نانوفناوری و فاضلاب!

نانوفناوری و فاضلاب!


افزایش جمعیت جهان و کاهش منابع آب آشامیدنی ، نگرانی هایی را در باره تامین آب آشامیدنی مورد نیاز کشورهای مختلف در سراسر جهان به وجود آورده است و کمبود آب که در نتیجه افزایش آلودگی های زیست محیطی شدت پیدا می کند ، سبب شده است تامین آب بهداشتی مورد نیاز مردم به یکی از مشکلات اساسی جهان امروز تبدیل شود امراض ناشی از آلودگی منابع آب ، روزانه سبب کشته شدن هزاران و شاید ده ها هزار نفر از مردم جهان می شود . این در حالی است که امکان بازیافت آب دسترسی به یک منبع مناسب برای مصارف گوناگون را فراهم خواهد آورد . امروزه به کمک فناوری های نوین الکتریکی و مکانیکی ، به آسانی می توان آب آلوده را درکشاورزی و حتی مصارف خانگی استفاده کرد . استفاده از فیلترهای نانومتری ، تحول عظیمی را در بازیافت و استفاده مجدد از منابع آب ایجاد کرده است.

فیلترهای فیزیکی با منافذی درحد نانومتر می توانند باکتری ها، ویروس ها و حتی واحدهای کوچک پروتئینی را به صورت کامل و صد درصد غربال کنند؛ همچنین با استفاده از جداکننده های الکتریکی که به وسیله صفحات ابرخازن یون ها را جذب می کنند ، می توان نمک و مواد سنگین را نیز از آب جدا کرد.
بررسی فعالیت های پژوهشی در سطح دنیا نشان می دهد که تصفیه آب یکی از مهم ترین زمینه های کاربرد فناوری نانو در صنعت آب است و با بهره گیری از آن ، هزینه های تصفیه آب به میزان قابل توجهی کاهش خواهد یافت . استفاده از فیلترهای نانومتری به منظور افزایش بازیابی آب در سیستم های موجود و کاربرد نانو حسگرهای زیستی برای تشخیص سریع و کامل آلودگی آب از مهم ترین موارد کاربرد نانو فناوری در صنعت آب و فاضلاب است .

نانوفیلترها

با استفاده از فناوری های نوین تولید آب نانوفیلتر شده در مقیاس انبوه امکان پذیر خواهد شد . این روش می تواند بسیاری از موانع و مشکلات موجود در روش های قبلی را ازمیان بردارد . با استفاده از نانوفیلترها ، مواد معدنی مورد نیاز برای سلامت انسان در آب باقی می ماند ومواد سمی و مضر از آن حذف می شود . دانشمندان و محققان به روش ساده ای برای تولید فیلترها با استفاده از نانولوله های کربنی دست یافته اند که علاوه بر حذف موثر آلاینده ها در مقیاس نانو و میکرو از منابع آب می تواند هیدروکربن های سنگین را نیز از نفت خام جدا کند. استفاده از نانولوله های کربنی در ساخت فیلترها سبب سهولت در پاکسازی ، افزایش استحکام ، قابلیت استفاده مجدد و مقاومت آنها در برابر گرما می شود . این فیلترها از دقت بسیار زیادی برخوردارند و می توانند ویروس هایی به اندازه 25 نانومتر را بخوبی عوامل بیماری زای بزرگتر مانند باکتری ای – کولای از آب حذف کنند . کاهش هزینه ها و همچنین کنترل مقدار آلاینده ها در آب تصفیه شده از دیگر مزایای کاربرد این روش به شمار می آید .

