تاثیر نانو مواد در کاهش آلودگی آب
تاثیر نانو مواد در کاهش آلودگی آب
تاثیر نانو مواد در کاهش آلودگی آب
فرمت: PDF تعداد صفحات: 12
مقدمه
امروزه در دنیا از فناوری نانو به عنوان یک تکنولوژی کلیدی و تأثیر گذار بر علم و صنعت یاد می شود. بسیاری از کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه، برنامه هایی را در سطح ملی برای پشتیبانی از فعالیت های تحقیقاتی و صنعتی این فناوری تدوین و اجرا می نمایند؛ زیرا فناوری نانو به عنوان انقلابی در شرف وقوع، آیندهی اقتصادی کشورها و جایگاه آنها در جهان را تحت تأثير جدی قرار خواهد داد و این مسأله توسط صاحب نظران و محققان تبیین شده است و برای مدیران اجرایی به صورت یک امر شفاف و قطعی در آمده است.
معیار توسعه ی پایدار به عنوان راهکار اساسی برای توسعه ی جوامع در زمینه های مختلف مد نظر تمامی کشورهای پیشرفته قرار گرفته، از این رو استفاده از فناوریهای نوین با راندمان بالاتر، زمان و هزینه ی کم تر، امری ضروری است.
با توجه به توانمندی های فراوان فناوری نانو در حذف و کنترل آلودگی های محیطی و تصفیه و جلوگیری از انتشار آنها می توان آن را به عنوان یک تکنولوژی سبز و ابزاری مؤثر برای دست یابی به توسعه ی پایدار در نظر گرفت. ورود این فناوری به عرصه ی مهندسی محیط زیست و استفادهی کاربردی از آن بالاخص در زمینه های تصفیه ی آب و فاضلاب و ایجاد شرایط لازم برای استفاده ی مجدد از پساب های تصفیه شده با توجه به قرار گرفتن کشور در شرایط بحران آب امری ضروری است.
تعریف نانو مواد
در زبان یونانی نانو به معنای کوتوله و معادل یک میلیاردم می باشد یعنی 500000 بار نازک تر از ضخامت یک تار مو؛ یعنی اندازه ی چندین اتم. در حالی که تعاریف زیادی برای فناوری نانو وجود دارد، NNI تعریفی را برای فناوری نانو ارائه می دهد که شامل موارد زیر است:
- توسعه فناوری و تحقیقات در سطوح اتمی، مولکولی و یا ماکرومولکولی در مقیاس اندازه های 1 تا 100 نانومتر؛
- خلق و استفاده از ساختارها و ابزار و سیستم هایی که به خاطر اندازه ی کوچک یا حد میانه ی آنها، خواص و عملکرد نوینی دارند؛
- توانایی کنترل یا دستکاری در سطوح اتمی
پیشگامی ملی فناوری نانو آمریکا، برنامه ی استراتژیک 2007، تعریفی را برای فناوری نانو بیان کرده است: فناوری نانو درک و کنترل ماده در ابعادی تقریبا بین 1 تا 100 نانومتر است که در آن مفاهیم منحصر به فردی کاربردهای جدید را ممکن می سازد. ابعادی تقریبا بین 1 تا 100 نانومتر به عنوان مقیاس نانو شناخته می شوند. خواص فیزیکی، شیمیایی، و زیستی غیر معمول در مواد نانومتری بروز می کند. این خواص به اقسام مختلف از خواص مواد توده ای و تک اتم ها و مولکول ها متفاوت هستند.
تعریف دیگری از نانو تکنولوژی و آشنایی با آن
نانو تکنولوژی، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم های جدید با در دست گرفتن کنترل در سطوح ملکولی و اتمی و استفاده از خواصی است که در آن سطوح ظاهر می شود. از همین تعریف ساده برمی آید که نانوتکنولوژی یک رشته ی جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشته هاست. برای نانو تکنولوژی کاربردهایی را در حوزه های مختلف از جمله غذا، دارو، تشخیص پزشکی و بیوتکنولوژی تا الکترونیک، کامپیوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژی، محیط زیست، مواد، هوافضا و امنیت ملی برشمرده اند. کاربردهای وسیع این عرصه به همراه پیامدهای اجتماعی، سیاسی و حقوقی آن، این فناوری را به عنوان یک زمینه ی فرارشته ای و فرابخش مطرح نموده است.
هر چند آزمایش ها و تحقیقات پیرامون نانو تکنولوژی از ابتدای دههی 80 قرن بیستم به طور جدی پیگیری شد، اما اثرات تحول آفرین، معجزه آسا و باورنکردنی نانوتکنولوژی در روند تحقیق و توسعه باعث گردید که نظر تمامی کشورهای بزرگ به این موضوع جلب گردد و فناوری نانو را به عنوان یکی از مهم ترین اولویت های تحقیقاتی خویش طی دهه ی اول قرن بیست و یکم محسوب نمایند.
تاریخچه ی فناوری نانو
در اواخر دهه ی شصت ریچارد فاینمن متخصص کوانتوم نظری و دارنده ی جایزه نوبل، در سخنرانی معروف خود در سال 1959با عنوان «آن پایین فضای بسیاری هست» به بررسی بعد رشد نیافته ی علم مواد پرداخت.
