تقویم رویداد ها

    لیست رویداد ها

    متن خبر

    طراحی ایمن نانولوله های کربنی

    تاریخ : 1396/07/01 تعداد بازدید : 121
    نانومواد کربنی(CNMs) نوعی از نانومواد مهندسی‌شده هستند که می توانند برای کاربردهای زیست محیطی مختلف از جمله تصفیه آب، تشخیص و تصفیه آلاینده ها مورد استفاده قرار بگیرند. با اینکه این مواد از نظر تشخیص، تغییر و یا تخریب آلاینده ها اهمیت دارند، با این وجود پس از استفاده در محیط باقی می مانند. به گفته دکتر لیان گیلبرستون، استادیار بخش مهندسی عمران و محیط زیست دانشکده مهندسی دانشگاه پیترسبورگ، مانند هر نوع ماده شیمیایی دیگر که در محیط باقی می ماند، در مورد تأثیرات بقایای نانومواد بر موجودات و سیستم ها، محصولات ناشی از تخریب این مواد و توان بالقوه این مواد برای تجمع در بدن موجودات زنده نیز نگرانی های وجود دارد.
    دکتر گیلبرتسون و تیم تحقیقاتی او در حال بررسی ساختار درونی نانومواد کربنی هستند تا با استفاده از بهترین شیوه های طراحی، موادی پایدار از نظر محیط زیستی تولید کنند و بتوانند تأثیرات نامطلوب این مواد را کنترل کنند. برای حمایت از تحقیقات این تیم پژوهشی، بنیاد ملی علوم (NFS) مبلغ ۲۸۵۶۷۰ دلار به این پروژه اختصاص داده است. عنوان کامل این پروژه "تاثیر جدایش ساختاری و ساختار شیمیایی لایه‌های سطحی نانومواد کربنی بر فعالیت های الکتروشیمیایی و بیولوژیکی مرتبط با محیط زیست" می باشد.
    به گفته دکتر گیلبرتسون، هدف اصلی این پژوهش ها کشف خطرات احتمالی نانومواد و یا کاربردهای احتمالی آنها می باشد. وی اضافه کرد، هدف این پروژه ارائه راهکاری منطقی برای طراحی CNMها است که به طور همزمان معایب و مزایا را در نظر بگیرد و به پیشرفت پایدار فناوری نانو کمک کند. به عبارت دیگر، باید به کشف راه هایی برای کنترل خطرات ماهیتی یک ماده و استفاده از ویژگی ها عملکردی آن پرداخت.
    به اعتقاد دکتر گیلبرتسون، ناشناخته بودن عواقب پخش نانومواد در محیط زیست و همچنین مواجهه انسان با نانومواد دو نگرانی اصلی در مورد CNM‌ها می باشد.
    بیشترین خطرات تماس با نانومواد در زمان پردازش مواد، تولید محصول و در پایان عمر مفید ماده است. بر اساس گزارشی از مجله " گزارشات و بازار" ، CNM‌ها با همه خطرات احتمالی یکی از نانوموادی هستند که بیشترین حجم تولید را دارند . حدود 25% از مبادلات بازار نانو به این مواد اختصاص دارد.
    دکتر گیلبرستون اضافه کرد، مواد شیمیایی بسیاری وجود دارند که در ابتدا کاربردهای صنعتی بسیار خوبی داشته اند ولی بعد از مدتی تأثیرات نامطلوب آنها بر انسان و محیط زیست مشخص شده است. از جمله این مواد می توان به تترا اتیل سرب در بنزین، کلروفلوکربن ها به عنوان مبرد و آزبست به عنوان عایق حرارتی و الکتریکی اشاره کرد.
    هدف این تیم پژوهش ارائه چارچوبی برای طراحی CNMها می باشد که به کاهش عواقب نامطلوب احتمالی کمک کند. این کار از طریق آنالیز ساختار شیمیایی لایه‌های سطحی نانومواد و بررسی فعالیت بیولوژیکی و الکتروشیمیایی این مواد صورت می گیرد. پس از تعیین خواص فیزیکوشیمیایی، الکتروشیمیایی و فعالیت بیولوژیکی، از روش های آماری برای رابطه برقرار کردن بین خواص عملکرد و خطرات نانومواد استفاده می شود. از این روابط می توان برای بهینه سازی طراحی های آتی CNMها بهره گرفت.
    دکتر گیلبرستون سال ها در زمینه استفاده از ساختار شیمیایی لایه‌های سطحی نانومواد برای کنترل خواص CNMها فعالیت داشته است و در پایان نامه مقطع دکتری خود، به ارائه روش هایی برای تغییر ساختار شیمیایی لایه‌های سطحی نانولوله های کربنی تک دیواره و چند دیواره پرداخته است.
    وی همچنین در پژوهشی با هدف بررسی اثر ساختار شیمیایی لایه‌های سطحی نانولوله های کربنی نازک بر هدایت الکتریکی، مشارکت داشته است.
    بر اساس مقاله ای که در ماه مارس ۲۰۱۷ در مجله "شیمی سبز" انجمن سلطنتی شیمی منتشر شد، ساختارهای زیرین گرافن و اکسید گرافن نقش مهمی در ساختار شیمیایی لایه های سطحی این مواد دارند.
    پژوهش های مشابهی برای CNMها با حمایت مالی NSF انجام خواهد شد. به گفته دکتر گیلبرستون، یافته های پژوهش های اخیر نه تنها به ارتباط بین ساختار و لایه های سطحی با خواص ماهیتی ماده می پردازد بلکه با همکاری دانشگاره آریزونا، می توان خطرات CNMها را در سطوح مختلف زیست محیطی از جمله بیومولکول ها، باکتریها، جلبک ها و موجودات آبزی مورد مطالعه قرار داد.