نانوبلورهای اکسید تیتانیوم آناتاز، متحول‌کننده انرژی‌های تجدیدپذیر

محققان دانشگاه کوینسلند یک روش متحول‌کننده توسعه داده‌اند که می‌تواند
نانوبلورهای مینیاتوری بسیار مؤثری را تولید کند. این نانوبلورها می‌توانند روش جمع‌آوری
و استفاده از انرژی خورشید را متحول کنند. زیبایی این روش آن است که تولید چنین
نانوموادی در شرایط ملایم، بسیار ساده و ارزان است. شرایط مورد نیاز این روش، مانند
پختن در یک آوِن است و از این نانوبلورها می‌توان مانند رنگ‌ها استفاده کرد.

استاد ماکسی لو، از مؤسسه استرالیایی کوینسلند برای فناوری‌نانو و زیست مهندسی(AIBN)،
گفت که آنها با این کشف به هدف نهایی انرژی خورشیدی مؤثر و کم‌هزینه، یک قدم نزدیک‌تر
شده‌اند. او گفت:« ما اولین بلورهای منفرد اکسید تیتانیوم در جهان را رشد داده‌ایم.
این بلورها سطح واکنش‌دهنده بسیار بزرگی دارند، چیزی که پیش‌بینی شده بود، تقریباً
غیرممکن است. سطوح بسیار فعال در این نانوبلورها سبب واکنش‌پذیری بالا و مؤثر در
افزاره‌های استفاده‌شده‌ برای تبدیل انرژی خورشیدی و تولید هیدروژن، می‌شود.
نانوبلورهای تیتانیا برای پیل‌های خورشیدی مؤثر و کم‌هزینه، و تولید هیدروژن از
تجزیه آب و تخریب خورشیدی آلاینده‌ها، مواد نویدبخشی هستند.
لو ـ که اخیراً دومین بورسیه فدرالی انجمن تحقیقاتی استرالیا را دریافت کرده‌است ـ
گفت:«انرژی تجدیدپذیر تنها موضوعی نیست که در آن بتوان از این نانومواد استفاده کرد.
این بلورها برای تصفیه هوا و آب نیز موادی عالی به شمار می‌روند. همان اصولی که
باعث می‌شود که این نانومواد بتوانند نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل کنند، برای
تجزیه و تخریب آلاینده‌ها در آب و هوا نیز کاربرد دارند.»
به گفته او، هر کسی می‌تواند این نانوبلورها را برای تصفیه هوا در یک اتاق، روی یک
پنجره یا یک دیوار رنگ‌آمیزی کند. توان بالقوه کاربردهای این فناوری در تصفیه آب،
بسیار زیاد است و تقریباً تا پنج سال دیگر، کاربردهای این نانوبلورها در تصفیه آب و
هوا به‌صورت تجاری قابل دسترسی هستند، همچنین تبدیل انرژی خورشیدی با استفاده از
این نانوبلورها تقریباً پنج تا ده سال دیگر تجاری می‌شود.
لو گفت:« این فناوری متحول‌کننده یک مثال مهم از نتیجه همکاری‌های منظم و مقطعی با
گروه علوم مولکولی محاسباتی استاد سین اسمیت در AIBN است. این گروه، مطالعات
محاسبات کلیدی را هدایت کرد و محققان آزمایشگاهی را برای متمرکز ‌‌شدن روی شاخص‌های
اصلاح سطح ویژه برای کنترل ریخت‌شناسی این بلور کمک کرد.»
اسمیت گفت:«اولین اصل شیمی محاسباتی یک ابزار قدرتمند برای کمک به طرح و درک روش
تولید نانومواد جدید است و این کار مثالی زیبا از این تشریک مساعی به شمار می‌رود.»

لو گفت که این کار همچنین نتیجه همکاری بین‌المللی طولانی‌مدت و خیلی مفید با گروه
‌استاد هیومینگ چنگ از آکادمی علوم چین(یک مؤسسه مهم جهانی است که با دانشگاه
کوینسلند در تعداد زیادی از تحقیق‌های تولیدی همکاری دارد) است.
این محققان نتایج تحقیق خود را تحت عنوان “بلورهای منفرد TiO₂ آناتاز با درصد زیادی
از وجوه واکنش‌پذیر” در مجله Nature منتشر کرده‌اند.