در تپش این هفته، ماجرای فریب و تعرض در پوشش عرفانهای دروغین و رمالی را بررسی کردیم
لوله های کربن دست به کار فیلتر
امروزه بیش از هر زمان دیگری تداوم و بقای دولتها به فناوری وابسته است. به همین دلیل تقریبا همه دولتها به طور مستقیم برای توسعه این فناوری تلاش می کنند و کمتر دولتی را می توانیم در جهان بیابیم که بخواهد یا بتواند این فناوری را کنار بگذارد یا نادیده بگیرد.
در این میان نانوتکنولوژی به دلیل ویژگی های منحصر به فردش ، نیازمند توجه ویژه ای است. معمولا سیاست های مرتبط با فناوری با سیاست های علمی ، مرتبط است و این دو با سیاست توسعه اقتصادی در ارتباطند.
این درهم تنیدگی و تعامل باعث شده دولتها هرچند به اجبار، عملا تکفل اموری را بپذیرند و متعهدانه و مسوولانه برای تحقق و پیشبرد آنها دست به کار شوند. محققان کشور ما هم همپای نوآوری های جهانی در زمینه نانوتکنولوژی به نتایج ارزنده ای رسیده اند که اصلی ترین مساله در این موفقیت ، عدم وابستگی علمی و رسیدن به خودکفایی علمی است.
چندی پیش مهندس بیژن نامدار زنگنه ، وزیر نفت در همایش نانوتکنولوژی در صنعت نفت ، کشورمان ایران را به عنوان دومین دارنده منابع اثبات شده نفت و گاز دنیا معرفی کرد.
باتوجه به نیاز رو به رشد جهان به این منابع و افزایش مداوم ارزش اقتصادی گاز و نفت پژوهشگران کشورمان درصددند نفت را از چرخه صرف صادرات خارج کنند و به سمت تولید محصولات پتروشیمی و صنعتی سوق بدهند. در این میان بهره گیری از فناوری نانو، خدمت بزرگی به محققان می کند.
یکی از جدیدترین تولیدات نفتی ، نانولوله های کربنی هستند که برای تهیه نوعی فیلتر با قابلیت های زیاد در صنعت و کاربردهای زیستی به کار می روند. محققان ایرانی هم دست به کار تهیه نوعی از این نانولوله ها با استفاده از گاز طبیعی شده اند.
ببینیم نانولوله ها دقیقا چه محصولاتی هستند؛ دکتر محمدمهدی اکبرنژاد به کمک همکارانش حمیدرضا غفاریان و علی مرادرشیدی در پژوهشگاه صنعت نفت در ایران موفق به تولید نانولوله های کربنی با استفاده از گاز طبیعی شده اند. این روش جدید مورد استقبال شدید محققان داخل کشور قرار گرفته است.
کشور ما به دلیل دارا بودن منابع غنی ، با دست باز می تواند روی تولید محصولاتی سرمایه گذاری کند که منبع اصلی آن گاز طبیعی باشد. مهندس بیژن زنگنه ، وزیر نفت در ارتباط با تولید نانولوله های کربنی از گاز طبیعی می گوید: فناوری نانو در مخازن نفت و افزایش بهره دهی آنها، روغن موتور و صرفه جویی در مصرف آن ، احداث تاسیسات مقاوم برابر خوردگی و نیز در صنایع حمل و نقل ، ساختمان و لوازم خانگی تاثیر قابل توجهی دارد.
تولید این نانولوله ها با این روش در کشور از نظر اقتصادی هم مورد توجه است. قیمت هر گرم از این ماده بیش از یک بشکه نفت است و نه تنها در ذخیره سازی گاز طبیعی کاربرد دارد، بلکه در باک بنزین وسایل نقلیه هم کارایی دارد.
نانولوله های کربنی چه هستند؛
نانولوله های کربنی به کمک ترکیباتی مثل بنزن ، فروسن و تجهیزات ساده آزمایشگاهی ساخته می شوند. فیلترهای بسیار محکم و کارآمد، حاصل این تکنولوژی هستند که از نانولوله های کربن چند جداره تشکیل شده اند.
این فیلترها که به شکل استوانه هایی تو خالی هستند، براحتی تمیز می شوند و مورد استفاده قرار می گیرند. نانولوله های کربنی می توانند ویروس ها و باکتری های موجود در آب را از میان ببرند و هیدروکربن های سنگین نفت را از آن جدا کنند.
از این نانولوله ها در صنعت برای جداسازی نفتالین و بنزن استفاده می شود. به این شکل که آنها را در مخلوطی از این دو ماده قرار می دهند و آنها را از هم جدا می کنند. انواعی از این مشتقات به دلیل قطر کم و چگونگی آرایش نانولوله ها کنار هم و این که بسادگی می توانند ذرات ریز محلول ها را از آن جدا کنند از محصولی کاملا جدید خبر می دهد.
