صنعت با طعم نانو

نمایشگاه نانو، پلی برای ارتباط صنعت و فناوری

دکتر سعید سرکار، دبیر ستاد توسعه فناوری نانو در حاشیه این نمایشگاه بر لزوم توسعه بازار بین‌المللی و صادرات فناوری نانو و دانش فنی این حوزه تاکید کرد و گفت: در حال حاضر محصولات نانو به 20 تا 25 کشور صادر می‌شود که باید جغرافیای این صادرات را توسعه دهیم، زیرا پتانسیل آن در کالاهای ساخت ایران وجود دارد.

دبیر ستاد توسعه فناوری نانو با بیان این که اکنون فناوری نانو در بیش از ده حوزه صنعتی رسوخ پیدا کرده، ادامه داد: زمانی صنعت ما دانش‌بنیان می‌شود که با شرکت‌های دانش‌بنیان ارتباط بگیرد. تحقق اقتصاد دانش‌بنیان باید مبتنی بر کالاها و صنایع دانش‌بنیان باشد که در این خصوص باید روی دانش‌بنیان شدن صنایع تمرکز کنیم.

تصفیه آب با حباب‌های نانویی

تصفیه آب‌های آشامیدنی و همچنین بازیابی پساب‌های شهری و صنعتی از جمله مهم‌ترین اقدامات در مدیریت آب و فاضلاب به شمار می‌روند. بهاره کاویانی، مدیر عامل شرکت دانش‌بنیان پیام‌آوران نانو فناوری فردانگر، درباره پروژه‌های انجام شده در زمینه تصفیه آب و فاضلاب به جام‌جم می‌گوید: اولین پروژه صنعتی ما در زمینه تصفیه آب و پساب در اردبیل برای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی بوده است. به دنبال این طرح، با توجه به مشکلات فراوانی که آرسنیک برای آب آشامیدنی ایجاد می‌کند، محصولات دیگری برای حذف آرسنیک در واحدهای روستایی و جمعیت‌های کم‌خانوار ارائه شده است. در مورد دیگری، طرح نیترات‌زدایی از آب آشامیدنی ارائه کردیم که پروژه‌ای مرتبط در تهران راه‌اندازی شده است. در بحث نمک‌زدایی از آب نیز در هر دو حوزه آب آشامیدنی و پساب‌ها برای کاهش یون‌های موجود در آّب و نمک‌های حل شده در آب، این فناوری توسعه یافته است. کیانوش مختاری، مدیر فنی این شرکت دانش‌بنیان نیز درباره فناوری‌های نانو مورد استفاده در این محصولات ادامه می‌دهد: محصولات شرکت در زمینه تصفیه آب و پساب است که در این فرآیند فلزات سنگین به کمک جاذب‌های اکسید آهن و یون‌های نیترات با سیستم الکترودیالیز تصفیه می‌شود. همچنین از سیستم نانو کویتاسیون برای ازن‌زنی و گندزدایی آب به جای کلر استفاده می‌کنیم. در سیستم نانو کویتاسیون حباب‌های خلا بسیار‌ریزی در مقیاس نانو تولید می‌شود. هنگامی که گاز ازن را وارد این سیستم می‌کنیم، ازن‌ها وارد حباب‌های خلأ تولید شده می‌شوند و ماندگاری آنها در آب طولانی‌تر می‌شود. در صورتی که در شرایط معمول ازن در چند ثانیه از آب خارج می‌شود و دیگر آن خاصیت گندزدایی را ندارد. به کمک این روش ازن تا 10 دقیقه در آب باقی می‌ماند و در سیستم‌های تحت فشار به جای کلر گندزدایی بسیار خوبی خواهد داشت. همچنین برای گندزدایی پساب‌ها و رنگبری نیز از روش نانو کویتاسیون استفاده می‌شود.

