تبلیغات
سر فصلی از مهندسی شیمی - اخبار کوتاه
 
صفحه نخست       تماس با مدیر       پست الکترونیک      RSS       ATOM
سر فصلی از مهندسی شیمی
 
جمعه 25 شهریور 1390 :: نویسنده : ابراهیم سیفی
ذخیره سازی هیدروژن با استفاده از نانو برای مقابله با گرم شدن جهانی



گیاهانی‌كه با نانو لوله رشد می‌كند



آلکنها

چرا وقتی در نوشابه نمک می ریزیم, با شدت بیشتری گاز آزاد می شود ؟


اطلاعات جالبی در مورد جیوه


ذخیره سازی هیدروژن با استفاده از نانو برای مقابله با گرم شدن جهانی
پ‍‍ژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف با سنتز نوعی نانوهیدرید فلزی گامی مهم در ذخیره سازی هیدروژن برداشتند.

حامد سیم چی - مجری طرح با اعلام این خبر گفت: یک راه ممکن برای مقابله با گرم شدن جهانی و حفظ منابع مطلوب انرژی، تبدیل جامعه بر پایه سوخت فسیلی امروزی به یک جامعه بر پایه هیدروژن است از این رو ذخیره کردن هیدروژن به عنوان یکی از موانع اصلی برای رسیدن به جامعه هیدروژنی بسیار مهم است.

وی با بیان اینکه روشی که امروزه توجه زیادی را به خود جلب کرده، ذخیره سازی در هیدریدهای فلزی و هیدریدهای ترکیبات بین فلزی است، افزود: اما دما و فشار کارکرد این هیدریدها بالا است ( ۳۵۰ درجه سانتیگراد) بنابراین در چند سال اخیر تلاشهای گسترده ای برای کاهش دما و فشار کاری این هیدریدها از طریق کامپوزیت سازی و آلیاژسازی انجام شده است.

سیم چی با تاکید بر اینکه استفاده از هیدرید فلزات نانوساختار می تواند راه حل مناسبی برای ذخیره سازی هیدروژن باشد، ادامه داد: لذا هدف ما از انجام این پژوهش بررسی نحوه تاثیر کاتالیست های مطرح بر "سینتیک" دفع هیدروژن هیدرید منیزیم نانو ساختار و کاهش دما و فشار دفع هیدروژن آن بود.

این پژوهشگر به جزئیات تحقیق اشاره کرد و اظهار داشت: در این پژوهش، نانوکامپوزیت نانوبلورین Mg-Ni/Nb۲O۵ به روش آسیاب کاری مکانیکی سنتز شد اثر شرایط آسیاب کاری به همراه افزودن Ni و Nb۲O۵ بر ساختار و سینتیک دفع هیدروژن بررسی و مشخص شد افزایش "کرنش" شبکه در اثر آسیاب کاری مکانیکی در کنار افزودن مقدار مناسب کاتالیست تاثیر زیادی در بهبود خواص دفع هیدروژن MgH۲ دارد.



گیاهانی‌كه با نانو لوله رشد می‌كند


تك تازی و سرایت فناوری نانو به زیر و بم شاخه‌های مختلف قلمرو بزرگ دانش آن هم با وجود چنین ساختار خرد و بسیار ظریف، دیگر در ردیف اخبار آشنا قرار گرفته است، اما نانو لوله‌های كربنی طیف قابل ملاحظه‌ای از كاربردها را از بلندگوهای كشسان گرفته تا حتی فتوسنتز مصنوعی نشان داده‌اند و اكنون با كاربردی جدید و در نقش كود كشاورزی می‌تواند به این فهرست بلند بالا اضافه شود.

