ساخت ‌شيشه‌هاي ‌‌هوشمند با استفاده‌‌ از‌ فناوري ‌نانو در‌ كشور

امروزه به منظور استفاده هر چه بيشتر از نور خورشيد و اجراي برخي ايده‌هاي نو در معماري ، سطح وسيعي از ساختمان را با شيشه مي‌پوشانند بنابراين پنجره‌ها نقش اصلي را در كنترل نور ورودي به داخل ساختمان و ميزان انرژي مورد نياز ايفا مي‌كنند.

در اين شرايط، امكان حفظ گرما يا سرماي محيطي مناسب و ذخيره‌سازي معقول انرژي همراه با تامين ميزان نور دلخواه با مشكلاتي همراه مي‌شود.

گروه پژوهشي نانو الكترونيك جهاد دانشگاهي واحد خواجه‌نصيرالدين طوسي كه فعاليت خود را از سال 1385 و با هدف توسعه و پيشبرد فناوري نانو در كشور و تجاري‌سازي نتايج پژوهشي در اين حوزه‌ و رفع نياز كشور و صنعت آغاز كرده است بتازگي به سرپرستي هوشنگ شريفي، مسوول آزمايشگاه براي نخستين بار در كشور موفق به طراحي و ساخت شيشه‌هاي هوشمند با استفاده از فناوري نانو شد.

شيشه‌هاي هوشمند چه نوع شيشه‌هايي هستند؟

شيشه‌هاي هوشمند به عنوان نسل آينده شيشه‌ها هستند. امروزه كاربرد شيشه‌هاي هوشمند تنها به كاهش اتلاف انرژي محدود نمي‌شود؛ بلكه شيشه‌هاي طيف گزين (بي‌نياز از پرده) كه شخص به ميزان دلخواه مي‌تواند شدت نور، درخشندگي خورشيد و گرماي عبوري از آن را كنترل كند و خواص ذخيره‌سازي انرژي را هم داشته باشد، در سراسر دنيا بشدت مورد توجه قرار گرفته‌اند و هم‌اكنون در چند كشور پيشرفته صنعتي در صنايع ساختماني و خودرويي استفاده مي‌شود.

درباره خصوصيات اين طرح توضيح مي‌دهيد؟

پنجره‌هاي هوشمند ساخته شده در اين واحد تحقيقاتي، علاوه بر خاصيت ذخيره سازي انرژي كه تا 40درصد از اتلاف انرژي در ساختمان‌ جلوگيري مي‌كنند اين امكان را مي‌دهند كه بتوان وضعيت شيشه را از حالت كاملا شفاف به حالت كاملا مات با 100 درصد اختفاء تغيير داد.

قابليت‌هاي اين شيشه‌ها چيست؟

از قابليت‌هاي شيشه‌هاي هوشمند (SMART GLASS) امكان تغيير ميزان شفافيت و رنگ شيشه است كه مي‌تواند در كنترل شدت نور و كاهش تلفات انرژي نقش موثري ايفا كند و بدين‌ترتيب باعث كاهش ورود اشعه ماوراي‌ بنفش به محيط مي‌شود و از عوارض تخريبي آن بر پوست بدن و لوازم منزل جلوگيري ‌مي‌كند و بعلاوه نياز به پرده و لوازم جانبي آن در ساختمان برطرف مي‌شود.

كاربرد اين شيشه‌ها چيست؟

از كاربرد اين شيشه‌ها مي‌توان به پنجره‌ها، ديوارها و سقف‌هاي شيشه‌اي در ساختمان‌هاي تجاري، اداري، دانشگاه‌ها، اتاق‌هاي نمايش، مغازه‌ها، بيمارستان‌ها، رستوران‌ها، آزمايشگاه‌ها، اتاق‌هاي انتظار، سالن‌هاي كنفرانس، اتاق‌هاي جلسات، مطب‌ها، اتاق‌هاي جراحي، پنجره‌ها و شيشه‌هاي انواع خودرو، گلخانه‌هاي شيشه‌اي، پله‌ها و راه پله‌هاي شيشه‌‌اي و... اشاره كرد.

درباره پنجره‌هاي قابل كنترل توضيح مي‌دهيد؟

پنجره‌هاي قابل كنترل در مدل‌هاي الكتروكروميك كريستال مايع هستند. پنجره‌هاي الكتروكروميك، پنجره‌اي با يك لايه نشاني الكتروكروميك است كه مي‌تواند به صورت الكترونيكي ميزان گرما و نور عبوري را كنترل كند تا بتوان در روزهاي گرم آفتابي با تيره كردن آن، شدت نور خيره‌كننده و گرماي ورودي به ساختمان را كاهش داد و در روزهاي سرد، با شفاف كردن آن نور و گرماي خورشيد را بيشتر به ساختمان وارد كرد.

گياهاني ‌كه با نانو لوله رشد مي‌كند

تك تازي و سرايت فناوري نانو به زير و بم شاخه‌هاي مختلف قلمرو بزرگ دانش آن هم با وجود چنين ساختار خرد و بسيار ظريف، ديگر در رديف اخبار آشنا قرار گرفته است اما نانو لوله‌هاي كربني طيف قابل ملاحظه‌اي از كاربردها را از بلندگوهاي كشسان گرفته تا حتي فتوسنتز مصنوعي نشان داده‌اند و اكنون با كاربردي جديد و در نقش كود كشاورزي مي‌تواند به اين فهرست بلند بالا اضافه شود.

محققاني از دانشگاه آركانزاس در تخصص‌هاي زيست‌شناسي گياهي و نانوفناوري اقدام به كشت بذرهاي گوجه فرنگي در محيط رشد خزانه‌اي حاوي نانو لوله‌هاي كربني كرده‌اند و نتايج به دست آمده حاكي از جوانه زني زودتر از موقع اين بذرها و همچنين رشد سريع‌تر نشاي گوجه فرنگي نسبت به بذرهايي است كه در خزانه‌اي فاقد اين مكمل افزودني كشت شده‌اند.

نتايج جالب توجه پژوهش اخير در حالي است كه پيش از اين نقش ساختارهاي نانويي در تقويت قدرت جوانه زني گزارش شده بوده، اما تا كنون هيچ گونه توضيحي درخصوص اين پديده پيشنهاد و مطرح نشده است.

اين در حالي است كه محققان خاطرنشان كرده‌اند از قرار معلوم اين نانو لوله‌ها در پوشش ضخيم بذر رخنه كرده و زمينه ورود سريع‌تر و بيشتر آب را به درون اين دانه‌هاي خشك فراهم مي‌كنند و همين فرآيند مي‌تواند توضيح مناسبي بر چگونگي تقويت جوانه‌زني از سوي اين ريزساختارهاي اعجاب انگيز تلقي شود.

طرح آزمايشي محققان مشتمل بر قرار دادن 270 بذر استريل شده گوجه فرنگي در محيط كشت خزانه‌اي محتوي نانو لوله‌هاي كربن با غلظت‌هايي بين 10 تا 40 ميكروگرم در ميلي ليتر بود كه در اين ميان گروهي مشتمل بر 90 بذر در خزانه‌اي فاقد اين مواد به عنوان شاهد آزمايش نيز درنظر گرفته شدند.

نتايج نشان داد پس از 3 روز هيچ كدام از بذرهاي خزانه شاهد جوانه نزده‌اند، اما بيشتر از 30 درصد بذرهاي واقع در معرض نانو لوله‌ها در حال سبز شدن بودند. نتايج حاصل پس از گذشت 12 روز مشخص‌تر شدند كه به طور ميانگين 32 درصد از بذرهاي شاهد جوانه زده بودند كه در مقايسه با بذرهايي كه از مكمل غذايي نانو لوله‌اي سود مي‌جستند، اين رقم بالغ بر 70 درصد مي‌شود.

پس از حدود 4 هفته از شروع طرح، بذرهاي تغذيه شده با نانو لوله‌ها 2 برابر بلندتر نشان مي‌دادند و نسبت به بذرهاي شاهد بيشتراز دوبرابر زيست توده (بايومس) برخوردار بودند، در حالي كه سيستم‌هاي ريشه‌اي در تمام نشاها به طور مشابهي رشد و توسعه يافته بودند.

ماريا خوداكوفسكايا زيست شناس گياهي و الكساندرا بيريس متخصص فناوري نانو كه نتايج حاضر محصول همكاري پژوهشي آنهاست، معتقدند در حال حاضر آزمايش‌هايي روي ساير گونه‌هاي گياهي در شرف برنامه‌ريزي و انجام است و ما تصور مي‌كنيم نانو مواد به طور قطع واجد پتانسيل لازم براي استفاده به عنوان كود شيميايي براي شماري از گونه‌هاي گياهي، بخصوص گياهان غير غذايي هستند.

با اين اوصاف ساير محققان جانب احتياط را نگه داشته و به رغم متقاعد شدن نسبت به نتايج حاصل از اين پژوهش اما درباره مكانيسم پيشنهادي مزبور متقاعد نشده و ترديد دارند.

نانو لوله‌ها در پوشش ضخيم بذر رخنه كرده و زمينه ورود سريع‌تر و بيشتر آب را به درون اين دانه‌هاي خشك فراهم مي‌كنند، همين فرآيند ميتواند توضيح مناسبي بر جوانه‌زني بهتر و سريعتر باشد

در همين رابطه، محققاني از انستيتوي كشاورزي پايدار در كوردوباي اسپانيا معتقدند جوانه زني و رويش بذر فرآيندي پيچيده به شمار مي‌رود و نمي‌توان براحتي پذيرفت كه صرفا جذب آب كليد تفاوت‌هاي ميان نتايج حاصل از آزمايش باشد.

 اين محققان خاطر نشان مي‌سازند ساقه‌هاي سبز و كشيده نشاهاي قرار گرفته در معرض نانو لوله‌ها ممكن است دليلي بر الگوهاي رشد غير طبيعي ناشي از عدم تعادل هورموني باشد و براي حصول نتايج بهتر بايد اين گياهان را موقعي كه به مرحله رسيدگي و بلوغ مي‌رسند ملاحظه كرد.

 چون ميان گره‌هاي طويل يا به عبارتي همان امتداد يافتگي‌هاي ساقه مابين دو بند شاخه‌اي حاكي از رشد نيافتن گياهان به شكل صحيح است.

اين اظهار نظر متفاوت در حالي صورت مي‌گيرد كه دونالدسون از دانشگاه ادينبورگ انگلستان معتقد است فناوري نانو لوله‌هاي كربني ولو اين كه تا حد مصرف براي كود زراعي ارزان شود، ايمني و سلامت مصرف مي‌تواند به عنوان مساله‌اي مهم به قوت خود باقي بماند.

نتايج پژوهشي كه سال گذشته و از سوي وي صورت گرفت آشكار كرد كه نانو لوله‌هاي كربني موجب بروز اثرات سمي در موش‌ها مشابه همان وضعيتي مي‌شود كه موش‌ها در ارتباط با الياف آزبست (پنبه نسوز) از خود نشان دادند.

با اين اوصاف آنچه بيش از همه توجه كارشناسان را به خود جلب مي‌كند، آماده‌سازي بستر لازم براي ميزباني حال و آينده فناوري نانو در تمام ابعاد گسترده آن است.

نياز به توسعه كاربردهاي نانو مواد در حالي است كه نتايج پژوهش حاضر حاكي از بستر مناسب به كارگيري اين فناوري در گياهان غيرغذايي است و با توجه به اقبالي كه اكنون و در مقابله با بحران‌هاي انرژي و مواد سوختي نسبت به سوخت‌هاي زيستي صورت گرفته است، مي‌توان با توسعه افزون‌تر اين كودهاي نانويي و بالا بردن عملكرد گياهاني از اين دست علاوه بر جبران بخشي از نياز مصرفي به سوخت‌هاي فسيلي و كاستن از بار محيط زيست، از دغدغه‌هاي سلامت مصرف محصولات به بار نشسته با دخالت فناوري‌هاي نوين نيز دور ماند.

در رابطه با قلمرو كشاورزي نيز كه در ارتباط مستقيم با سلامت مصرف و حيات روزمره انسان‌هاست، به‌رغم چالش‌هاي بحث‌‌برانگيزي كه همواره از جانب جمعيت‌ها و كانون‌هاي مختلف در خصوص آميختن فناوري‌هاي نوين از قبيل ژنتيك و نانو در سبد غذايي بشر مطرح بوده و هست، با اين حال توسعه فناوري‌هاي نوين همواره مستلزم نتايج علمي و آماري دقيق و معطوف به تحقيقات دانشمندان است.

مترجم: مهريار ميرنيا 
منبع: نيو ساينتيست

بکارگيري نانو در پودرهاي شوينده

پژوهشگران کشورمان موفق به توليد نانوآهن صفر شدند که اين ماده علاوه بر افزايش کارايي پودرهاي شوينده قادر به بي خطرسازي انواع سموم است و اين امر مي تواند در کاهش آلودگي هاي محيط زيست موثر باشد.

يزدان رضا زاده نائب رئيس هيئت مديره شرکت مهندسي نانو شيمي لوتوس پارس در گفتگو با مهر در اين باره گفت: دانش فني توليد اين ماده در اختيار برخي کشورها بود که محققان اين شرکت موفق به دستيابي به آن شدند. اين ماده تاثير بسزايي در کاهش آلاينده هاي محيط زيست دارد.

وي با تاکيد بر اينکه اين ماده در حال حاضر در شرکت «تولي پرس» کاربردي شده است، افزود: اين ماده کارايي پودرهاي شونده را افزايش مي دهد ضمن آنکه مي تواند جايگزين «پربورات» يکسري از آنزيمها شود.

رضازاده به کاربردهاي محيط زيستي اين ماده اشاره کرد و اظهار داشت: نانو آهن صفر جاذب مناسبي براي فلزات سنگين است. ضمن اينکه در بي خطرسازي ترکيبات کلروماتيک چون PCB ها و انواع سموم کاربرد دارد.

توليد کپسول هاي ميکروني با خواص نانو

رضازاده از توليد کپسول هاي نانو مواد خبر داد و گفت: برخي از مواد هستند که در صورت تماس با پوست به دليل نفوذ در بدن عوارض جانبي ايجاد مي کنند. از اين رو اقدام به کپسوله کردن مواد در ابعاد ميکرون با ويژگيها و خواص نانو شديم.

وي به کابردهاي اين مواد اشاره و خاطرنشان کرد: اين مواد در توليد پليمرهاي آنتي باکتريال ظروف بک بار مصرف و توليد نانو الياف آنتي باکتريال کاربرد دارد.

اين محقق توليد کاشي و سراميک آنتي باکتريال را از ديگر کاربردهاي نانومواد کپسوله ذکر کرد و يادآور شد: همچنين از اين مواد مي توان براي توليد کرمهايي براي رفع جوش و آکنه استفاده کرد

نوشته شده توسط محمد صادق کریمی در دوشنبه نهم آذر ۱۳۸۸ |