استفاده از نانوسلولز برای مقابله با رسوب کربنات کلسیم در صنعت

رسوب‌های کربنات کلسیم در صنعت همیشه مشکل‌ساز هستند و راهبردهای مختلفی برای مقابله با این رسوب‌ها پیشنهاد و استفاده شده‌است. یکی از این راهبردها، استفاده از ترکیبات و افزودنی‌هایی است که مانع از تشکیل رسوب می‌شود. اما در این افزودنی‌ها معمولاً از فسفر استفاده می‌شود که به محیط زیست‌ آسیب زده و موجب آلودگی آب می‌شود.

از این رو محققان به دنبال جایگزین مناسبی برای این افزودنی‌ها هستند. در دانشگاه مک‌گیل کانادا محققان روی ساخت ترکیبات ضدرسوب کار می‌کنند که زیست‌سازگار باشد. اخیراً یکی از گروه‌های تحقیقاتی در این دانشگاه موفق به ساخت نانوسلولز عامل‌دار شده‌است که مانع از هسته‌زایی و رشد کربنات کلسیم می‌شود. این زیست‌پلیمر که منشاء گیاهی دارد فاقد فسفر بوده و به محیط زیست‌ آسیبی نمی‌رساند.

برای ساخت این ترکیب ضدرسوب، محققان از سلولزی موسوم به سلولز مودار استفاده کردند که چندی پیش توسط پژوهشگران این دانشگاه سنتز شده‌است. در این نوع سلولز، همان‌طور که از نام آن پیداست، روی سطح سلولز نانوفیبریل‌های سلولزی قرار دارد، همان واحدهای سازنده دیواره سلولی گیاهان، که با دقت روی نانوذرات قرار داده شده‌است. ساختار نانوسلولز آمورف بوده و می‌تواند به‌صورت شیمیایی عامل‌دار شود.

روی رشته‌های نانوسلولز، محققان گروه‌های کربوکسیل دارای بار منفی اضافه کردند که با یون‌های کلسیم دارای بار مثبت برهم‌کنش می‌دهد و در نهایت، کربنات کلسیم در سطح تماس ایجاد می‌شود.

امیر شیخی مسئول نگارش مقاله مربوط به این پروژه است. شیخی دانشجوی پسادکتری در دانشگاه کالیفرنیا بوده که با این روش موفق به ممانعت از رسوب حتی در غلظت‌های اشباع شده است.

محققان این پروژه در حال تحقیق روی استفاده از سطوح سیلیکا در نانوسلولز مودار هستند تا از آن برای ایجاد مقاومت در برابر رسوب استفاده کنند.