محققانی از دانشگاه آركانزاس در تخصص‌های زیست‌شناسی گیاهی و نانوفناوری اقدام به كشت بذرهای گوجه فرنگی در محیط رشد خزانه‌ای حاوی نانو لوله‌های كربنی كرده‌اند و نتایج به دست آمده حاكی از جوانه زنی زودتر از موقع این بذرها و همچنین رشد سریع‌تر نشای گوجه فرنگی نسبت به بذرهایی است كه در خزانه‌ای فاقد این مكمل افزودنی كشت شده‌اند.
نتایج جالب توجه پژوهش اخیر در حالی است كه پیش از این نقش ساختارهای نانویی در تقویت قدرت جوانه زنی گزارش شده بوده، اما تا كنون هیچ گونه توضیحی درخصوص این پدیده پیشنهاد و مطرح نشده است.

این در حالی است كه محققان خاطرنشان كرده‌اند از قرار معلوم این نانو لوله‌ها در پوشش ضخیم بذر رخنه كرده و زمینه ورود سریع‌تر و بیشتر آب را به درون این دانه‌های خشك فراهم می‌كنند، و همین فرآیند می‌تواند توضیح مناسبی بر چگونگی تقویت جوانه‌زنی از سوی این ریزساختارهای اعجاب انگیز تلقی شود.

طرح آزمایشی محققان مشتمل بر قرار دادن ۲۷۰ بذر استریل شده گوجه فرنگی در محیط كشت خزانه‌ای محتوی نانو لوله‌های كربن با غلظت‌هایی بین ۱۰ تا ۴۰ میكروگرم در میلی لیتر بود كه در این میان گروهی مشتمل بر ۹۰ بذر در خزانه‌ای فاقد این مواد به عنوان شاهد آزمایش نیز درنظر گرفته شدند.

نتایج نشان داد پس از ۳ روز هیچ كدام از بذرهای خزانه شاهد جوانه نزده‌اند، اما بیشتر از ۳۰ درصد بذرهای واقع در معرض نانو لوله‌ها در حال سبز شدن بودند. نتایج حاصل پس از گذشت ۱۲ روز مشخص‌تر شدند كه به طور میانگین ۳۲ درصد از بذرهای شاهد جوانه زده بودند كه در مقایسه با بذرهایی كه از مكمل غذایی نانو لوله‌ای سود می‌جستند، این رقم بالغ بر ۷۰ درصد می‌شود.

پس از حدود ۴ هفته از شروع طرح، بذرهای تغذیه شده با نانو لوله‌ها ۲ برابر بلندتر نشان می‌دادند و نسبت به بذرهای شاهد بیشتراز دوبرابر زیست توده (بایومس) برخوردار بودند، در حالی كه سیستم‌های ریشه‌ای در تمام نشاها به طور مشابهی رشد و توسعه یافته بودند.
ماریا خوداكوفسكایا زیست شناس گیاهی و الكساندرا بیریس متخصص فناوری نانو كه نتایج حاضر محصول همكاری پژوهشی آنهاست، معتقدند در حال حاضر آزمایش‌هایی روی سایر گونه‌های گیاهی در شرف برنامه‌ریزی و انجام است و ما تصور می‌كنیم نانو مواد به طور قطع واجد پتانسیل لازم برای استفاده به عنوان كود شیمیایی برای شماری از گونه‌های گیاهی، بخصوص گیاهان غیر غذایی هستند. با این اوصاف سایر محققان جانب احتیاط را نگه داشته و به رغم متقاعد شدن نسبت به نتایج حاصل از این پژوهش اما درباره مكانیسم پیشنهادی مزبور متقاعد نشده و تردید دارند.

نانو لوله‌ها در پوشش ضخیم بذر رخنه كرده و زمینه ورود سریع‌تر و بیشتر آب را به درون این دانه‌های خشك فراهم می‌كنند، همین فرآیند میتواند توضیح مناسبی بر جوانه‌زنی بهتر و سریعتر باشددر همین رابطه، محققانی از انستیتوی كشاورزی پایدار در كوردوبای اسپانیا معتقدند جوانه زنی و رویش بذر فرآیندی پیچیده به شمار می‌رود و نمی‌توان براحتی پذیرفت كه صرفا جذب آب كلید تفاوت‌های میان نتایج حاصل از آزمایش باشد.

