تازه های نانو شیمی

[Mårzï¥ē]

#نانو_شیمی #مهندسی_شیمی

عملکرد نانو دی‌اکسیدتیتانیوم در مواد پایه سیمانی

✍ امیر خاقانی بروجنی - سید حسام مدنی

✅ چکیده:
▪️در این مقاله ابتدا به شناخت خواص و عملکرد نانوذرات فوتوکاتالیستی پرداخته ‌شده و سپس با معرفی اکسیدهای مختلف دارای خاصیت فوتوکاتالیستی، دی‌اکسیدتیتانیوم به‌عنوان یکی از محبوب‌ترین ترکیبات موجود در این خانواده موردبحث و ارزیابی قرار گرفته است. بررسی‌های صورت گرفته نشان می‌دهد، نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیوم از خواص ضد آلایندگی، آنتی باکتریال و خود تمیز شوندگی بالایی برخوردارند که از این پتانسیل بالقوه می‌توان در محیط مواد پایه سیمانی استفاده فراوانی کرد.
▫️حضور این نانوذرات در سطوح پایه سیمانی نه‌تنها سبب تخریب و تجزیه گازهای آلاینده در تماس با این سطوح می‌گردد، بلکه از خاصیت خود تمیزشوندگی بسیار مطلوبی نیز برخوردار است. از طرف دیگر، قرارگیری این نانوذرات در ماتریس سیمان باعث ممانعت از رهاسازی آن‌ها در محیط و خطرات زیست‌محیطی احتمالی بعدی می‌گردد و همچنین این امر باعث شده تا بتوان از این نانوذرات فوتوکاتالیستی (دی اکسیدتیتانیوم) در بازه زمانی بسیار طولانی‌تری بهره‌برداری کرد.

 

[Mårzï¥ē]

#اخبار_شیمی #شیمی_کاربردی #نانو_شیمی


محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر یک نانوفتوکاتالیست صفحه‌ای ساخته‌اند که قادر است گازهای آلاینده‌ی محیط زیست نظیر مونواکسید کربن را از هوا حذف کند. این محصول آزمایشگاهی را می‌توان به‌صورت کف‌پوش خیابان و پوشش‌های سطحی ساختمان‌ها و تونل‌ها مورد استفاده قرار داد.

✅ دکتر نعیمه سیف وند ضمن بیان این مطلب که امروزه تحقیقات به سمت استفاده از فتوکاتالیست‌های ارزان‌قیمت بر پایه‌ی دی‌اکسید تیتانیوم متمایل شده است، در خصوص محدودیت‌های این ماده گفت: «یکی از محدودیت‌های نانوفتوکاتالیست‌های دی‌اکسید تیتانیوم جذب نور در ناحیه‌ی فرابنفش است. روش‌های مختلفی برای غلبه بر این محدودیت پیشنهاد شده است. در طرح حاضر از گرافن اکسید به دلیل دارا بودن سطح ویژه‌ی بالا و خاصیت عامل دار شدن سطح جهت بهبود خواص نوری دی‌اکسید تیتانیوم استفاده شده است.»

وی خاطرنشان کرد: «در این طرح به‌جای توسعه‌ی نانوذرات پودری که در تحقیقات گذشته به آن پرداخته می‌شد، یک نانوفتوکاتالیست صفحه‌ای سنتز شده است که می‌تواند مانند یک پوشش در مناطق با میزان آلودگی بالا قرار گرفته و به کمک نور خورشید منواکسید کربن را از هوا حذف کند.»

یکی از خواص مطلوب گرافن امکان ایجاد کمپلکس پایدار با منواکسید کربن است که در واقع در طرح حاضر دو خاصیت فتوکاتالیستی و تشکیل کمپلکس با هم تلفیق شده و یک نانوکامپوزیت با بازدهی بالا در حذف مونواکسید کربن به دست آمده است.

⚫️ به گفته‌ی دکتر سیف وند در این پژوهش ابتدا لایه‌ی نازک دی‌اکسید تیتانیوم به روش لایه نشانی بخار شیمیایی پلاسمایی بر روی صفحه‌ای از جنس کوارتز انجام گرفته است. سپس سطح گرافن اکسید جهت تشکیل بهتر کمپلکس به‌وسیله‌ی فلز کروم و مایع یونی اصلاح شده است. در مرحله‌ی بعد، گرافن اکسید بر روی لایه‌ی نازک دی‌اکسید تیتانیوم نشانده شده و در نهایت فیلم نانوکامپوزتی حاصل به‌منظور ارزیابی عملکرد فتوکاتالیستی در دستگاه فتوکاتالیست نصب و آزمون‌های مربوطه انجام شده است.

⚪️ نتایج به‌دست‌آمده حذف میزان 97 درصد مونواکسید کربن به کمک این فتوکاتالیست صفحه را نشان می‌دهد که در مقایسه با سایر فتوکاتالیست‌ها بسیار مطلوب است. همچنین این صفحه‌ی فتوکاتالیستی میزان گزینش پذیری بالایی را در جذب و حذف منواکسید کربن از خود بروز داده است.

این تحقیقات از تلاش‌های دکتر الهه کوثری(عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر) و دکتر نعیمه سیف وند (دانش‌آموخته‌ی مقطع دکترای این دانشگاه) است.
نتایج این کار در مجله‌ی Applied Catalysis B: Environmental با ضریب تأثیر 8/32 (جلد 206، سال 2017، صفحات 184 تا 193) چاپ شده است

 

[Mårzï¥ē]

با سرنگ و سوزن خداحافظی کنید، نانوبرچسب در راه است!
محققان استرالیایی، نانوبرچسبی ساخته‌اند که جای آمپول را در فرآیند واکسیناسیون خواهد گرفت. این برچسب بدون درد، ترکیبات دارویی یا واکسن را وارد بدن می‌کند. آزمون بالینی این نانوبرچسب در سال جاری انجام می‌شود.
مارک کندال از دانشگاه کوئینزلند روی ساخت نانوبرچسب‌هایی کار می‌کند که می‌توان با استفاده از آن، سیستم سنتی واکسیناسیون ( سوزن و سرنگ) را که قدمتی 160 ساله دارد کنار گذاشت. برچسب بسیار کوچکی را تصور کنید که ابعادی در حد یک تمبر پستی دارد و روی آن هزاران برجستگی میخی شکل قرار دارد. روی این برچسب این میکروسوزن‌ها ابعادی در حدود 60 تا 100 میکرون دارند و بیش از 20 هزار عدد از آن در فضایی یک سانتیمتر مربعی قرار گرفته‌اند. این نانوبرچسب با استفاده از روشی موسوم به اچ یون فعال عمیق ساخته شده است که در آن یون‌ها در یک میدان الکتریکی به صورت انتخابی روی سطح فرود آمده و آن را تغییر می‌دهند. به دلیل وجود میدان الکتریکی، یون‌ها را می‌توان با دقت بالایی کنترل کرد. از مزیت‌های این روش آن است که پیش از این از آن در صنعت مدارهای الکترونیکی و پیل‌های خورشیدی استفاده شده است بنابراین به سادگی می‌توان آن را برای تولید انبوه به کار برد. با چشم غیرمسلح نمی‌توان میکروسوزن‌ها را روی سطح نانوبرچسب مشاهده کرد با این حال آنها به قدری بلند هستند که می‌توانند درون پوست نفوذ کنند. این میکروسوزن‌ها درون بخش مرده سلول‌های پوستی نفوذ می‌کنند سلول‌هایی که نقش سد حفاظتی را در بدن ایفا می‌کنند. بعد از عبور از این لایه مرده، میکروسوزن به بخش زنده پوست می‌رسد که در آن سلول‌های سیستم ایمنی بدن قرار دارد که نقش مهمی در عملکرد واکسن ایفا می‌کنند. این گروه نشان دادند که با این روش می‌توان روی سطح میکروسوزن‌ها را مواد واکسن پوشش داد که با این کار واکسن با دوزی بسیار پایین وارد بدن می‌شود. در حال حاضر 10 درصد از جمعیت جهان، از آمپول ترس دارند و براساس آمار سازمان جهانی سلامت، هر ساله 3/1 میلیون نفر در جهان به دلیل آلودگی‌های ناشی از آمپول‌ها جان خود را از دست می‌دهند. بنابراین ارائه این فناوری می‌تواند کمک زیادی به سلامت جامعه کند از دیگر مزیت‌های این فناوری آن است که نیاز به وجود یخچال را برای نگهداری واکسن به حداقل می‌رساند و واکسن‌ها به صورت خشک استفاده می‌شوند. این واکسن‌ها وارد فاز آزمون بالینی شده‌اند و قرار است با کمک سازمان جهانی سلامت، این آزمون در سال 2017 در کشور کوبا انجام شود.

 

[Mårzï¥ē]

بیست کشور برتر جهان در انتشار مقالات فناوری نانو در سال 2016

بر اساس گزارش بانک اطلاعات استت نانو، چین و آمریکا در مجموع نزدیک به نیمی از مقالات نانو در سال 2016 را منتشر کردند. هند ،کره جنوبی و آلمان در رده‌های بعدی قرار دارند.
بر اساس آمار استت نانو تا پایان دسامبر 2016 حدود 137500 مقاله مرتبط با فناوری نانو در پایگاه داده Web of Science نمایه شده است که معادل 9.5 درصد از کل مقالات نمایه شده در این پایگاه در سال 2016 را شامل می‌شود. از این تعداد، سهم چین 34 درصد و ایالات متحده 16 درصد بوده است. چین همچنان به روند صعودی خود در انتشار مقالات نانو ادامه می‌دهد و در حال حاضر تعداد مقالات نانوی آن بیش از دو برابر آمریکا و 1.2 برابر کل اتحادیه اروپاست. هند، کره جنوبی و آلمان در رده‌های سوم تا پنجم قرار دارند. ایران نیز با افزایش سهم حدود 0.8 درصد، بالاتر از ژاپن در رده ششم قرار گرفته است. ژاپن تا سال 2011 چهارمین کشور در انتشار مقالات نانو بود ولی در سالهای گذشته با کاهش تدریجی سهم مقالات نانوی خود در رده هفتم قرار دارد. علاوه بر ژاپن، آمریکا، کره جنوبی، فرانسه و روسیه هم در سال 2016 با کاهش سهم روبرو بودند.
از بین 20 کشور اول دنیا در این رده‌بندی 9 کشور از آسیا و اقیانوسیه هستند و در کل، بیش از نیمی از انتشارات نانو مربوط به کشورهای آسیایی و استرالیا بوده است. از آمریکای لاتین تنها برزیل در بین 20 کشور برتر قرار دارد. بهترین کشور آفریقایی نیز در این رده‌بندی، مصر است که با انتشار 1423 مقاله در رده بیست و پنجم قرار دارد. آفریقای جنوبی نیز به عنوان دومین کشور آفریقایی در رده سی و پنجم جای گرفته است