تصفیه‌ هوا ‌‌با ‌‌ترکیب ‌‌‌طلا ‌و ‌نور ‌خورشید

نانوذرات طلا چگونه این قدرت خیره‌کننده را پیدا می‌کنند که آلودگی‌های محیطی را از بین ببرند؟

این یک فرآیند تقریبا پیچیده است. اگر دقت داشته باشید در اطراف ما همواره منابع مختلف تولیدکننده آلودگی وجود دارد. این منابع از محیط داخل اتاق گرفته تا سالن‌های بزرگ و نظایر آن وجود دارد. آنچه ما متوجه‌اش شده‌ایم، امکان از بین بردن این آلودگی‌ها و به نوعی تصفیه سازی هوا در مکان‌های بسته با استفاده از ذرات طلا و ترکیب شدن آن با پرتوهای خورشیدی است. نانوذرات طلا به محض قرار گرفتن در معرض نور مستقیم خورشید از سطح انرژی بالایی برخوردار شده و به واسطه‌  active شدن این توانایی را به دست می‌آورند که ساختار ذرات مختلف آلاینده و شیمیایی معلق در هوا را نابود کنند. این ذرات زمانی که از سطوح رنگی دیوارها و لوازم مختلف منزل از جمله وسایل چوبی برمی‌خیزند، معمولا با ریزترکیبات متانول و حتی دی‌اکسیدکربن ترکیب می‌شوند که در آن صورت برای سلامت افراد حاضر در آن محیط مضر خواهند بود.

اما چرا طلا عمدتا این خاصیت را دارد؟

ذرات بسیار ریز طلا در صورت قرار گرفتن در معرض نور مستقیم خورشید از سطح فعالیت بالایی برخوردار می‌شوند. از سوی دیگر ترکیب میدان الکترومغناطیسی نور خورشید با نوسانات حرکتی ریزذرات طلا موجب ایجاد نوعی تشدید (رزونانس) می‌شود. ما به این نتیجه رسیده‌ایم که با تقویت میدان مغناطیسی ریزذرات طلا، آن هم به واسطه تابش نور خورشید می‌توان ریز ذرات آلاینده و شیمیایی مضر هوای اطراف را از بین برد.

شما گفته‌اید که باید پیشینه فناوری استفاده از خواص مختلف نانوذرات طلا را به دوران قرون وسطی بازگرداند. منظورتان دقیقا چیست؟ آیا مردم آن دوران از چنین خاصیتی مطلع بودند؟

حقیقت این است که با نگاهی به تاریخ کلیساهای مختلف در سراسر جهان به نمونه‌هایی بر می‌خوریم که در ساخت آنها از شیشه‌هایی استفاده شده است که روی آنها لایه‌ای نازک از طلا پوشیده شده است. بی‌شک می‌توان متصور شد که در قرون گذشته آگاهی کلی نسبت به خواص درمانی ذرات طلا در ترکیب با نور خورشید وجود داشته است، اما در این که از چگونگی این مکانیسم اطلاعی داشته‌اند، تردیدهای زیادی وجود دارد.
هنرمندان آن دوران گرچه عمدتا به زیبایی هنری کار خود توجه داشتند اما نباید از پی بردن آنها به سایر خواص آن نیز چشم پوشید. با این حال استفاده از چنین ترکیبی در بسیاری از کلیساها و حتی برخی مکان‌های مذهبی دیگر از وجود رابطه‌ای منطقی میان آگاهی از خواص تصفیه‌کنندگی طلا در مجاورت نور خورشید و استفاده همه‌گیر از آنها حکایت دارد.

فکر می‌کنید مزیت عمده ابداع چنین فناوری چه چیزی است؟

در این فرآیند جالب توجه استفاده از پرتوهای خورشیدی یک فاکتور مهم و تعیین کننده است و از آنجا که این فاکتور به وفور وجود داشته و کاملا رایگان حاصل می‌شود، پس می‌توان آن را از حیث بازده بهره ‌بردن از انرژی قابل توجه توصیف کرد. به نظر من استفاده از نانوذرات طلا در ترکیب با نورخورشید برای از بین بردن ناخالصی‌ها و آلودگی‌های هوا مسیر جدید استفاده از کاتالیزورهای نوری به حساب می‌آید. تصور کنید امکانی فراهم شود که بتوان طی آن تنها با استفاده از نور خورشید و مقادیری از طلا که برای همیشه باقی خواهند ماند، هوای محیط را تصفیه کرد. عقیده ما این است که در آینده نه‌چندان دور می‌توان از مزایای این فناوری نوین در عرصه‌های گوناگونی استفاده کرد چون نباید این نکته را فراموش نمود که در مقایسه با تکنیک‌های واکنشی فعلی و سنتی موثرتر است. در تکنیک‌های فعلی، کل سیستم حرارت جذب می‌کند؛ اما در این فناوری نوین تنها این طلاست که از سوی پرتوهای خورشیدی گرما دیده و موجب تصفیه هوا می‌شود.

برنامه آینده شما برای توسعه این فناوری نوین چیست؟

ما با توجه به آزمایش‌های مختلفی که انجام داده و نتایج خیره‌کننده‌ای که به دست آورده‌ایم، تلاش جدی را برای دستیابی به درک روشن‌تر و کاملی از این مکانیسم واکنشی آغاز کرده‌ایم. از آن گذشته در نظر داریم طیف مختلف و متنوعی از ریزذرات آلاینده معلق در هوا را شناسایی کنیم که با استفاده از این ترکیب بتوان به نابودی آنها امیدوار بود. البته نگاه ما تنها به اینجا ختم نمی‌شود. هم‌اکنون توسعه سیستم‌های تصفیه‌کنندگی هوا در بسیاری از کشورهای در حال توسعه جهان ازجمله کشورهای آفریقایی با موانع جدی روبه‌روست و از این رو امیدواریم با استفاده از این دانش جدید که ارزان بودن مزیت عمده آن است، این مانع مهم را برطرف کنیم.

آیا چنین خاصیتی یعنی آلودگی‌زدایی طلا در ترکیب با نور خورشید در سایر فلزات نیز وجود دارد؟

بررسی‌های ابتدایی ما حاکی از این است که احتمالا در ذرات مس و نقره نیز چنین خاصیتی وجود دارد و از این رو می‌توان نسبت به کاربردهای تصفیه‌سازی آنها در مجاورت نور خورشید امیدوار بود. البته اکنون در ابتدای راه قرار داریم و برای شناسایی مواد دیگری که چنین خاصیتی داشته باشند باید آزمایش‌های دقیق بیشتری انجام دهیم.

با توجه به کاربردهای گسترده‌ای که این فناوری می‌تواند داشته باشد، موانع موجود بر سر راه توسعه آن را چه چیزهایی می‌دانید؟

نگاه کلی ما به این پروژه حاکی از آن است که باید هزینه‌های قابل توجهی برای طراحی و تولید فیبرهای نانوذرات طلا صرف کرد. البته با توسعه دانش بشری و ارائه تکنیک‌های ارزانقیمت‌تر برای طراحی و ارائه این فیبرها، مشکل اصلی فرا روی این فناوری نوین نیز برطرف شده و شاهد جهانی‌شدن آن خواهیم بود.

دکتر ژو در یک نگاه‌

دکتر هائو یونگ ژو، استادیار مدرسه علوم شیمیایی و فیزیکی دانشگاه کوئینزلند استرالیاست که عمده تمرکز برنامه‌های تحقیقاتی خود را روی مواد غیرارگانیکی قرار داده است. وی همچنین برنامه‌های تحقیقاتی گسترده‌ای روی نانومواد غیرارگانیکی، غشاهای سرامیکی وکاتالیزورهای نوری داشته است.

مهدی پیرگزی‌