شیرین کننده هایی از جنس غشای نانومتری

محققان توانسته اند عشاهایی از نانولوله های کربی بسازند که به کمک آن جداسازی گاز و مایع با کمترین هزینه امکان پذیر خواهد شد . امروزه بیشتر غشاها از مواد پلیمری ساخته می شوند که در دمای بالا مشکلاتی را به وجود می آورند .در این نوع غشاها نمی توان توازن مناسبی را میان ورودی غشا و قابلیت انتخاب آن برقرار کرد. استفاده ازنانولوله های کربنی امکان انتخاب پذیری مناسب در ورودی های بالا را فراهم می کند .غشاهای جدید باحفره های کوچک تر و متراکم تر وهمچنین امکان عبور شدت جریان زیاد از هر حفره ، از نظر گذردهی آب و هوا نسبت به غشاهای دیگر بسیار موثرتر هستند و کاربردهای فراوانی در تصفیه آب دارند .از روش جداسازی غشایی ، در شیرین سازی آب استفاده می شود . در این روش آب شور داغ را روی ورقه نازکی از غشای دارای حفرات ریز موسوم به نانو حفره می ریزند . این حفره ها آنقدر کوچک هستندکه فقط بخار می تواند از میان آنها عبور کند و آب ، مایع ، نمک هاو مواد معدنی دیگر در پشت غشا باقی می مانند. در طرف دیگر غشاء محفظه هایی از آب سرد قرار دارد که بخار با عبور از آن دوباره به مایع تبدیل می شود.


• تصفیه آب به کمک نانوذرات

نانوذرات لانتانیوم ، فسفات را از محیط های آبی جذب می کند .کاربرد این نانوذرات درحوضچه ها و استخرهای شنا می تواند به طور موثری فسفات موجود را از میان برده و در نتیجه از رشد جلبک ها جلوگیری کند .نانوپودرها نیز میتوانند به عنوان مواد مناسبی برای پاکسازی خاک های آلوده و آب های زیرزمینی به کار روند ؛ همچنین نانوذرات آهن سبب اکسید شدن و درهم شکستگی ترکیبات آلوده کننده می شود و آنها را به ترکیبات کربنی با درجه سمیت بسیار پایین تبدیل می کند .ارسنیک از آلاینده های بسیار سمی است که به طور طبیعی با پساب های انسانی سبب آلودگی آب می شود .مصرف این ماده سبب افزایش شیوع سرطان مثانه و روده می شود .آمار مسمومیت با ارسنیک در سطح جهان بسیار زیاد است و در بسیاری از کشورهای درحال توسعه که بیش از 10 تا20 درصد جمعیت آنها به مسمومیت ارسنیک مبتلا شده اند ، چنین اتفاقی یک فاجعه بهداشتی به شمار می آید . بیشتر آلایندگی های ناشی از ارسنیک در کشورهای جهان سوم گزارش شده است و به همین دلیل این کشورها بشدت نیازمند فناوری های نوین هستند تا به کمک آن بتوان آلاینده های فلزی سنگین مانند ارسنیک را از آب آشامیدنی حذف کرد . در روش های جدید از نانوبلورهای مغناطیسی به عنوان هسته اصلی سیستم های تصفیه آب استفاده می شود سطوح معدنی آهنی نه تنها تمایل شدیدی به جذب ارسنیک دارند. بلکه با انتخاب اندازه متناسب می توان براحتی این ذرات مغناطیسی را که به کمک روش های جداسازی مغناطیسی از آب جداکرد. درحقیقت نانوذرات درجذب ارسنیک همانندتوده آهنی عمل می کنند. درواقع نه تنها ظرفیت جذب ارسنیک در نانوذرات بالاتر است بلکه به محض قرار گرفتن ارسنیک در کنار نانوذرات، جداسازی آن از این ذرات بسختی انجام خواهد شد. با توجه به نتایج به دست آمده از بررسی ها و تحقیقات انجام شده در این زمینه میتوان گفت نانوذرات مغناطیسی ، جاذب های بسیار خوبی برای آلاینده ارسنیک بویژه در آب های اسیدی هستند وخاصیت جذبی غیر قابل بازگشت این ذرات ، مخزن مناسبی برای جمع آوری آلاینده ها فراهم می کند .

• تصفیه فاضلاب

محققان به دنبال توسعه روش منحصر به فردی برای تصفیه فاضلاب هستند که بدون استفاده از مواد شیمیایی گران قیمت ، کیفیت آب را در مقایسه با روش هایی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند ، به میزان قابل توجهی افزایش خواهد داد . آخرین مرحله تصفیه آب ، حذف موجودات زنده بسیار ریز است در حال حاضر از کلر به عنوان ماده ضدعفونی کننده استفاده می شود . اما در این صورت حتی پس از تصفیه نیز ترکیبات ارگانیک زیادی در آب وجود خواهد داشت . کلر موجودات زنده ریز را از آب حذف می کند . اما با آلاینده های ارگانیک واکنش می دهد و محصولات جانبی تجزیه ناپذیر و سمی تولید می کند که نمی توان آنها را از آب حذف کرد. انتقال این مواد به محیط زیست و استفاده از آنها در کشاورزی وصنایع دیگر میتواند مشکلات بهداشتی خطرناکی ایجاد کند .


تصفیه فاضلاب به کمک نانو کاتالیزور نوری می تواند جایگزین سومین مرحله تصفیه یعنی ضدعفونی با کلر شود تا موجودات زنده و ترکیبات آلی را به طور همزمان حذف و فاضلاب را به یک منبع آب مناسب تبدیل کند . به طور طبیعی موجودات زنده ریز ، ترکیبات ارگانیک بزرگ را به ذرات کوچک تری تبدیل می کنند. اما از آنجاییکه این ترکیبات از نظر زیستی تجزیه ناپذیرند برای تجزیه آنها باید از نوع انرژی استفاده کنیم . این انرژی از اشعه فرابنفش نور خورشید تامین شده و به همراه کاتالیزورهای نوری مورد استفاده قرا رمی گیرد . انرژی آزاده شده از واکنش سلول کاتالیزور نوری می تواند موجودات زنده ریز را از میان برده و ترکیبات تجزیه ناپذیر را تجزیه کند . این فرآیند به دلیل امکان استفاده مجدد از کاتالیزورهای نوری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. ذرات کاتالیزوری یا بصورت همگن در محلول پراکنده می شوند یا به صورت ساختارهای غشایی رسوب داده شده هستندکه تجزیه شیمیایی آلاینده ها را امکان پذیر می کنند . با توجه به کاربردها و قابلیت های فناوری نانو در صنعت آب و فاضلاب بسیاری از شرکت ها از این فناوری در تصفیه آب و فاضلاب استفاده می کنند وبه همین دلیل امروزه استفاده از محصولات و تولیدات بر پایه فناوری نانو افزایش یافته است . این محصولات اغلب شامل نانو فیلترها وانواع حسگرهایی است که به منظور تشخیص مواد و ذرات موجود در آب مورد استفاده قرار می گیرند.

تصفیه پساب های صنعتی

پساب های صنعتی صنایع شوینده ، حاوی اکسیژن بیوشیمیایی و مواد فعال شیمیایی است . که باید در فرآیندهای تصفیه از آب جدا شوند . یکی از دیگر موادی که در پساب های صنعتی یافت می شود مواد نامحلول روغنی است . حضور این مواد فرآیند تصفیه آب را با مشکل مواجه می کند .یکی از روش های اقتصادی برای تصفیه این مواد ، استفاده از سیستم های ترکیبی حاوی میکروفیلترها و نانو فیلترهاست . در این سیستم برای حذف ذرات معلق مانند روغن ها و گریس ها از میکروفیلترها و برای حذف پاک کننده ها از نانو فیلترها استفاده می شود .



منبع: روزنامه جام جم

ایران متولی تاسیس شبکه نانوفن‌آوری

با تصویب«کامستک»؛

ایران متولی تاسیس شبکه نانوفن‌آوری وشبکه‌ دانشگاه‌های مجازی جهان اسلام شد

جام جم آنلاین: براساس قطعنامه پایانی سیزدهمین اجلاس مجمع عمومی «کامستک» ایران متولی تاسیس شبکه نانوفن‌آوری و شبکه‌ دانشگاه‌های مجازی جهان اسلام و شبکه همکاری و کانون پارک‌های علمی فن‌آوری کشورهای اسلامی شد.

به گزارش ایسنا ، سیزدهمین اجلاس مجمع عمومی کمیته دائمی همکاری‌های علمی فن‌آوری سازمان کنفرانس اسلامی (کامستک) با حضور وزیر علوم، تحقیقات و فن‌آوری کشورمان در اسلام آباد پاکستان برگزار شد.

دکتر زاهدی در حاشیه این اجلاس با وزرای علوم کشورهای پاکستان، سودان، مصر، سنگال، آذربایجان، ازبکستان و یمن دیدار کرد.

وزیر علوم در این دیدارها با تاکید بر اهمیت «کامستک» در توسعه علم و فن‌آوری در جهان اسلام بر آمادگی وزارت علوم برای گسترش همکاری‌ها با این کشورها در عرصه‌های مختلف علمی، آموزشی و فن‌آوری تاکید کرد.

دکتر زاهدی در دیدار با وزیر علوم پاکستان با اشاره به اهمیت فعال کردن کارگروه‌های مشترک علمی فن‌آوری و ایجاد این کارگروه‌ها عنوان کرد: امید است بتوان بازدیدهای متقابل و مسافرت‌های تحقیقاتی مطالعاتی برای اساتید دو کشور ایران و پاکستان شکل داد.

همچنین وی با تاکید بر تقویت و گسترش زبان فارسی در دانشگاه‌های پاکستان ضمن ارائه تصویری از پیشرفت‌های جمهوری اسلامی در عرصه‌های مختلف علمی آموزشی، فن آوری و تحقیقاتی بعد از انقلاب از وزیر علوم پاکستان جهت بازدید از دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی ایران دعوت کرد.

گفتنی است دکتر زاهدی در دیدار با وزیر علوم و فن‌آوری سنگال نیز بر توسعه روابط علمی فن‌آوری بین دو کشور تاکید کرد و گفت: وزارت علوم برای بهره برداری از مرکز منطقه‌یی اطلاع رسانی علوم و فن‌آوری شیراز در سنگال و انتقال تجربیات مربوطه و همچنین تاسیس کمیته مشترک علم و فن‌آوری دو کشور و امضای توافق نامه با طرف سنگالی پس از ارائه طرح پیشنهادی در این رابطه آمادگی دارد.

همچنین با توجه به اینکه کشور سنگال ریاست سازمان کنفرانس اسلامی را عهده دار است وزیر علوم کشورمان تدوین برنامه ده ساله‌ای را برای این کشور پیشنهاد کرد.

دکتر زاهدی در دیدار با وزیر علوم و فن‌آوری آذربایجان نیز عنوان کرد: همکاری‌های علمی فن‌آوری به عنوان بهترین مکانیزم برای ایجاد وحدت در جهان اسلام بوده و کشور ایران آمادگی دارد تا در زمینه انتقال تجربیات ایران به آذربایجان حرکت کرده و در زمینه ایجاد سیستم‌های شبکه‌ای گام بردارد.

وزیر علوم، تحقیقات و فن‌آوری در این دیدار بر مسلمان بودن دو کشور و کنار گذاشتن مسائل حاشیه‌ای تاکید کرد.

به گزارش ایسنا، وزیر علوم، تحقیقات و فن‌آوری کشورمان از مرکز فن‌آوری فضایی پاکستان نیز بازدید کرد.

وی همچنین در دیدار با دانشجویان ایرانی مقیم پاکستان با بیان اینکه شما نماینده جمهوری اسلامی در پاکستان بوده و رسالت انتقال پیام جمهوری اسلامی و جامعه اسلامی ایران را به عنوان جامعه‌ای صلح طلب به جوانان و دانشجویان دیگر کشورها عهده دار هستید گفت: تعداد دانشجویان کشورمان از دو میلیون و 200 هزار دانشجو در دو سال گذشته به سه میلیون و 300 هزار نفر ارتقا یافته که این مساله از افتخارات کشور ایران است.

وی تاکید کرد: وزارت علوم با تمام توان در راستای حل مشکلات دانشجویان ایرانی گام برمی‌دارد.

گفتنی است، در روز پایانی این مجمع قطع نامه پایانی مجمع عمومی تصویب شد که در این قطعنامه بیشتر پیشنهادهای ایران گنجانده شده است.

بنابراین گزارش در این قطعنامه اجازه تاسیس شبکه نانوفن‌آوری کشورهای اسلامی به ایران داده شد چرا که ایران در حال حاضر نخستین کشور در این زمینه در بین کشورهای جهان اسلام بوده و رتبه 25 را در بین کشورهای دنیا داراست.

همچنین ایران به عنوان میزبان تاسیس شبکه‌ دانشگاه‌های مجازی جهان اسلام نیز شناخته شد که این مساله در راستای تلاش های صورت گرفته برای مجازی کردن دانشگاه‌ها در ایران و همچنین ایجاد دانشگاه پیام نور به عنوان یک دانشگاه ملی مجازی با بیش از 800 هزار دانشجو تحقق یافت.