فاینمن در ذهن خود «دکتر مولکولی» را تصور کرد که صدها بار از یک سلول منحصر به فرد کوچک تر است و می تواند به بدن انسان تزریق شود و درون بدن برای انجام کاری با مطالعه و تأیید سلامتی سلول ها و یا انجام اعمال ترمیمی و به طور کلی برای نگهداری بدن در سلامت کامل به سیر بپردازد. از آن تاریخ به بعد با ساخت میکروسکوپ های قوی، جنبه های ناشناختهى این علم برای استفاده در بخش های مختلف علمی و صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است.
دانش فناوری نانو به معنای ساخت اتم ها یا مولکول ها جهت تولید مواد، دستگاه ها و تکنولوژی های جدید است. به عبارت دیگر فناوری نانو، ساخت مواد در مقیاس نانو، اتم در مقیاس اتم و مولكول توسط مولکول می باشد. اصل اساسی فناوری نانو این است که به جای کاهش ماده به کوچکترین ذرهی ممکن برای انجام کار، کوچکترین ذره ی ممکن از ماده استخراج شود.
فناوری نانو (علم یا هنر ساختن مواد در مقیاس مولکول یا اتم) پتانسیل بالقوه ای در تغییر و تحول هر چیزی در محیط را دارد. از این رو کاربرد آن در حوزه های مختلف غذا، دارو، تشخیص پزشکی و بیوتکنولوژی، الکترونیک، کامپیوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژی، مواد، هوافضا، امنیت ملی و محیط زیست افزایش چشمگیری داشته است.
کاربرد فناوری نانو در تصفیه ی آب
علی رغم این که حدود دو سوم سطح زمین را آب پوشانده است اما امروزه مسألهی بحران آب در جوامع انسانی وجود دارد. با افزایش جمعیت جهان و نیز مصرف آب آشامیدنی بیش تر از یک سو و آلوده شدن بخش قابل ملاحظه ای از آب از سوی دیگر، منابع آب قابل شرب با شتاب بیشتری کاهش می یابد. بر اساس پیش بینی سازمان ملل در سال 2025 حدود 48 کشور (یعنی 33 درصد جمعیت جهان) دچار کمبود آب آشامیدنی خواهند شد. در ارائه ی راه حل برای این مسأله، فناوری نانو در دو عرصه می تواند سودمند باشد
با تولید نانو کامپوزیت ها و دخل و تصرف در ساختار آنها برای جداسازی بسیاری از منابع آلاينده ی آب که به عنوان نمونه پژوهش های انجام شده در این عرصه حاکی از حذف فلزات سنگین از جمله جیوه، سرب و آرسنیک می باشد.
توليد الكترودهایی با مساحت سطحی بسیار بالا که از طریق کنار هم قرار دادن نانولول های کربنی و دیگر ابتکارات طراحی که رسانای الکتریکی شده اند و قادرند نسبت به تأمین آب شرب از دریا با مصرف انرژی کمتر (به میزان حداقل 10 برابر کمتر از انرژی دستگاه اسمز معکوس و 100 برابر کمتر از روش تقطير آب دریا را نمک زدایی و آب شرب لازم را تأمین نمایند.)
حذف آرسنیک
آرسنیک در اثر انحلال مواد معدنی موجود در سنگ ها و خاک هایی که تحت تأثیر عوامل فرسایندهای طبیعی قرار گرفته اند در لایه های زمین پخش می گردد. این ماده بی بو، بی مزه و بسیار سمی و سرطان زا می باشد که استفاده ی درازمدت از آب آلوده به آن باعث ایجاد سرطان های پوستی، لنفاوی، کلیوی، صفرایی و ریوی می شود. حد مجاز آرسنیک مطابق استاندارد سازمان بهداشت جهانی (WHO) برابر 10mg /lit می باشد در حالی که طبق آمار، چاه های شخصی بیش از 14 میلیون خانه در آمریکا بیش از حد مجاز ذكر شده آلوده می باشند. بنابراین کاربرد فناوری های جدید برای حذف این عنصر از آب های آشامیدنی حائز اهمیت است.
ادامه مطالب زیر را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید:
- حذف ذرات
- حذف رنگ
- حذف نیترات
- حذف فلزات سنگین و مواد آلی
- کاربر فناوری نانو در تصفیه فاضلاب های شهری و صنعتی
- ردیابی و اریابی آلودگی
- حذف آلاینده های آلی با استفاده از نانو ذرات TiO2
- حذف آلاینده ای آلی با استفاده از نانو ذرات اکسید آهن
- منابع نانو ذرات
- بررسی روش های خالص سازی آب با به کارگیری انواع فناوری نانو
- و …
ورود یا ثبـــت نــــام + فعال کردن اکانت VIP
مزایای اشتراک ویژه : دسترسی به آرشیو هزاران مقالات تخصصی، درخواست مقالات فارسی و انگلیسی، مشاوره رایگان، تخفیف ویژه محصولات سایت و ...
حتما بخوانید:
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.