پژوهشگران به این ساختارهای کربنی امید زیادی بسته اند و نانولوله ها را بلوک هایی ایده آل برای ساختن غشاها و فیلترها می دانند. این فیلترها شکلی لوله مانند دارند و نانولوله های کربنی به طور شعاعی در آن قرار می گیرند. (درست مثل پرزهای فرشی که لوله شده باشد). وقتی یک سر این سیلندر تو خالی را می بندیم و مایع مورد نظر را از آن عبور می دهیم ، مواد زاید در جداره داخلی نانولوله ها یا حفره های آنها باقی می ماند. شکل لوله ای فیلترها باعث می شود با برداشتن آن قسمت که قبلا بسته نشده بود و شستن مواد زاید فیلتر براحتی تمیز شود.
به طور کلی این طرز قرار گرفتن ، نانولوله ها در کنار هم ایده آل ترین حالت ممکن است که کاربردهای متنوعی هم در جداسازی مواد شیمیایی دارد، بویژه این شکل برای فیلتراسیون جریان عرضی مناسب است و تعداد دفعات کثیف شدن و تمیز کردن فیلترها را کاهش می دهد. این نکته از لحاظ علمی اهمیت بالایی دارد.
ساختارهای نانولوله کربنی چه طور ساخته می شوند؛
اولین ساختارهای نانولوله کربنی با استفاده از فرآیند رسوب دهی بخار شیمیایی (CVD) ساخته شد. فیلترهایی که محققان به این روش ساخته اند، اندازه های مختلفی دارد که بزرگترین آن تا چند سانتیمتر هم می رسد و ضخامت جداره آن حدود 300 تا 500 میلی متر است.
البته به خاطر استفاده از CVD اندازه فیلترها تا حدودی محدود می شود. فیلترهایی که به این روش ساخته می شوند، خیلی شبیه لوله های بزرگ لاستیکی هستند، تا حدودی هم به لوله های سرامیک ترد و شکننده شبیه اند و برای استفاده ، به اندازه کافی محکمند و فقط اگر تحت فشار قرار گیرند، ممکن است خرد شوند.
جنس این نانولوله ها کاملا از کربن است ؛ به همین دلیل می توانند تا حرارت های بسیار بالا و حتی دمای 400 درجه سانتی گراد هم کار کنند. در حالی که فیلترهای پوسته ای پلیمری فعلی ، حرارت بیش از 50 درجه سانتی گراد را نمی توانند تحمل کنند. نانولوله های کربنی با دارا بودن این ویژگی خاص نسبت به فیلترهای سلولزی یا پلیمری ماده ای مفیدتر است.
همین طور این فیلترها در برابر روشهای ضد عفونی اتوکلاو و اولتراسونیک مقام است و آسیب نمی بینند. این فیلترها تاکنون برای جداسازی محلول های آبی و نیز مواد آلی از همدیگر به کار می روند. همچنین جداسازی هیدروکربن ها از نفت که یکی از مراحل مهم تولید بنزین است توسط این نانو فیلترها براحتی صورت می گیرد.
از دیگر کاربردهای جانبی کاربردهای نانولوله ها، استفاده از آنها در تصفیه آب است. آبهای آلوده به باکتری اشرشیا کلی تا حدود زیادی در این فیلترها تصفیه می شوند. ولی برجسته ترین کاربرد این فیلترها حذف ویروس های با ضخامت کمتر از 30نانومتر از آب است.
محققان از مکانیسم عمل این فیلترها اطلاع دقیقی ندارند، اما فکر می کنند که این کار به خاطر وجود حفرات نانولوله ها یا احتمالا جذب مواد زائد در فواصل نانولوله ها باشد. به این ترتیب ، مایع صاف شده در خود نانولوله ها جریان پیدا کرده و ذرات کاتالیزور هم گاهی مسیر را مسدود می کنند.
محققان اعلام کرده اند که امکان استفاده از این فیلترها در مقیاس صنعتی و با حجم بالا در کاربردهایی مثل فیلتراسیون نفت و آب وجود دارد، اما به خاطر هزینه های سنگینی که به دنبال دارد، شاید از آنها تنها در مواردی استفاده شود که به تصفیه دقیق و کنترل شده نیاز باشد.
عاصفه اله وردی 
تازه ها
گوناگون
پیشنهاد سردبیر
گزارش «جامجم» درباره دستاوردهای زبان فارسی در گفتوگو با برخی از چهرههای ادب معاصر
فارسی، زبان گفتوگوی جهان
معاون وزیر بهداشت:
