلسیم و منیزیم را از آب جدا کند. نظر به این که در فرایند نانوفیلتراسیون از هیچ ماده شیمیایی برای سختیگیری آب استفاده نمیشود، بنابراین اثرات منفی زیستمحیطی آن به مراتب کمتر از روشهای شیمیایی معمول است. علاوه بر این، ذرات نانوساختار انعطافپذیری زیادی در تصفیه آلایندهها دارند. به عنوان مثال از ذرات نانوساختار برای تصفیه فوری خاک، رسوبات، ضایعات جامد، تصفیه آب و پسماندهای مایع استفاده میشود. تحقیقات نشان میدهد که ذرات دوفلزی نانوساختار مانند آهن - پالادیم، آهن - نقره و روی - پالادیم کاربردهای زیادی در تصفیه و پالایش آلودهکنندههای محیط زیست، مانند آفتکشهای کلرینه با منشا آلی و حلالهای آلی هالوژنه یافتهاند. تجربه نشان داده است که استفاده از ذرات نانوساختار دو فلزی موجب میشود تا کلیه هیدروکربنهای حاوی ترکیبات کلردار که بسیار سمیاند به هیدروکربنهای بیخطر برای محیط زیست تبدیل شوند. به علاوه، شواهد بسیار مبین این واقعیت است که ذرات نانوساختار با پایه آهنی، قادر به تجزیه آلودگیهای بسیار پایدار همچون ترکیبات پرکلراتها، نیتراتها، فلزات سنگین (نیکل و جیوه) و مواد رادیواکتیو مانند دی اکسید اورانیوم هستند. علاوه بر این میتوان از نانوساختارها برای رنگزدایی از آب آشامیدنی استفاده کرد. رنگ موجود در آب آشامیدنی نه تنها به خاطر ظاهر آن باید از آب زدوده شود، بلکه چون این رنگها میتوانند منشا تولیدتری هالومتان نیز باشند، بسیار خطرناک محسوب می‌شوند. این ماده هنگام ترکیب با کلر موجب تشکیل کلروفرم و دیگر ترکیبات هالوژنه مضر و سرطانزا می‌شوند. رنگ موجود در آب طبیعی معمولا ناشی از وجود اسیدهای معدنی است. اسیدهای مذکور از تجزیه مواد آلی موجود در آب حاصل می‌شوند. اغلب روشهای متداول برای تصفیه آب قادر به جداسازی مواد فوق نیستند، لیکن با استفاده از غشاهای نانو میتوان تا ۹۹ درصد این گونه مواد را به سهولت از آب جدا کرد. همچنین تحقیقات نشان میدهد استفاده از فناوری نانو در تصفیه آب میتواند هزینههای تصفیه را تا حدود زیادی کاهش دهد. نانوپلیمرهای متخلخل هنگامی که آلایندههای آلی آب گریز از طریق آب وارد خاک می‌شوند، به راحتی توسط ذرات جامد غیرمحلول در آب جذب و از آب جدا می‌شوند. پدیده جذب و دفع این گونه آلایندهها از آب به خاک و از خاک به هوا بسیار پیچیده است و به عوامل متعددی از قبیل حلالیت در آب، آب موجود در شبکه خاک و رقابت اجزای مختلف خاک برای جذب این ذرات بستگی دارد. هنگامی که بیش از یک مولکول آب گریز در محیط وجود داشته باشد، مولکولهای آلاینده به جسمی متصل می‌شوند که از لحاظ شیمیایی بیشترین شباهت را به آنها داشته باشد. به همین دلیل نانوپلیمرهای متخلخل که شباهت زیادی به مولکولهای مواد آلاینده دارند، مناسبترین وسیله برای جداسازی این نوع آلایندههای آلی از آب و خاک به شمار میروند. به طور کلی کاربردهای زیستمحیطی این نانوساختارها عبارتند از: ۱ - جداسازی آلایندههای آلی از آب آشامیدنی. ۲ - تصفیه پسابهای واحدهای صنعتی مانند نیروگاههای هستهای برای استفاده مجدد از آنها ۳ - پاکسازی منابع آبی آلوده شده به مواد نفتی ۴ - پاکسازی منابع آب زیرزمینی از آلایندههای آلی با توجه به این که نانوپلیمرهای متخلخل به کرات مورد استفاده قرار میگیرند، بنابراین هزینههای تصفیه به مراتب کمتر میشود.