اهمیت طرح‌های حمایتی

در راستای توسعه فناوری نانو، اکنون شرکت‌های مختلفی در بحث فناوری نانو فعالیت می‌کنند که در تلاش برای وارد شدن به صنعت هستند. رضا سلطانعلی‌زاده، کارشناس مسئول کارگروه صنعت و بازار ستاد فناوری نانو درباره نقش ستاد فناوری نانو در ایجاد ارتباط میان صنعت و فناوران به جام‌جم می‌گوید: کارگروه صنعت و بازار ستاد فناوری نانو، با استفاده از طرح‌های حمایتی و ترغیبی در تلاش برای معرفی این فناوری‌ها به صنعت است. در حال حاضر 19 طرح برتر سال اخیر در غرفه ستاد فناوری نانو معرفی شده‌اند که وارد بازار صنعتی شده‌اند. این شرکت‌ها معمولا در حوزه ساختمان، انرژی نیروگاهی، خودرو، لوازم خانگی و حوزه بهداشت و سلامت فعالیت می‌کنند.

وی با ذکر مثال می‌افزاید: برای مثال ارتباطی اینچنین در بحث نیروگاهی از سال گذشته به طور جدی پیگیری شده است. شرکت توربو کمپرسور نفت آسیا (OTEC) توربین ملی را تولید می‌کنند. این شرکت در بحث پوشش‌دهی پره‌های بخش سرد توربو از شرکت دیگری برای پوشش‌دهی این قطعات کمک گرفت و اکنون به واسطه این همکاری، این کار روی سه موتور به صورت بومی پیاده شده است.

شیشه‌های نانویی که کثیف نمی‌شوند

استفاده از شیشه‌هایی که کمتر کثیف می‌شوند، نه‌تنها در حفظ زیبایی شیشه‌ها نقش دارد، بلکه در مواردی مثل شیشه‌های خودرو به حفظ ایمنی کمک خواهد کرد. هومن جهانیان فرد، مجری طرح برگزیده برنامه تجاری‌سازی دانشگاه صنعتی شریف، که پوشش‌های آب گریز نانو را برای حفظ آبگریزی سطوح مختلف طراحی کرده است، درباره این طرح به جام‌جم می‌گوید: من همراه سه نفر دیگر از فارغ‌التحصیلان مهندسی متالوژی دانشگاه صنعتی شریف پس از طراحی و ساخت این محصول، تاییدیه ستاد فناوری نانو را دریافت و شرکتی دانش‌بنیان برای ساخت و معرفی این محصول ثبت کردیم.

این محصول در بازار جدید است و ما راهی طولانی داریم تا این محصول را به درستی معرفی کنیم و اطمینان کارخانجات را به دست آوریم. نمونه اولیه این محصول با قیمت و کیفیت بسیار مناسب بومی‌سازی شده است. این پوشش که به صورت محلول تولید شده، آبگریز سطوح مختلف ازجمله شیشه، بدنه خودرو، منسوجات و مصالح ساختمانی مثل سنگ، آجر، سیمان و سرامیک است. هنگامی که مواد نانویی روی این سطوح افشانه می‌شود، سطح آبگریز می‌شود. در این شرایط با این که گرد و غبار روی سطح می‌نشیند، اما برای پاک کردن آن نیاز به مواد شوینده نیست و فقط با آب می‌توان آلودگی را از میان برد. استفاده از این پوشش روی نمای ساختمان بخصوص در شهرهای بزرگ آلوده یا هنگام بارش باران، از کثیف‌شدن شیشه یا ماندن لکه آب روی شیشه‌ها جلوگیری می‌کند. همچنین استفاده از این پوشش روی شیشه خودرو باعث می‌شود دید راننده هنگام بارندگی محدود نشود.

راهی برای طرح ایده‌های خلاق دانش‌آموزی

ستاد فناوری نانو در کنار تقدیر از طرح‌های نوآورانه و صنعتی برگزیده در حوزه نانو، از طرح‌های دانش‌آموزی در این زمینه نیز حمایت می‌کند. دانش‌آموزان خلاق سراسر کشور به کمک راهنمایی دبیران خود طرح‌هایی برای حل معضلات محیط‌زیستی، ایمنی و سلامت و توسعه فناوری‌های نوین ارائه می‌دهند و هر سال برترین طرح‌ها معرفی و در نمایشگاه فناوری نانو معرفی می‌شوند.

