سوخت‌های آینده بر پایه نانو تولید می‌شوند

در بسیاری از شهرهای بزرگ جهان، پایین بودن شاخص کیفیت هوای تنفسی موجب شده تا ساکنان این شهرها از عوارض جانبی متعددی رنج ببرند. به کارگیری فناوری نانو در بهبود این شرایط همواره مورد نظر دانشمندان بوده است. اخیرا گروهی از محققان مطالعه‌ای جامع در این خصوص انجام داده و به نتایج جالب توجهی نیز دست یافته‌اند. دکتر آر بی آناناد، دانشیار مهندسی مکانیک از انستیتوی ملی فناوری تیروچی پالی هند که در رأس این گروه قرار دارد در گفت‌وگوی اختصاصی با سیب به مزایای به‌کارگیری این فناوری در بهبود کیفیت هوای تنفسی اشاره می‌کند و می‌گوید، می‌توان از این فناوری در سوخت‌های زیستی استفاده کرد تا در نهایت آلاینده‌های کربنی کمتری تولید و روانه اتمسفر شود.

گفته می‌شود به‌کارگیری فناوری نانو در بهبود کیفیت هوای تنفسی سابقه‌ای به قدمت پیدایش این فناوری دارد، اما تاکنون طرح‌های چندان مهم و وسیعی در این خصوص ارائه نشده است نظر شما چیست؟البته نباید تا این حد هم بدبین بود. هم‌اکنون در برخی کشورهای اروپایی از این ایده در ابعاد محدود استفاده می‌شود و بتدریج نیز وارد مرحله‌ای می‌شویم که در آن استفاده از فناوری نانو برای تولید حجم کمتری از آلاینده‌های کربنی همه‌گیر می‌شود. نکته مهم گسترش تحقیقات کاربردی در این زمینه است. همچون بسیاری از فناوری‌های نوینی که از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی پیدا شده و وارد زندگی روزه مردم می‌شوند، استفاده‌های متنوع از فناوری نانو نیز بتدریج گسترده خواهد شد. البته نباید از یک مشکل بزرگ نیز غافل ماند. به‌کارگیری فناوری نانو در ابعاد کلان مستلزم صرف هزینه‌های زیادی است. در حقیقت این فناوری گرچه اثرات بسیار مطلوبی بر زندگی روزمره دارد اما هزینه‌بر نیز است. کاستن از این هزینه‌ها می‌تواند کلید موفقیت در توسعه آن باشد.

مهم‌ترین ویژگی‌ای که در این زمینه باید به آن اشاره کرد نسبت قابل توجه سطح به حجم این ذرات است. ذراتی که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته‌اند تنها 51 میلیاردیوم متر ضخامت دارند که این خود موجب می‌شود آنها را ذراتی با سطوح واکنشی چشمگیر ارزیابی کنیم. این یک ویژگی مهم به شمار می‌آید و موجب می‌شود تا ساختار سوخت‌های زیستی که این ذرات بخشی از آنها را تشکیل می‌دهند به مراتب بهتر شود. منظور از بهتر شدن این است که در نتیجه سوخت در موتور خودروها، آلاینده‌های کمتری تولید می‌شود که این خود افزایش سطح کیفی هوای تنفسی بخصوص در شهرهای بزرگ و شلوغ را به همراه دارد.

دقیقا همین‌گونه است. نانوذرات مورد نظر ما در ساختار سوخت‌های زیستی که می‌توانند از مواد مختلفی تولید شوند در نقش یک کاتالیزور قدرتمند ظاهر می‌شوند. یکی از مشکلاتی که همواره در موتورهای احتراقی وجود داشت کیفیت پایین احتراق سوخت است. در نتیجه حجم قابل توجهی از آلاینده‌های کربنی تولید و روانه اتمسفر می‌شود. این مشکل تنها به محیط زیست ختم نمی‌شود.

افزایش مصرف سوخت نیز یکی از تبعات مستقیم آن است که تأثیر منفی بر اقتصاد می‌گذارد. اما زمانی که از این نانو ذرات در سوخت زیستی تولید شده استفاده می‌کنیم، نه تنها تأثیر منفی بر عدم‌تولید آلاینده‌های کربنی این نوع سوخت‌ها نمی‌گذارد بلکه موجب افزایش کیفیت احتراق آنها در موتور می‌شود. درحقیقت در این مدل جدید از تولید سوخت‌های زیستی، هوا با کیفیت بیشتری با سوخت ترکیب شده و در نتیجه احتراق به بهترین نحو ممکن صورت می‌گیرد.

این تنها شانس برای نجات زمین و ساکنان آن است یا اگر بخواهیم آن را تنها شانس عنوان نکنیم باید آن را یکی از چند انتخاب فراروی بشر به شمار آوریم. در چند دهه گذشته که شمار قابل توجهی از خودروها تولید و وارد چرخه زندگی مردم شده‌اند، کیفیت هوای تنفسی نیز به مراتب کاهش یافته است. گذشته از آن اتمسفر زمین نیز حال و روز چندان خوبی ندارد. ایجاد حفره در لایه ازن از جمله تبعات این فرآیند است. ما معتقدیم استفاده از سوخت‌های زیستی که در ساختار ترکیبی آنها از فناوری نانو استفاده شده است می‌تواند کمک زیادی به خروج از وضعیت بحرانی فعلی کند.

بله این محلول سوختی که در حقیقت نوعی امولسیون است مخلوطی از نوعی گیاه به نام جاتروپا، آب و فعال‌کننده سطحی و همچنین نوعی نانو مواد به نام آلومین است. البته ما برای رسیدن به این ماده تحقیقات و آزمایش‌های زیادی انجام داده‌ایم و اکنون فکر می‌کنیم این ماده می‌تواند بهترین گزینه باشد. ما در آزمون‌های متعددی به بررسی سطح عملکرد این نانو ماده پرداختیم و متوجه شدیم بهترین نتیجه را درخصوص تولید حجم کمتری از اکسید نیتروژن و سایر آلاینده‌های کربنی به همراه دارد. البته این تمامی مزایای این ابتکار عمل به شمار نمی‌آید. تولید دود به مراتب کمتر از دیگر نقاط قوت این ایده است.

بدیهی است که ما به دنبال بررسی نانوذرات دیگری نیز هستیم. تا اینجای کار آلومین بهترین نتیجه را به همراه داشته است اما ممکن است در ادامه کار با نانو مواد دیگری نیز روبه‌رو شویم که تأثیرگذاری به مراتب بهتری بر سوخت زیستی در موتورهای احتراقی داشته باشد. در ماه‌های آینده فازهای تازه‌ای از تحقیقات ما آغاز می‌شود که در آنها بررسی سایر نانومواد را ادامه می‌دهیم.