گفتنی است در قطعنامه مجمع عنوان شده است که شبکه همکاری پارک‌های علمی فن‌آوری در جهان اسلام نیز در ایران تاسیس شود. چرا که در حال حاضر 50 مرکز رشد و بیش از 18 پارک علم و فن‌آوری در ایران ایجاد شده که پنج پارک علم و فن‌آوری دیگر نیز در حال تاسیس است که این تعداد در بین کشورهای اسلامی کم نظیر است و باعث شده که اجازه تاسیس کانون پارک‌های علم و فناوری در جهان اسلام از سوی کامستک به ایران داده شود.

همچنین به دلیل فعالیت‌های علم و فن‌آوری قابل توجه در سال‌های گذشته و رشد چشمگیر حوزه‌های علمی، ایران در سه سال اخیر از نظر روند رشد رتبه اول را به خود اختصاص داده است.

گفتنی است با توجه به فعالیت‌های گسترده در تجهیز و گسترش مراکز تحقیقاتی و پژوهشی و آموزشی، ایران به عنوان عضو اصلی کمیته اجرایی کامستک انتخاب شد که بر این اساس هشت ماه دیگر ایران میزبان کمیته اجرایی کشورهای اسلامی خواهد بود.

به پیشنهاد جمهوری اسلامی و تشکیل این مجمع، کشورهای عضو سازمان کنفرانس اسلامی حق دارند از انرژی صلح آمیز هسته‌یی استفاده کرده و برای گسترش تحقیقات و توسعه در این حوزه تلاش کنند.

گفتنی است در حال حاضر سازمان کنفرانس اسلامی و این مجمع در حال ارتقا وضعیت خود به مجمعی فعال و اثر گذار بوده که در این راستا مقرر شده که یک ارگان و نهاد جدید متولد شده که نقش دبیرخانه اجرایی را عهده دار باشد که ایران به همراه کشورهای عربستان و اردن به عنوان بنیان گذاران این نهاد جدید انتخاب شده‌اند.

 در این مجمع همچنین جایزه فیزیک سال کامستک به دکتر محمد مهدی شیخ جباری، فیزیکدان جوان پژوهشگاه دانش‌های بنیادی اعطا شد.

وزیر علوم، تحقیقات و فن‌آوری کشورمان امروز جمعه پس از پایان این مجمع به کشور بازگشت.

نسل جدیدنانولوله‌های فلزی‌ساخته شد

نسل جدیدنانولوله‌های فلزی‌ساخته شد

 محققان از ساخت نسل جدیدی از نانولوله های فلزی خبر دادند که می توان در تولید فیلمهای نازک نیمه شفاف و فوق العاده هادی از آنها استفاده کرد.

 به گزارش مهر، نانولوله های کربنی مواد امیدوارکننده ای محسوب می شوند که کاربردهای وسیعی در فناوریهای امروزی دارند. این ویژگی به دلیل خواص الکتریکی، اپتیکی، شیمیایی، حرارتی و مکانیکی آنهاست.

در این راستا محققان دانشگاه نورت وسترن از نانولوله های فلزی برای ساخت فیلمهای نازک چند رنگه ای استفاده کردند که دارای ویژگیهایی نظیر نیمه شفاف بودن، رسانایی بالا و انعطاف پذیر بوده و ظاهر شیشه های منقوش را دارند.

این پروژه که نتایج وجزئیات آن در شماره اخیر نشریه Nano Letters منتشر شده است می تواند به تولید محصولات مبتنی بر فناوریهای برتری نظیر نمایشگرهای مسطح و سلولهای خورشیدی منجر شود.

در میان کاربردهای مطرح شده، فیلمهای هادی شفاف که مبتنی بر نانولوله های کربنی ساخته می شوند توجه بیشتر محققان را به خود جلب کرده است.

هادیهای شفاف موادی هستند که از نظر اپتیکی شفاف محسوب می شوند و در عین حال رسانای الکتریسیته نیز محسوب می شوند.

این مواد در حجم گسترده ای به عنوان الکترود در نمایشگرهای مسطح، صفحات لمسی و سلولهای خورشیدی به کار گرفته می شوند.