این محققان خاطر نشان می‌سازند ساقه‌های سبز و كشیده نشاهای قرار گرفته در معرض نانو لوله‌ها ممكن است دلیلی بر الگوهای رشد غیر طبیعی ناشی از عدم تعادل هورمونی باشد؛ و برای حصول نتایج بهتر باید این گیاهان را موقعی كه به مرحله رسیدگی و بلوغ می‌رسند ملاحظه كرد. چون میان گره‌های طویل یا به عبارتی همان امتداد یافتگی‌های ساقه مابین دو بند شاخه‌ای حاكی از رشد نیافتن گیاهان به شكل صحیح است.

این اظهار نظر متفاوت در حالی صورت می‌گیرد كه دونالدسون از دانشگاه ادینبورگ انگلستان معتقد است فناوری نانو لوله‌های كربنی ولو این كه تا حد مصرف برای كود زراعی ارزان شود، ایمنی و سلامت مصرف می‌تواند به عنوان مساله‌ای مهم به قوت خود باقی بماند.
نتایج پژوهشی كه سال گذشته و از سوی وی صورت گرفت آشكار كرد كه نانو لوله‌های كربنی موجب بروز اثرات سمی در موش‌ها مشابه همان وضعیتی می‌شود كه موش‌ها در ارتباط با الیاف آزبست (پنبه نسوز) از خود نشان دادند.

با این اوصاف آنچه بیش از همه توجه كارشناسان را به خود جلب می‌كند، آماده‌سازی بستر لازم برای میزبانی حال و آینده فناوری نانو در تمام ابعاد گسترده آن است.
نیاز به توسعه كاربردهای نانو مواد در حالی است كه نتایج پژوهش حاضر حاكی از بستر مناسب به كارگیری این فناوری در گیاهان غیرغذایی است و با توجه به اقبالی كه اكنون و در مقابله با بحران‌های انرژی و مواد سوختی نسبت به سوخت‌های زیستی صورت گرفته است، می‌توان با توسعه افزون‌تر این كودهای نانویی و بالا بردن عملكرد گیاهانی از این دست علاوه بر جبران بخشی از نیاز مصرفی به سوخت‌های فسیلی و كاستن از بار محیط زیست، از دغدغه‌های سلامت مصرف محصولات به بار نشسته با دخالت فناوری‌های نوین نیز دور ماند.
در رابطه با قلمرو كشاورزی نیز كه در ارتباط مستقیم با سلامت مصرف و حیات روزمره انسان‌هاست، به‌رغم چالش‌های بحث‌‌برانگیزی كه همواره از جانب جمعیت‌ها و كانون‌های مختلف در خصوص آمیختن فناوری‌های نوین از قبیل ژنتیك و نانو در سبد غذایی بشر مطرح بوده و هست، با این حال توسعه فناوری‌های نوین همواره مستلزم نتایج علمی و آماری دقیق و معطوف به تحقیقات دانشمندان است.





آلکنها


در بسیاری از هیدروکربنها دو اتم هیدروژن کمتر از آلکان های هم کربن خود دارند.این هیدروکربنها آلکن ها نام دارند.فرمول همگانی آلکنها CnH2 و n تعداد اتم های کربن است.ا
اتیلن:گازی بی رنگ با بویی ملایم و مطبوع است به مقدار کمی در آب حل می شود.به عنوان هوشبر کاربرد دارد .
اتیلن هیدروکربن بسیار ارزنده ای است.به مقدار کمی در گیاهان وجود دارد
در فرایند رسیدن میوه ها دخالت دارد.افزایش غلظت آن باعث افزایش سرعت میوه ها می شود از این خاصیت در تجارت موز استفاده می شود.این میوه را نارس می چینند (زیرا میوه نارس کمتر از میوه رسیده آسیب می بیند)در محل مصرف آنها را در مجاورت استیلن قرار می دهند و رنگ آنها هم زرد می شود.و در ظاهر تفاوتی با موز های طبیعی ندارند