نانوکامپوزیت برای کلاه ایمنی

حدود 70 درصد موتورسوارانی که در تصادف‌ها جان خود را از دست داده‌اند، از ناحیه سر ضربه دیده‌اند و حدود 30 درصد این افراد، جوانان 17 تا 28 ساله هستند. بنابراین استفاده از کلاه ایمنی اهمیت بسیاری دارد. این در حالی است که یکی از علل استفاده نکردن از کلاه ایمنی، گرم‌شدن غیرقابل تحمل فضای داخل کلاه در ماه‌های گرم سال است.

سحر هادی بکلو و فاطمه عباس‌پور دانش‌آموزان مدرسه نمونه دولتی بشرا، روی ساخت نانوکامپوزیت برای استفاده در کلاه ایمنی به عنوان عایق گرمایی کار کردند. این دو دانش‌آموز پایه یازدهم جزئیات طرح خود را این گونه توضیح می‌دهند: ما از نانو پلی‌کربنات که سبک، ارزان، دارای مقاومت بالا و عایق گرماست استفاده کردیم. یکی از مشکلات این ماده این بود که هنگام قرارگیری در گرما دود می‌کند و ما برای رفع این مشکل از مواد شیمیایی مثل اکسید منیزیم استفاده کردیم که دود ایجاد نشود، اما استفاده از این مواد استحکام پلیمر را پایین می‌آورد و این بار از نانو رس استفاده کردیم. وقتی این ماده به پلیمر اضافه می‌شود، استحکام را بالا می‌برد. همچنین استفاده از نانو اکسیدهای فلزی کیفیت کار را بالا می‌برد و به‌دلیل هدایت حرارتی پایین این مواد، گرما دیرتر وارد کلاه می‌شود. در نتیجه عایق گرمایی خوبی طراحی کردیم که علاوه بر جلوگیری از ورود گرما به کلاه، استحکام کافی داشته باشد.

ایده نانویی برای حفظ محیط دریا

پاکسازی آلودگی نفتی از سطح دریا یکی دیگر از طرح‌های برگزیده دانش‌آموزی حوزه نانو است. تاکنون روش‌هایی برای پاکسازی لکه‌های نفتی از سطح دریا طراحی شده است. برای مثال یکی از روش‌های تاثیرگذار پاکسازی زیستی است که به منظور تجزیه آلاینده‌های محیطی به ترکیبات غیرسمی استفاده می‌شود، اما جمع‌آوری آلودگی‌های نفتی به علت وسعت سطح دریا نیاز به فناوری‌هایی با پوشش‌دهی گسترده دارد. امیرحسین کهت نارویی، سینا مصباح‌پور و متین نادی، دانش‌آموزان پایه یازدهم مدرسه مفید، در زمینه افزایش بازده پاکسازی نفت در سطح دریا به کمک بهبود نانو سیال مغناطیسی تحقیق کرده‌اند. این دانش‌آموزان درباره جزئیات طرح خود به جام‌جم می‌گویند:‌ سالانه حوادث زیادی بر اثر انفجار سکوهای نفتی رخ می‌دهد که باعث نشت نفت روی سطح دریا می‌شود و خسارت‌های بسیاری به اکوسیستم دریا وارد می‌کنند. برای جمع‌آوری نفت پخش شده از سطح آب به فناوری اثرگذاری در ابعاد وسیع نیاز داشتیم. در این طرح از فروفلویید به عنوان ماده‌ای مغناطیسی کمک گرفتیم و در ابعاد کوچک به لکه‌های نفتی اضافه کردیم. در مرحله بعد به کمک آهنربا این لکه‌ها را از سطح آب جمع‌آوری کردیم. به عنوان بستر پلیمری این مواد نیز از پلی‌اتیلن و زایلن استفاده کردیم.