جستجو در تالارهای گفتگو

محققان پژوهشگاه مواد و انرژی موفق به تولید نانولوله‌های کربنی پوشش یافته با ترکیب سرامیکی مولایت شدند. مهندس مریم سیرتی گوهری، دانشجوی کارشناسی ارشد پژوهشگاه مواد و انرژی و مجری این طرح با اعلام این خبر گفت: خواص ویژه و منحصر به فرد نانولوله‌های کربنی نظیر چگالی کم، استحکام بالا و خواص عالی الکتریکی، کاربردهای گسترده‌ای را برای این ساختار ایجاد کرده است؛ اما اکسیداسیون این نانولوله‌ها در دماهای بالا از کاربردهای ویژه آن کاسته است. وی افزود: طی دو دهه اخیر تحقیقات بسیاری بر پوشش دهی نانولوله‌ها و افزایش مقاومت به اکسیداسیون آن‌ها و دست یافتن به ترکیبات چند کاربردی انجام شده و از مواد سرامیکی متفاوتی نظیر آلومینا و سیلیکا جهت پوشش دهی استفاده شده است، ولی محققان پیش از این موفق به ایجاد پوشش مولایتی بر روی نانولوله کربنی نشدند. سیرتی گوهری اضافه کرد: مولایت ترکیب آلومینوسیلیکاتی با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاص جهت کاربردهای مهندسی و فناورانه استفاده می‌شود. ضریب انبساط حرارتی و هدایت گرمایی کم، استحکام دمای بالا و پایداری شیمیایی مطلوب، این ترکیب سرامیکی را در دسته مواد مهندسی دما بالا قرار داده است. وی خاطرنشان کرد: پوشش دهی یکنواخت و حفظ استوکیومتری مولایت از چالش‌های این پروژه بوده است و ما توانستیم برای نخستین بار با استفاده از روش سل- ژل و کنترل پارامترهای متعدد موفق به ایجاد پوشش یکنواخت مولایتی بر نانولوله کربنی شویم. پوشش ایجاد شده کمتر از 10 نانومتر است که با حفظ خواص CNT محدودیت‌های کاربردی آن را کاهش داده است. سیرتی گوهری با اشاره به کاربردهای این ترکیب گفت: نانولوله‌های کربنی در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، پالایش و تکنولوژی‌های نوین کاربردهای گسترده دارد و ترکیب تولید شده با کاهش محدودیت نانولوله‌های کربنی در دماهای بالا و محیط‌های خورنده بر کاربرد این ترکیب در صنایع یاد شده می‌افزاید، خواص ویژه هیبرید CNT–مولایت، این ترکیب را در دسته مواد چند کاربردی قرار داده است. ترکیب تولید شده در دیواره‌های مقاوم به آتش، کاربردهای دیرگدازی، زیرلایه غشاها، کاتالیست‌ها، نانوجاذب‌ها و نانو سیالات قابلیت کاربرد دارد. آزمایش‌های کاربردی و بررسی‌های بیشتر جهت ثبت اختراع جهانی این طرح در حال انجام است. منبع: مجله بسپار

پژوهشگران دانشگاه امیرکبیر موفق به اصلاح یک نوع غشای تجاری در پیل‌های سوختی با استفاده از نانولوله‌ها شدند. در این پژوهش به منظور اصلاح معایب غشای تجاری نفیون در پیل‌های سوختی شامل عبورپذیری سوخت بالا، رسانایی کم ‏پروتون و دمای عملکردی پائین، از نانولوله اصلاح شده با هیستیدین استفاده شده و همچنین خواص این غشای نانوکامپوزیتی ‏جدید به عنوان الکترولیت در پیل‌های سوختی متانولی مورد بررسی قرار گرفته است.‏ مهسا سادات عسگری، فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی از دانشگاه صنعتی امیرکبیر در این باره گفت: ‏‏در این پژوهش برای ساخت این غشا در ابتدا سطح نانولوله به وسیله هیستیدین عامل‌گذاری شد. در این حالت بر روی سطح ‏نانولوله گروه‌های آزول قرار می‌گیرد. در ادامه محلول نفیون با نانولوله اصلاح شده مخلوط شده در پتری دیش‌های شیشه‌ای ‏ریخته شد و بعد از خشک شدن در آون، غشای نانوکامپوزیت به دست آمد. سپس هدایت پروتونی، نفوذپذیری متانولی، ظرفیت ‏تبادل یونی و عملکرد الکتروشیمیایی این غشا را بررسی و با غشای تجاری نفیون مقایسه کردیم. وی تاکید کرد: نوآوری این پروژه استفاده از هیستیدین برای عامل‌گذاری و اصلاح ساختار نانولوله چند‌دیواره است. هیستیدین آمینواسیدی ‏است که دارای گروه‌های کربوکسیلیک اسید، آمین و آزول است. استفاده از نانولوله اصلاح شده با هیستیدین علاوه‌بر اینکه باعث ‏ایجاد برهمکنش مناسب بین گروه آزول اسید آمینه و یون‌های پروتون و بهبود عملکرد پیل‌های سوختی به خصوص در دماهای ‏بالا می‌شود، ماهیت زیست سازگار هیستیدین پتانسیل بالایی برای این نوع غشا در محیط‌های بیولوژیکی فراهم می‌کند.‏ وی افزود: نکته قابل تامل این غشا افزایش چگالی توان تولیدی از مولد الکتروشیمیایی در غلظت‌های بالای متانول و عبور پذیری بالای پروتون نسبت به غشای تجاری نفیون بویژه در دماهای بالاست که دستاورد بسیار مهمی در حوزه عملکرد ‏پیل‌های سوختی محسوب می‌شود. از آنجا که در غشاهای تجاری با تبخیر آب در دماهای بالا سازوکار انتقال پروتون دچار اختلال می‌شود و ‏بازده و عملکرد این پیل‌های سوختی کاهش می‌یابد، استفاده از سازوکار گراتوس در غشای طراحی شده در این پروژه به کمک ‏گروه‌های عاملی آزول سبب بهبود بازده پیل بویژه در دماهای بالا شده است. همچنین از دیگر مزایای غشای طراحی شده ‏می‌توان به عبورپذیری پایین متانول و توان تولیدی بالای آن نسبت به دیگر غشاهای تجاری مورد استفاده در بازار اشاره کرد. عسگری با ابراز امیدواری از امکان تجاری‌سازی این نانوغشای تولیدی، ادامه کار تحقیقاتی خود را معطوف به مدل‌سازی ‏عملکرد غشای طراحی دانست.‏ وی تصریح کرد: غشای نانوکامپوزیتی ساخته شده در این پروژه به عنوان الکترولیت پیل سوختی متانولی مورد بررسی قرار گرفته است. پیل ‏سوختی متانولی به دلیل چگالی قدرت بالا، دما و فشار عملکرد پایین جایگزین مناسبی برای باتری‌ها هستند و در تلفن‌های همراه، ‏رایانه‌های کیفی و همین طور به عنوان مولدهای برق در وسایل اندازه‌گیری، وسایل سنجش‌گر و انواع حسگرها در دستگاه‌های ‏کنترل ترافیک و تعیین وضع آب و هوا قابل استفاده است.‏ نتایج این کار تحقیقاتی که توسط مهسا سادات عسگری و همکاران وی صورت گرفته، در مجله ‏«International Journal of Hydrogen Energy‏» منتشر شده ‏است. ‏ منبع:مجله بسپار

پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیركبیر با همکاری مرکز تحقیقات بن یاخته نوعی نانوالیاف بهینه سازی شده را با قابلیت كاربرد در پیل‌های سوختی و ماهیچه‌های مصنوعی تولید کردند.به گزارش ایمان شعبانی- مجری طرح با اشاره به ساخت غشاهای نانوكامپوزیتی از الیاف نانو گفت: در این پژوهش ما موفق به بهینه سازی ویژگی تبادل یون در پلیمر اولیه شدیم و سپس از این پلیمر نانوالیاف و از نانوالیاف هم غشاهای نانوكامپوزیتی تهیه شد. وی افزود: آزمایش این غشاهای نانوكامپوزیتی در نوعی از پیل‌های سوختی و ماهیچه‌های مصنوعی بر پایه تبادل یونی و فلز، نشان داد كه خواص آنها بهبود و همزمان هزینه ساخت كاهش می‌یابد. شعبانی جذب رطوبت‌های بالا را از ویژگی های این نانو الیاف ذکر کرد و گفت: این در حالی است كه نمونه استاندارد در رطوبت‌های زیاد مانند محیط بدن كه بیشترین كاربری‌ها را دارد دچار افت خواص می‌شوند. مجری طرح یادآور شد: در ادامه طرح قرار است برای بررسی کارآیی، ماهیچه مصنوعی تولید شده در بدن خرگوش پیوند زده شود. محمد مهدی حسنی صدرآبادی، پژوهشگر دیگر طرح نیز با اشاره به این كه پیل های سوختی مبدل های الكتروشیمیایی هستند كه به شكل مستقیم سوخت را به الكتریسیته تبدیل می کند، گفت : با توجه به اینكه مهمترین محدودیت كاربرد این پیل‌ها هزینه آنها است، یكی از اهداف این طرح كاهش بخشی از این هزینه‌ها است. وی افزود: استفاده از نانوالیاف ساخته شده در این طرح منجر به افزایش 106 درصدی تولید در یك تك سلول پیل سوختی نمونه آزمایشی در مقایسه با نمونه تجاری در پیل های متانولی و افزایش 73 درصدی بازده آن شد. این طرح با همكاری دانشگاه صنعتی امیركبیر و مركز تحقیقات فناوری بن یاخته به انجام رسیده است. منبع : مجله بسپار

دانشمندان چینی و آمریکایی ساختار شبکه‌ای از نانوالیاف جهت پوشش بلورهای کوارتز طراحی کرده‌اند که به عنوان حسگر ردیاب آلاینده‌های گازی داخلی با مقدار کم بکار می‌روند. این شیوه یکی از انتخاب‌های بهینه برای کاربردهایی از قبیل حسگرها، سامانه‌های ***** کننده و مهندسی بافت است. فرمالدهید در ساختار بسیاری از پلیمرها، رزین‌ها و دیگر مواد وجود دارد و به عنوان ماده واسطه در صابون‌ها و مواد شوینده و به طور گسترده در داروسازی و پزشکی بکار می رود. با این وجود، فرمالدهید ترکیبی سرطان زا است که حد انتشار مجاز آن بین ۶۰ تا ۸۰ قسمت در میلیارد در دوره زمانی ۳۰ دقیقه است. روش‌های معمول شناسایی فرمالدهید از جمله کروماتوگرافی، کالریمتری، فلوئورسنس و طیف سنجی، طولانی، گران و با حساسیت کم هستند. بنابراین نیاز به ایجاد روشی سریع و ارزان با حساسیت بالا جهت کشف فرمالدهید احساس می‌شود. غشاهای جاذب آلودگی شبیه به تار عنکبوت. نمودار نشان دهنده پاسخ سنسور در برابر فرمالدهید است. بین دینگ و همکارانش در دانشگاه دانگ هوا در شانگ‌های چین، غشاهای پلی آمیدی را به وسیله تکنیک بافت ریسندگی الکتریکی (Electrospinning) روی بلور کوارتز میکروبالانس قرار دادند. شبکه‌های نانوالیاف دارای مساحت سطح بزرگ و تخلخل زیاد به همراه چگالی و نیروی چسبندگی بالا هستند؛ این خصوصیات به ردیابی مقدارهای کم فرمالدهید (حدود ۵۰ در میلیارد) می‌انجامد. این سامانه عکس العمل زمانی سریع و تکرارپذیری و گزینش پذیری خوبی دارد. قطر نانوالیاف در ریسندگی الکتریکی معمولاً در حدود ۱۰۰ تا ۵۰۰ نانومتر است. با کاهش قطر لیف به حدود۲۰ نانومتر، خواصی از جمله مساحت سطح و تخلخل برجسته می‌شوند. دینگ می‌گوید: “یافتن سازوکاری مطمئن جهت تولید نانوالیاف بسیار کوچک و هم اندازه، به مقدار بسیار زیاد از مسائل مورد چالش است.” او همچنین افزود: “شبکه‌های فیبری کاربردهای بالقوه‌ای مانند *****های جدا کننده ویروس‌ها و باکتری‌ها را دارند.” بینگیون لی، متخصص جاذب‌های نانو در دانشگاه ویرجینیای غرب در امریکا می‌گوید: “مهمترین بخش این کار، حساسیت بالا و پاسخ‌های سریع به فرمالدهید است و مسئله‌ی پیش رو تولید دوباره سیستم‌ها و اجرای چرخه چندگانه خواهد بود.” این تیم بر روی شناخت سازوکارهای تشکیل شبکه‌ها جهت اعمال آن بر روش‌های *****یزاسیون و حسگرهای محیطی تمرکز خواهند کرد. نتایج این تحقیقات در مجله Journal of Material Chemistry به چاپ رسیده است.