کاتالیستهای زیست محیطی از زمینههای دیگر کاربردهای مواد نانوساختاری، استفاده از آنها به عنوان کاتالیزورهای زیست محیطی برای تصفیه خروجی اگزوز اتومبیلها و پالایش آب و هواست. کاتالیزورهای رایج که اغلب پایه پلاتین دارند، اگرچه راندمانشان کافی است، اما بسیار گران قیمتاند. به همین جهت کاتالیزورهای نانوساختاری به عنوان جایگزین ارزان قیمت کاتالیزورهای یاد شده مورد توجه قرار گرفتهاند. پلیمرهای زیستیاز نانوساختارهایی مثل پلیمرهای زیستی میتوان برای تولید تراشههای الکترونیکی استفاده کرد. طبق اطلاعات موجود، برای تولید هر گرم ریزتراشه ۳۲ مگابایتی، به مصرف ۸۵ گرم سوخت فسیلی و مواد شیمیایی و ۱۶ کیلوگرم آب نیاز است. با استفاده از فرایندهای نانو میتوان شیوه مرسوم در تولید تراشههای نیمه هادی را تا حد بسیار زیادی بهبود بخشید. علاوه بر این، استفاده از فناوری نانو منجر به تولید مواد بی خطر به جای مواد سمی میشود. برای مثال، مانیتورهای ساخته شده از مواد نانوساختار بسیار کم خطرتر از انواع مشابه ساخته شده از لولههای اشعه کاتدی (که حاوی مواد سمیاند) است و راندمان بالاتری هم دارد. نمایشگرهای ساخته شده از کریستال مایع ضمن کوچک بودن حاوی سرب نیستند و مصرف انرژی آنها بسیار کمتر از انواع مشابه کاتدی است. علاوه بر این استفاده از نانولولههای کربنی در نمایشگرهای کامپیوتری به کاهش مصرف فلزات سنگین در آنها کمک میکند و از این طریق از آسیب به محیط زیست میکاهد. نانوفیلترها الکلهایی مانند اتانول به عنوان حلال یا ماده پاککننده به وفور در صنایع مورد استفاده قرار میگیرند. این مواد در حین مصرف مقادیر زیادی از ناخالصیهای مختلف را به خود جذب میکنند. با توجه به این که دور ریختن آنها پس از مصرف، اثرات زیانباری بر محیطزیست دارد، باید برای استفاده مجدد تصفیه شوند. روشهای متداول از قبیل تقطیر، ضمن آلوده کردن محیط زیست انرژی زیادی را تلف میکنند. استفاده از نانوفیلترها گام موثری در حفاظت محیط زیست و صرفهجویی انرژی در این زمینه است. نانوپوششها پوششهای نانوساختاری پیشرفته به خوبی بر سطوح مختلف از قبیل فلزات، شیشه، سرامیک و پلاستیک میچسبند و تنها چند میکرون ضخامت دارند، ویژگی بارز این نانوپوششگرها خاصیت ضدخوردگی آنهاست که کاربرد پوششی آنها را در فلزات سبک از قبیل آلومینیم و منیزیم افزایش داده است. پوششهای یاد شده، در مقابل حرارت بسیار مقاومند و میتوانند دما را تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد تحمل کنند. استفاده از این نوع پوششگرها منجر به کاهش خوردگی فلزات میشود و در نهایت، محیط زیست را با کاهش میزان مصرف مواد خام حفظ خواهد کرد. کاربرد دیگر پوششگرهای نانوساختاری، در حذف گرد و غبار از روی سطوح مختلف و کاهش مصرف پاککنندههاست. این نانوذرات را به صورت یک لایه بسیار نازک برای روکش کردن سطوح مختلف از قبیل شیشه اتومبیلها به کار میبرند. بدین ترتیب کشش سطحی این سطح نسبت به محلولهای آبدار به شدت کاهش مییابد. در نتیجه، مایع مذکور سطح پوشش داده شده را خیس نمیکند و به صورت قطراتی روی آن باقی میماند و به سرعت زدوده میشود. این عمل فرایند خشک شدن را سرعت میدهد. بدیهی است که مصرف مواد شوینده به شدت کاهش مییابد و از آلودگی محیطزیست جلوگیری به عمل میآید. نانوپودرها نانوپودرها موادی به شدت فعالاند که در دمای پایین ذوب یا آلیاژ می‌شوند. این پودرها در فرایندهای قالبگیری تزریقی و پوشش دادن سطوح مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. نوعی از پودرهای نانوساختاری یاد شده که حاوی ذرات ریز آلومینیوم است، در صورت افزوده شدن به سوختهای جامد موشکها شدت سوختن آنها را تا دو برابر افزایش میدهد. اضافه کردن این پودر به نفت سفید باعث تسریع در احتراق آن و درنتیجه کاهش تولید آلایندههای مختلف میشود. آنچه از توانمندیهای فناوری نانو ارائه شد به این معنی است که میتوان از این روشها برای حفظ محیط زیست در آیندهای نه چندان دور استفاده کرد و در کنار استفاده از منابع طبیعی با کمک فناوریهای پیشرفته بتوان به تعاملی پایدار با طبیعت رسید. منبع: باشگاه الکترونیکی بنیاد توسعه فردا/خ
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: راسخون]
[مشاهده در: www.rasekhoon.net]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 1334]
-
گوناگون
پربازدیدترینها