حل مشکلات زیست‌محیطی با استفاده از فناوری نانو

گروهی از دانشمندان چینی از ویژگی استحکام مکانیکی و انعطاف‌پذیری نانولوله‌های کربنی بهره برده و یک اسفنج نانولوله کربنی ساخته‌اند که ویژگی‌های مفیدی همچون تخلخل بالا، الاستیسیته بسیار زیاد، استحکام زیاد و وزن کم (۱ درصد چگالی آب) از خود نشان می‌دهد.

گروهی از دانشمندان چینی از ویژگی استحکام مکانیکی و انعطاف‌پذیری نانولوله‌های
کربنی بهره برده و یک اسفنج نانولوله کربنی ساخته‌اند که ویژگی‌های مفیدی همچون
تخلخل بالا، الاستیسیته بسیار زیاد، استحکام زیاد و وزن کم (۱ درصد چگالی آب) از
خود نشان می‌دهد. این اسفنج از تعداد زیادی از نانولوله‌های کربنی متصل به هم شکل
گرفته است. روش تولید این اسفنج‌ها ساده و مقیاس‌پذیر بوده، هزینه کمی داشته، و می‌توان
از این اسفنج‌ها به طور عملی در حوزه‌های مربوط به تصفیه آب استفاده کرد.

آنیوآن کائو استاد دانشکده مواد پیشرفته و فناوری نانو در دانشگاه Peking می‌گوید:
«ما امیدواریم مثالی به صنعت ارائه نموده و آنها را متقاعد کنیم که این اسفنج ماده‌ای
است که می‌توانند آن را با هزینه پایین تولید کنند، محصولاتی با کاربردهای متنوع از
آن بسازند و مشکلات زیست‌محیطی را با استفاده از فناوری نانو حل کنند».

کائو توضیح می‌دهد که این اسفنج نانولوله‌ای در مقایسه با مواد حفره‌ای مصنوعی دیگر
از چندین جهت ساختار کاملاً جدیدی است: این اسفنج به طور کامل از نانولوله‌هایی که
به صورت تصادفی (و در عین حال مطلوب) به هم وصل شده‌اند، ساخته شده است. به دلیل
دارا بودن تخلخل بیش از ۹۹ درصد، می‌توان این اسفنج را تا ۱۰ درصد حجم اولیه‌اش
فشرده نموده وسپس به حال اولیه بازگرداند. مواد حفره‌ای به طور معمول با افزایش
تخلخل شکننده‌تر می‌شوند، بنابراین به دست آوردن ماده‌ای که هر دو ویژگی تخلخل و
انعطاف‌پذیری را به طور همزمان داشته باشد، همیشه با دشواری مواجه بوده است.

کائو توضیح می‌دهد: «فوم‌های پلاستیکی را نیز می‌توان مثل این اسفنج نانولوله‌ای
تغییر شکل داد، اما این فوم‌ها چنین الاستیسیته بالایی نداشته (بازگشت کامل به
ساختار اولیه) و در دماهای بالا مقاوم نیستند. فکر می‌کنم اسفنج‌های نانولوله‌ای
شبیه برخی چارچوب‌های سلولزی زیستی هستند».
 

 
بنابر گفته این دانشمندان اسفنج‌های نانولوله‌ای می‌توانند انواع مختلفی از حلال‌ها
و روغن‌ها را تا ظرفیت ۱۸۰ برابر وزن خودشان به صورت کاملاً انتخابی و با قابلیت
بازیافت عالی جذب کنند. این ظرفیت جذبی حدود ۱۰۰ برابر بیشتر از ظرفیت جذب کربن
فعال است.

این اسفنج‌ها می‌توانند در زمینه‌های مختلفی به‌کار روند. به‌عنوان مثال می‌توان از
آنها در تمیز کردن آلودگی‌های نفتی وسیع، خالص‌سازی آب و فیلتر کردن گازهای سمی
بهره برد. علاوه بر کاربردهای زیست‌محیطی، این اسفنج‌ها می‌توانند به‌عنوان روکش‌های
محافظ، عایق‌های حرارتی، و کامپوزیت‌های دارای نسبت بالای استحکام به وزن مورد
استفاده قرار بگیرند.