|
فناوري نانو و محيط زيست - بخش اول فناوري نانو، مانند هر فناوري نوين ديگري، مي تواند تغييرات شگرفي در زندگي بشر به وجود آورد؛ از جمله در محيط زيست او.
آشتي محيط زيست تأثيرات مستقيم و غيرمستقيم فناوري نانو بر محيط زيست، از جنبههاي مختلف قابل بررسي است. در حال حاضر، ميتوان موارد متعددي از كاربرد موادّ نانوساختاري در حفظ محيط زيست، از قبيل نانوفيلترها (براي تصفيهي پسابهاي صنعتي)، نانوپودرها (براي تصفيهي گازهاي آلايندهي خروجي از خودروها و واحدهاي صنعتي) و نانوتيوبها (براي ذخيرهسازي سوخت كاملاً تميز هيدروژن) را برشمرد، اما دورنماي استفاده از اين فناوري نوين بسيار گستردهتر از اينگونه كاربردهاي جزئي و مقطعي است.
يكي از مهمترين اهداف متوليان و طرفداران محيط زيست، حذف موادّ سمي و خطرناك از چرخهي طبيعت است. موادّ سمي معمولاً از اتمهايي تشكيل شدهاند كه خودبهخود مضر نيستند، بلكه نحوهي اتصال اين اتمها به يكديگر موادّ سمي را به وجود ميآورد. اگر بتوان وسيلهاي ساخت كه مشابه ريزجانداراني مانند ويروسها در مقياس اتمي قادر به تغيير اتصالات اتمها در مولكول باشد، ميتوان بهسهولت و با قيمت ارزان موادّ سمي را خنثي کرد، يا حتي با اندکي تغيير، از آنها محصولات مفيد به دست آورد. برخي موادّ سمي، حاوي عناصر مضري از قبيل جيوه، سرب، آرسنيك و كادميوم هستند. اين عناصر معمولاً حين استخراج موادّ معدنيِ مختلف توليد ميشوند. با بهرهگيري از دانش و فناوري نانو در فرآيند استخراج، ميتوان از خروج اين عناصر از محيط طبيعي آنها (خاك) جلوگيري کرد. فناوري نانو از دانشها و فناوريهاي گوناگوني مانند فيزيك، شيمي، بيولوژي و مهندسي بهره ميگيرد. عليرغم اينكه فناوري نانو تاكنون در زمينهي محيط زيست كاربرد صنعتي نداشته است، اما بسياري معتقدند كه اين فناوري ميتواند راههاي جديدي براي بهبود و ارتقاي فناوريهاي زيستمحيطي ارائه کند. از سوي ديگر، برخي عقيده دارند كه استفاده از فناوري نانو خود ميتواند منجر به مشكلات جديد زيستمحيطي از قبيل موادّ سميِ جديد و خطرات زيستي مربوط به آن شود.
برخي کاربردهاي فناوري نانو در محيط زيست
برخي از مهمترين كاربردهاي عمليِ
شناختهشدهي فناوري نانو در
زمينهي محيط زيست عبارتند از:
(1) نانوحسگرها، (2) نانوفيلترها،
و (3) كاتاليزورهاي زيستمحيطي.
1.1. انواع نانوحسگرها
(نانوحسگرها دو دستهاند)
1.2. کاربردهاي نانوحسگرها
اين
ذرات بسيار ريز از سيليكون ساخته
ميشوند و ميتوانند از طريق
بيسيمِ موجود در خود، اطلاعات
جمعآوريشده را به يك پايگاه
مركزي ارسال کنند. سرعت انتقال
اطلاعات در نمونههاي اوليه حدود
يك كيلوبايت در ثانيه است.
نمونهي آزمايشي اين حسگرها قادر
به شناسايي آني مولكولهاي
آمونياك و دياكسيد نيتروژن در
غلظت20 ppm (يعني 20 قسمت در يک
ميليون قسمت) شده است. محققان
مدعياند كه اين حسگرها براي
شناساييِ بههنگام گازهاي
بيوشيميايي جنگي، آلايندههاي هوا
و حتي مولكولهاي آليِ موجود در
فضا كاربرد خواهند داشت.
غشاهاي مورد استفاده در فرآيند نانوفيلتراسيون معمولاً مولكولهاي بزرگ را دفع ميکنند و در مقايسه با فرآيند اسمز معكوس، قادرند با صرف انرژي كمتر آب چاهها يا آبهاي سطحي را نيز بهخوبي تصفيه کنند.
اين
نوع آبها معمولاً سرشار از
نمكهاي دوظرفيتياند و ميتوان
نمک موجود در آنها را با استفاده
از فرايند نانوفيلتراسيون تا 90
درصد جدا کرد. از آنجا كه فرآيند
نانوفيلتراسيون نميتواند نمک
طعام را به طور مؤثر از آب جدا
کند، بنابراين در تمام موارد برتر
از اسمز معكوس نخواهد بود. اين
فرآيند مانند اسمز معكوس قادر است
انواع باكتريها، ويروسها،
آفتكشها، آلايندههاي با منشأ
آلي و املاح كلسيم و منيزيم را از
آب جدا کند. نظر به اينكه در
فرآيند نانوفيلتراسيون از هيچ
مادهي شيميايياي براي سختيگيري
آب استفاده نميشود. بنابراين،
اثرات منفي زيستمحيطي آن
بهمراتب كمتر از روشهاي شيميايي
معمول است.
برخي از كاربردهاي فرآيند
نانوفيلتراسيون در بهسازي محيط
زيست ميتوان اشاره کرد:
از اين رو، نياز به كاتاليزورهاي پيشرفته بيش از پيش احساس ميشود. كاتاليزورهاي رايج كه اغلب پايهي پلاتين دارند، اگرچه راندمانشان كافي است، اما بسيار گرانقيمتاند. به همين جهت، كاتاليزورهاي نانوساختاري به عنوان جايگزين ارزانقيمت كاتاليزورهاي يادشده مورد توجه قرار گرفتهاند.
|
||
با فناوري هاي نوين