چرا وقتی در نوشابه نمک می ریزیم, با شدت بیشتری گاز آزاد می شود ؟


هرچه دمای آب کمتر و فشار بیشتر باشد , ظرفیت پذیرش گاز بیشتری را خواهد داشت و به عنوان مثال CO2 بیشتری را در خود حل می کند. هنگام تولید نوشابه با استفاده از این خاصیت , در دماهای پایین و فشار بالا , نوشیدنی با تزریق گاز CO حالت اشباع می رسد. بنابراین وقتی در نوشابه باز شود و نوشابه در دما و فشار معمولی قرار گیرد , محلول خاصیت فوق اشباع دارد یعنی مقدار CO2 حل شده در آن بیش از ظرفیت انحلال در آن دما و فشار است. چنین محلولی اگر شرایط مهیا باشد تمایل به آزاد کردن CO2 دارد. برای این کار گاز CO2 محلول باید به صورت حباب درآید یعنی مولکولهای CO2 حل شده باید در نقطه ای جمع شوند و با به هم پیوستن , یک حباب تشکیل دهند و به سطح نوشابه بیایند و از آن خارج شوند. اگر دقت کرده باشید تشکیل حباب در سطوح تماس خارجی نوشابه اتفاق می افتد یعنی در سطح نوشابه و دیواره های بطری یا دورنی . به زبان ساده این سطوح و به خصوص نا همواری های موجود روی آنها یا هر نوع ناهمگنی موجود در محیط نقش جایگاههای تجمع یا مکانهایی برای به هم پیوستن مولکولها و تشکیل حباب را بازی می کنند.به عبارت عامیانه یعنی مولکولها برای ایجاد حباب دنبال بهانه می گردند و این بهانه را در این سطوح پیدا می کنند. در این وضعیت ریختن نمک در نوشابه باعث خروج سریع تر گاز از محلول می شود. زیرا سطح بیشتری برای تشکیل حباب در اختیار مولکولها قرار می گیرد ( سطح جانبی بلورهای نمک ) . چیزی مانند تبلور ( = بلور شدن ) شکر پس از قرار دادن بلور یا نخ در محلول فوق اشباع آن.بنابراین چنین اتفاقی اصلا شیمیایی نیست. هیچ واکنشی هم صورت نمی گیرد و تقریبا هر ماده ای از نمک و شکر گرفته تا شن و ماسه که بتوانند نوعی ناهمگنی در محیط نوشابه ایجاد کند یا سطح آزاد در اختیار آن قرار دهد ( یا به طور خلاصه بهانه دست مولکولها بدهد ! ) میتواند این کار را بکند . این اتفاق را حتما در هنگام وارد کردن نی در نوشابه دیده اید. تنها مزیت نمک با شکر این است که به دلیل داشتن دانه های ریز سطح جانبی نسبی بیشتری در مقایسه با مواد درشت تر دارند. همین! از این به بعد می توانید در نوشابه دوستتان به جای نمک خاک بریزید !!!



اطلاعات جالبی در مورد جیوه

بیشترین معادن جیوه دنیا در اسپانیا و ایتالیاست و مهمترین سنگ معدن آن سینابار یا سولفور جیوه است با گوگرد و هالوژنها ترکیب می شود اما با اسیدها به جز اسیدنیتریک بی اثر است جیوه و ترکیبات آن توسط پوست و بلعیدن و تنفس جذب بدن می شود ماکسیمم مقدار مجاز بخار جیوه در هوای محیط کار.۱ میلی گرم در متر مکعب و ماکسیمم مقدار جیوه مجاز موجود در ادرار ۳ میلی گرم در لیتر است کلیه ها نقش مهمی در دفع جیوه از راه ادراری دارند ضمن اینکه بیشترین تجمع جیوه در اعضای بدن نیز در کلیه هاست .




یکی از کاربردهای مهم فناوری نانو بهبود خواص مواد پلیمری از نظر آتش‌گیری و بالابردن مقاومت این مواد در برابر آتش است. این مواد عموماً در دماهای بالا ایمن نیستند؛ اما با استفاده از فناوری نانو امکان دیرسوز نمودن آنها وجود دارد. در این مطلب، نظرات مهندس صحرائیان،‌ عضو هیأت علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، در زمینة استفاده از فناوری نانو در این زمینه آورده شده است:

نانوکامپوزیت‌های دیرسوز

با توجه به این که امروزه حجم وسیعی از کالاهای مصرفی هر جامعه‌ای را پلیمرهایی تشکیل می‌دهند که به‌راحتی می‌سوزند یا گاهی در مقابل شعله فاجعه می‌آفرینند، لزوم تحقیق در خصوص مواد دیرسوز احساس می‌شود. بر همین اساس، در کشورهای صنعتی، تلاش گسترده‌ای برای ساخت موادی با ایمنی بیشتر در برابر شعله آغاز شده است و در این زمینه نتایج مطلوبی هم به دست آمده است.

بر همین اساس و با توجه به تدوین استانداردهای جدید ایمنی، به نظر می‌رسد استانداردهای ساخت مربوط به پلیمرهای مورد استفاده در خودروسازی، صنایع الکترونیک،‌ صنایع نظامی و تجهیزات حفاظتی و حتی لوازم خانگی، در حال تغییر به سوی مواد دیرسوز است.

از طرف دیگر مدتی است که نانوکامپوزیت‌های پلیمر – خاک­رس به عنوان موادی با خواص مناسب مثل تأخیر در شعله­وری، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. بنابراین به­نظر می‌رسد که نانوکامپوزیت‌های پلیمر – خاک­رس می‌توانند جایگزین مناسبی برای مواد پلیمری معمولی باشند؛



برای تهیه پلیمرهای دیرسوز، علاوه بر رفتار آتش‌گیری، عوامل زیادی باید مورد توجه واقع شوند؛ از جمله اینکه:

از افزودنی‌هایی استفاده شود که قیمت تمام­شده محصول را خیلی افزایش ندهد. (مواد افزودنی باید ارزان قیمت باشند.)

مواد افزودنی به پلیمرها باید به آسانی با پلیمر فرآیند شود.

مواد افزوده‌شده به پلیمر نباید در خواص کاربردی پلیمر تغییر قابل ملاحظه ایجاد کند.

زباله‌های این مواد نباید مشکلات زیست­محیطی ایجاد کند.

با توجه به این موارد، خاک­رس از جمله بهترین مواد افزودنی به پلیمرها محسوب می‌شود که می‌تواند آتش‌گیری آنها را به تأخیر بیندازد و سبب ایمنی بیشتر وسایل و لوازم ‌شود. مزیت دیگر خاک‌ رس فراوانی آن است که استفاده از این منبع خدادادی را آسان می‌کند.

ویژگی‌های نانوکامپوزیت‌های پلیمر – خاک­رس

خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های پلیمر-نایلون6 که از نظر حجمی فقط حاوی پنج درصد سیلیکات است، بهبود فوق‌العاده­ای را نسبت به نایلون خالص از خود نشان می‌دهد. مقاومت کششی این نانوکامپوزیت 40 درصد بیشتر، مدول کششی آن 68 درصد بیشتر، انعطاف‌پذیری آن 60 درصد بیشتر و مدول انعطاف آن 126 درصد بیشتر از پلیمر اصلی است. دمای تغییر شکل گرمایی آن نیز از 65 درجه سانتی­گراد به 152 درجه سانتی­گراد افزایش یافته است. در حالیکه در برابر همة این تغییرات مناسب، فقط 10درصد از مقاومت ضربه آن کاسته شده است.

نتایج تحقیقات حاکی از آن است که میزان آتشگیری در این نانو کامپوزیت پلیمری حدود 70 درصد نسبت به پلیمر خالص کاهش نشان می­دهد و این در حالی است که اغلب خواص کاربردی پلیمر نیز تقویت می­شود. البته کاهش در میزان آتشگیری پلیمرها از قدیم مورد بررسی بوده است. بشر با ترکیب مواد افزودنی به پلیمر میزان آتشگیری آنرا کاهش داد ولی متاسفانه خواص کاربردی پلیمر هم متناسب با آن کاهش می­یافته است. در واقع کاهش در آتشگیری همزمان با بهبود خواص کاربری پلیمرها ویژگی منحصر به فرد فناوری نانو است، خصوصاً اینکه تنها با افزودن 6 درصد ماده افزودنی به پلیمر تا 70 درصد آتشگیری آن کاهش می­یابد.

