پرشین خودرو: محققان جهاد دانشگاهی دانشگاه شهید بهشتی موفق به تولید نانوذرات مغناطیسی كبالت ـ اكسید آهن شدند كه با به كارگیری در مبدلهای کاتالیستی و در حدفاصل موتور و محفظه احتراق وسائل نقلیه سبب كاهش آلایندههای هوا میشود.
به گزارش «پرشین خودرو» به نقل از ایسنا، جلیل بدراقی، معاون پژوهشی پژوهشكده علوم پایه كاربردی جهاد دانشگاهی دانشگاه شهید بهشتی اظهار كرد: نانوذرات مغناطیسی كبالت - اكسید آهن با استفاده از روش همرسوبی شیمیایی در محیط آب و در شرایط بهینه دما، pH و غلظت مواد اولیه سنتز شده كه بررسیهای میکروسکوپی نشان میدهد این نانوذرات دارای ابعاد 20 تا 50 نانومتر هستند.
وی افزود: كبالت اكسید آهن با روش الکتروشیمیایی و به طور مستقیم بر روی سیم استیل ترسیب شده و تصاویر میکروسکوپی پلی آنیلین و نانوکامپوزیت پلی آنیلین نانوذره با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی به دست آمده است. این تصاویر تاثیر نانوذرات كبالت - اكسید آهن را بر ترسیب الکتروشیمیایی نانوکامپوزیت نشان داد به گونهای كه وارد کردن نانوذره در محلول الکترولیت در حین الکتروپلیمریزاسیون آنیلین، نانوکامپوزیتی با سطح ویژه بالایی نسبت به پلی آنیلین تنها ایجاد می کند.
معاون پژوهشی پژوهشكده علوم پایه كاربردی درباره اهداف و دلایل انجام طرح، تصریح كرد: از اهداف اصلی در این طرح ساخت نانوذرات مغناطیسی كبالت - اكسید آهن است تا با انجام این کار زمینه بهره برداری از آنها در جنبههای مختلف کاربردی مانند بیوفیزیک، بیوشیمی، فیزیك، شیمی و همچنین کاربرد های بیودارویی، حذف نانوآلاینده های گازی، فیزیک پزشکی و سایر صنایع فراهم شود.
بدراقی اضافه كرد: اخیراً مواد نانو ساختار به دلیل خواص جدید و قابل توجهشان كه متفاوت از حالت تودهای و به شكل مواد است، مورد توجه فراوانی بوده كه كنترل سایز، شكل و مورفولوژی این ساختارها جهت دست یابی به خواص جدیدی از آنها از آن جمله هستند.
وی درخصوص اهمیت این نانوذرات مغناطیسی اذعان كرد: در كبالت - اكسیدآهن خاصیت مغناطیسی به صورت توام توسط آهن و كبالت تولید می شود. دوم اینکه كبالت به دلیل داشتن ایزوتوپ پایدار 60 علاوه بر 59، قابل ردیابی توسط خواص رادیواكتیویته خود بوده و همچنین این نانوذرات کاندیدای خوبی برای کاربردهای بیودارویی است.
این عضو هیات علمی جهاد دانشگاهی شهید بهشتی در تشریح بررسی خواص مغناطیسی نانوذرات كبالت - اكسید آهن خاطرنشان كرد: برای نشان دادن خواص مغناطیسی نانوذرات كبالت - اكسید آهن، آن را سنتز كرده سپس درون ظرف نمونه شیشه ای ریخته و در مجاورت آهن ربای الکتریکی قوی و آهن ربای معمولی قرار می دهیم. این نانوذرات خاصیت آهن ربایی نشان داده و جذب آهن ربا میشوند.
معاون پژوهشی پژوهشكده علوم پایه كاربردی جهاد دانشگاهی شهید بهشتی با بیان اینكه افزایش كیفیت احتراق موتور خودرو و ممانعت از خروج نانو آلایندهها به محیط زیست از ویژگیهای این طرح است، تصریح كرد: جهت آماده سازی نمونه برای مطالعه با میکروسکوپ الکترونی عبوری،ابتدا نانوذرات كبالت - اكسید آهن را در آب مقطر ریخته و سونیکه میكنیم سپس آب حاوی این نانوذرات در روی گرید دستگاه ریخته كه پس از خشك شدن آب، لایه ای از نانوذرات بر روی گرید تشكیل و مورد بررسی قرار میگیرد.
بدراقی در خصوص كاربرد میکروسکوپ الکترونی عبوری به ایسنا گفت: میکروسکوپ الکترونی عبوری یک ابزار قوی برای تعیین دقیقتر اندازه و شکل نانوذرات است. در این بررسی اندازه استاندارد به طول 30 نانومتر تعیین شده است که با استفاده از آن می توان اندازه نانوذرات را تخمین زد به گونهای كه مطالعات میکروسکوپی نشان میدهد تشکیل نانوذرات كبالت - اكسید آهن با شکل کروی و ابعاد کمتر از 30 نانومتر است.
وی بابیان اینكه مطالعات مربوط به اندازه گیری سطح ویژه (BET) نشان دهنده سطح ویژه 65 متر مربع بر گرم، برای این نانوذرات بوده که به دلیل افزایش بسیار زیاد سطح نسبت به حجم برای نانوذرات است درباره مشخصات فنی و تکنولوژی این نانوذرات مغناطیسی اظهاركرد: اندازه نانوذره کبالت اکسید آهن (Co-Fe2O4) سنتز شده 20 تا 50 نانومتر خواهد بود كه مورفولوژی و تعیین ابعاد نانوذرات با استفاده از میکروسکوپهای الکترونی روبشی (SEM)، عبوری (TEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) انجام میگیرد.
بدراقی با اشاره به اینكه در استفاده سیستمهای مبدل کاتالیستی (تعبیه شده بلافاصله بعد از موتور و محفظه احتراق، به منظور حذف آلایندهها) با توجه به گران قیمت بودن عناصری چون پالادیم، رودیوم و پلاتین در مبدلهای کاتالیستی، تحقیقات به سمت استفاده از موادی ارزان تر سوق داده شده كه یکی از آنها نانوکاتالیستهایی با ساختار اسپینل است، تصریح كرد: اگر خودرو، مبدل كاتالیستی نداشته باشد یا مبدل به كار رفته كارایی لازم را نداشته باشد، انتشار آلایندههای خودرو معادل هشت تا 10 برابر یک خودرو استاندارد خواهد بود كه با توجه به ویژگیهای پیش بینی شده برای نانوساختارهای سنتز شده در خصوص کاهش متان انتشار یافته در بخش حمل و نقل، این پروژه میتواند برای متولیان حوزه انرژی کشور مفید واقع شده و با این هدف دستیابی به دانش فنی ساخت این گروه اسپینلها در این طرح مد نظر است.
وی با تاكید بر رفع وابستگی به کشورهای خارجی و جلوگیری از خروج ارز، تامین نیاز کشور و بهینه سازی فرایند تولید در کشور به عنوان اهداف کلان طرح، عنوان كرد: با توجه به اینکه دانش فنی تولید نانوذرات كبالت - اكسید آهن در مقیاس آزمایشگاهی به روش شیمیایی همرسوبی با استفاده از مواد اولیه ساده در محیط آبی با اندازه حدود 20 تا50 نانومتر سنتز شده است، دراین پروژه با افزایش مقیاس تولید، تدوین دانش فنی تولید نانوذرات مغناطیسی Co - Fe2O4 در مقیاس پایلوت صورت گرفته تا کارایی محصولات حاصل در بهینه سازی مصرف سوخت و کاهش آلاینده های خودروها مورد بررسی قرار گیرد.
به گفته معاون پژوهشی پژوهشكده علوم پایه كاربردی جهاد دانشگاهی شهید بهشتی، افزایش مقیاس سنتز نانوذره کبالت - اکسید آهن (Co-Fe2O4) با سایز 20 تا50 نانومتر و انجام تستهای کاتالیزوری برای بررسی کارایی نانوذره سنتز شده به عنوان کاتالیست در کمک به حذف گاز متان در مبدلهای کاتالیستی از اهداف جزئی طرح تولید نانو ذرات مغناطیسی كبالت - اكسید آهن است تا به عنوان مثال بتوان به قطعه ای خاص از یک دستگاه بزرگتر یا ماده ای خاص مورد مصرف در تولید یک دارو دست یافت.
بدراقی اظهار كرد: در این مرحله دانش فنی تولید نانوذرات تا 250 گرم در روز حاصل شده و بدین ترتیب نیاز تنها بخشی از صنایع قابل رفع است در حالی كه با توجه به اطلاعات حاصله، نیاز صنایع مختلف به شدت در حال افزایش است به گونهای كه تدوین دانش فنی تا 500 کیلوگرم اجتناب ناپذیر خواهد بود.
کد خبر 4763
نظر شما