جداسازی دیوکسیدکربن- متان با استفاده از غشای پلیمری آمیخته‌ای مؤلف/مؤلفان: داود قنبری، زهرا شیخی مهرآبادی، محسن نادمی, ; حمیدرضا سنایی پور , ; آبتین عبادی عموقین, ; عبدالرضا مقدسی, ; علی کارگری, ;

مطالعه اثر عوامل واکنش بر شسته شدن ذرات SiO۲ دوپه شده در غشای پلیمری نفیان برای کاربرد در پیل های سوختی PEM دما بالا مؤلف/مؤلفان: مهدی امجدی , ; سوسن روشن ضمیر, ; محمد حسن ایکانی, ;

چندی پیش اولین نیروگاه برق اسمزی جهان در نروژ افتتاح شد که در آن از آب شیرین و آب شور دریا توسط غشای پلیمری و پدیده اسمز، الکتریسیته پاک تولید می شود. این پروژه که توسط شرکت Statkraft ، یک شرکت فعال در زمینه انرژی های تجدید پذیر، اجرا شده، در مقیاس پایلوت بوده و منجر به تولید ۴ کیلووات انرژی الکتریکی می شود که برای مصرف یک چای ساز کافی است. این پروژه طبق اطلاعات مندرج در وب سایت Statkraft ، پتانسیل تولید انرژی برای نصف اروپا را دارد و در ضمن یک منبع پایه ای است که همیشه در دسترس می باشد. آقای Skilhagan رئیس انرژی اسمزی در Statkraft، گفت : ما واقعاً احتیاج داریم تا این تکنولوژی را سریعاً به بازار بیاوریم. ما باید بیشتر و سریعتر از انرژی خورشیدی و بادی به این پروژه بپردازیم. مفهوم انرژی اسمزی اولین بار توسط یک دانشمند امریکایی به نام Sidney Loeb، در سال ۱۹۷۰ مورد توجه قرار گرفت. وی یک سال پیش از دنیا رفت. همانطور که در وب سایت Statkraft آمده است، این پروژه به شکل زیر کار می کند : آب تازه و آب دریا که وارد ستون جدایش می شوند، توسط یک غشا پلیمری جدا می شوند. طبق پدیده اسمز، آب تازه از داخل غشا عبور کرده و فشار در سمت آب شور افزایش می یابد. این فشار معادل یک ستون ۱۲۰ متری آب می باشد یا به عبارت دیگر یک آبشار بزرگ، که می تواند در توربین ها برای تولید الکتریسیته به کار گرفته شود. این مفهوم از سال ۱۹۷۰ تا امروز به مقدار کمی مورد پژوهش قرار گرفته است. طبق گفته آقای Skilhagan غشاهای اولیه واقعاً نامرغوب و گران بودند. ولی امروزه به خاطر کاربرد زیاد غشاها برای اسمز معکوس در ماشین های نمک زدا که از انواع مختلف پلیمرها ساخته می شوند، فناوری غشا به مراتب توسعه یافته است. آقایSkilhagan گفت: این ماشین حدود ۷ تا ۸ هزار میلیون دلار نیاز دارد تا ساخته شود و این در حالیست کهStatkraft حدود ۲۰ میلیون دلار هزینه صرف مطالعه روی توان اسمزی نموده است. Rick Stover ، مسئول کمپانی تکنولوژی بازیافت انرژی در کالیفرنیا که مبدل های فشاری برای ماشین های نروژی تولید می کند، گفت: به لحاظ تئوری این تکنولوژی می تواند در جاهایی مثل محل اتصال رودخانه به اقیانوس به کار گرفته شود. آقایStover پیشنهاد داد: این تکنولوژی بهتر است با ماشین های نمک زدای موجود به کار برده شود، زیرا آب خروجی از این ماشین ها حاوی نمک زیادی است.