برخی نانوکامپوزیت‌های پلیمر – خاک­رس پایداری حرارتی بیشتری از خود نشان می‌دهند که اهمیت ویژه‌ای برای بهبود مقاومت در برابر آتش­گیری دارد. این مواد همچنین نفوذپذیری کمتری در برابر گاز و مقاومت بیشتری در برابر حلال‌ها از خود نشان می‌دهند.

استانداردسازی؛ ابزار قدرت در دست کشورهای پیشروی صنعتی

تطابق با استانداردهای جدید موضوعی است که همواره کشورهای پیشرو بر کشورهای پیرو دیکته کرده‌اند. در کشورهای پیشرو صنعتی،‌ استانداردها همواره رو به بهبود است. در این کشورها براساس جدیدترین نتایج تحقیقات و مطالعات متخصصان، هر چند وقت یکبار، استانداردها دستخوش تغییر می‌شوند و دیگر کشورها ناچار خواهند بود در مراودات تجاری خود با آنها این استانداردها را رعایت کنند و به این ترتیب، مجبور می‌شوند که نتایج تحقیقات آنها را خریداری کنند. مطلب زیر مثالی از این موارد است:

چندی پیش در جراید اعلام شد که بنا بر تصمیم جدید اتحادیه اروپا، هواپیماهایی که مجهز به سیستم جدید ناوبری (مطابق با استاندارد جدید پرواز)‌ نباشند، اجازه پرواز بر فراز آسمان اروپا را ندارند. در آن زمان در کشور ما فقط تعداد معدودی از هواپیماهای مجهز به این سیستم وجود داشت. اخیراً هم اتحادیه مزبور اعلام کرده است که ورود کامیون‌های فاقد استاندارد زیست­محیطی به خاک اروپا ممنوع است. در پی این اعلام، خودروسازان ایرانی به ناچار استانداردهای خود را با شرایط جدید تطبیق دادند.

نکتة پایانی؛ نتیجه­گیری

هر چند ممکن است استفاده از برخی فناوری­ها در کشور ما در حال حاضر موضوعیت نداشته و یا اینکه مقرون به صرفه نباشد. ولی اگر جهت­گیری تحقیقات و پژوهش­ها در جهان را مد نظر قرار دهیم متوجه می­شویم که در آینده نزدیک ناگزیر به استفاده از این فناوری­ها خواهیم بود. بنابراین لازم است از فرصت­های موجود برای ایجاد این توانمندی­ها بهره بگیریم تا در زمان مناسب از این پتانسیل­ها استفاده کنیم.

به­عبارت دیگر لازم است مراکز پژوهشی و تحقیقاتی همواره لااقل یک نسل از صنعت جلوتر باشند. در این صورت ضمن امکان هدایت بخش صنعت به سمت و سوی معین، پاسخ به مشکلات صنعت نیز همواره قابل پیش­بینی بوده و در این مراکز در دسترس خواهد بود






نوع مطلب :
برچسب ها :


درباره وبلاگ

روزی در آخر ساعت درس یك دانشجوی دوره دكترای نروژی ، سوالی مطرح كرد: استاد،شما كه از جهان سوم می آیید،جهان سوم كجاست ؟؟ فقط چند دقیقه به آخر كلاس مانده بود.من در جواب مطلبی را فی البداهه گفتم كه روز به روز بیشتر به آن اعتقاد پیدا می كنم.به آن دانشجو گفتم: جهان سوم جایی است كه هر كس بخواهد مملكتش را آباد كند،خانه اش خراب می شود و هر كس كه بخواهد خانه اش آباد باشد باید در تخریب مملكتش بكوشد.

پروفسورحسابی
مدیر وبلاگ : ابراهیم سیفی

آرشیو وبلاگ
نویسندگان
Online User
آمار وبلاگ
کل بازدید :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل پست ها :
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :