مرجع تخصصی آب و فاضلاب

حفاظت از آب، خاک و هوا در مقابل عوامل آلوده کننده یکی از مهمترین موارد مورد توجه در کشورهای جهان در قرن بیست و یکم است. انواع مواد شیمیایی، کودها و ضد آفات گیاهی و نباتی، ذرات مایع و یا جامد زیان آور متصاعد از صنایع و معادن، گازهای مخرب حاصل از سوخت وسایط نقلیه از جمله منابع مختلف آلودگی هاست. امروزه ردیابی و خنثی سازی این آلوده کننده ها و جلوگیری از به وجود آمدن موارد جدید آلودگی، مبحث جدیدی است که به طور جدی پیگیری می شود. مشکلات و محدودیت های مالی از جمله موارد بازدارنده حفاظت از محیط زیست و بهبود کیفیت آب، خاک و هوا به حساب می آید. در مقابل این مشکلات و موانع بزرگ گوناگون، کاربرد ذراتی کوچک می تواند راهکار بسیار موثری باشد.

علم جدیدی بنام نانو تکنولوژی با دستکاری و تغییرات در اندازه ابعاد اتمها و ملکولهای عناصر، از۱۱ الی۱۰۰ میلیاردم متر، انقلاب نوینی را در شیمی، فیزیک، بیولوژی و مهندسی بوجود آورده است. این تغییرات نه تنها در اندازه و ابعاد عناصر، بلکه در بوجود آوردن ویژگی های جدید و پراهمیتی در آنها تاثیر داشته است. نانو تکنولوژی با ایجاد مواد جدید، امید جدیدی برای مهندسین محیط زیست در بهبود آلودگی محیط زیست محسوب می شود. ولی نباید از نظر دور داشت که این تکنولوژی نیز می تواند مواد جدید زیان آور ناشناخته ای را در محیط زیست وارد کند که پیش از این وجود نداشته است. محققان توانسته اند با آزمایش های گوناگون، ساختار ترکیبی متفاوت بعضی از ذرات را شناسایی کنند.

برخی از این مواد دارای قدرت خودسازی و یا تکثیر مجدد هستند و این ویژگی یکی از مهمترین خواص مواد نانو به شمار می رود. در سال۱۹۹۱، کشف ویژگی های بسیار منحصر بفرد مکانیکی، الکترونیکی وشیمیایی

لوله های کربنی نانو که توسط »سومیو ایجیما« صورت گرفت، توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کرد. لوله های کربنی نانو شامل شبکه های مارپیچ شش وجهی اتمهای کربن است که به صورت کریستالهای بسیارمنظم قرار گرفته اند. قطر لوله های تک جداره، SWNTs ، در حدود۱/۴ نانومتر، چند جداره MWNTs ،شامل۲ ۳۰ نانومتر و لوله متخلل در حدود۵۰ ۳۰ نانومتر است. این لوله ها از فولاد سخت تر وعلی رغم سختی بسیار، انعطاف پذیر و بسیار سبک هستند. لوله های نانو می توانند از مواد دیگری به غیر از کربن (مانند برون و نیتروژن) ساخته شوند و لوله هایی که از این مواد ساخته می شوند، عایقهای بسیار خوبی هستند. تاکنون بسیاری از کشورهای پیشرفته جهان موفق به ساخت این لوله ها شده اند ولی قیمت بالای آنها، کاربردشان را محدود کرده است.

مصرف و دورریزی مواد نانو کمترین زیان را به محیط زیست وارد می سازد و به همین دلیل استفاده از آنها یکی از روشهای موثر در جلوگیری از آلودگی است. برای مثال استفاده از سیستم های روشنایی که از مواد نانو ساخته شده اند می تواند باعث۱۰ درصد صرفه جویی در مصرف برق به ارزش۱۰۰ میلیارد دلار در سال و کاهش گازهای زیان آور ترکیبات کربن به میزان۲۰۰ میلیون تن در سال در آمریکا شود. استفاده از کاتالیزورهای نانو که در ساخت مواد شیمیایی به کار می روند موجب بهبود و تسریع در واکنشها شده و کمترین مواد زاید را تولید می کند. با به کارگیری از علم نانو تکنولوژی میتوان برای انواع مواد سمی یک جایگزین بی خطر تولید کرد. برای مثال مانیتورهای جدید می توانند جایگزین سیستم های نمایشگر CRT که دارای مواد سمی بسیاری هستند شوند. استفاده از لوله های کربن نانو در نمایشگرهای کامپیوتر می تواند از انتشار ترکیبات فلزات سنگین سمی در محیط زیست جلوگیری کرده و کیفیت بسیار ممتاز تصویری را برای نمایشگر به ارمغان آورد. ساخت سیستم های جدید نمایشگرهای FEDs با استفاده از لوله های کربنی نانو، آخرین تکنولوژی ساخت نمایشگرهاست که تا سال آینده توسط بسیاری از شرکتهای سازنده به بازار عرضه خواهد شد. هر چند میزان سمی بودن لوله های کربنی نانو تاکنون مشخص نشده ولی میزان مصرف آن در ساخت نمایشگرهای FEDs در مقایسه با مدلهای امروزی، نیم گرم به یک کیلوگرم سرب است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب