پژوهشگران دانشگاه شهید چمران با ساخت نانوسیم‌های اکسید مس (CuO)، موفق به تجزیه و حذف فوتوکاتالیستی مواد رنگی سمی و مخرب از آب شدند. از این نانوسیم‌های نیمه‌رسانای می‌‌توان در صنایع نانوالکترونیک و کشاورزی بهره گرفت.
تولید نانوسیم‌های اکسید مس با قابلیت تجزیه فوتوکاتالیستی آلاینده‌های آب
پژوهشگران دانشگاه شهید چمران با ساخت نانوسیم‌های اکسید مس (CuO)، موفق به تجزیه و حذف فوتوکاتالیستی مواد رنگی سمی و مخرب از آب شدند. از این نانوسیم‌های نیمه‌رسانای می‌‌توان در صنایع نانوالکترونیک و کشاورزی بهره گرفت.
با توجه به آثار مخرب آلودگی‌های زیست‌محیطی، تجزیه آلاینده‌های آلی یکی از موضوعات اصلی تحقیقات جدید است. در این راستا، استفاده از فتوکاتالیست‌های نیمه‌رسانا نسبت به مواد معمول، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. در این طرح، پژوهشگران اقدام به تولید نانوسیم‌های نیمه رسانای اکسیدمس نموده و از آن، در حذف مواد رنگی سمی از آب، نظیر رنگ نارنجی متیل، با موفقیت بهره گرفتند.
از این نانوسیم‌ها می‌‌توان در تجزیه‌ی ترکیبات بدبو، ازبین بردن رنگ‌های سمی و مخرب، تجزیه‌ی قارچ کش‌ها، علف کش‌ها و آفت‌کش‌های مضر، استفاده کرد. تبدیل مواد مضر آلی به مواد معدنی بی‌‌خطر، تولید حسگرها و ایجاد خاصیت آب‌گریزی در سطوح، از دیگر کاربردهای این نانوسیم‌هاست.
به گفته نرگس معمارغفاری، کارشناس ارشد فیزیک از دانشگاه شهید چمران اهواز، تجزیه و حذف رنگ نارنجی متیل از آب، به وسیله‌‌ی نانوذرات تیتانیا (TiO2) که به عنوان بهترین فوتوکاتالیست شناخته شده است، به سختی انجام می‌‌گیرد. اما با استفاده از نانوسیم‌های اکسیدمس تولید شده در این طرح، حدود ۷۵% این ماده سمی تنها در مدت زمان ۱۸۰ دقیقه، تجزیه خواهد شد.
وی در ادامه افزود: « روش‌های مختلفی برای تولید نانوسیم اکسیدمس وجود دارد. در میان آن‌ها، اکسیداسیون حرارتی مستقیم از یک لایه مس، ساده‌ترین و مناسب‌ترین راه برای تولید در مقیاس بزرگ است. چالش مربوط به ساخت این نانوسیم‌ها این است که، معمولا در طول فرآیند اکسیداسیون، یک لایه از فاز Cu2O در سطح رشد می‌‌کند، که می‌‌تواند خواص بستر نانوسیم CuO را تغییر دهد. در این کار، ما موفق به ساخت نانوسیم‌های تکفاز CuO شدیم. همچنین جهت‌‌مند کردن چیدمان نانوسیم‌ها بدون استفاده از قالب و به کمک اعمال میدان الکتریکی، که روشی تقریبا آسان و ارزان است، صورت گرفت.»
در این تحقیق، اثر دما، زمان و اتمسفرهای مختلف در چگونگی رشد بررسی گردیده است. همچنین، پس از مطالعه جهت‌‌مندی و چگونگی رشد نانوسیم‌ها بر اثر اعمال میدان الکتریکی، کارایی فوتوکاتالیستی نانوسیم‌های تولیدی در تجزیه‌ی رنگ‌های نارنجی متیل و سبز برموکرزول، تحت تابش نور فرابنفش، مطالعه و مقایسه شده است.
این تحقیقات، حاصل پژوهش محققان علوم پایه گروه فیزیک دانشگاه شهید چمران است که، به دست نرگس معمارغفاری، دکتر منصور فربد و دکتر ایرج کاظمی نژاد (اعضای هیئت علمی دانشگاه شهید چمران) صورت گرفته است. نتایج این کار، در مجله Ceramics International (جلد ۴۰، شماره ۱، بخش A، ماه ژانویه، سال ۲۰۱۴، صفحات ۵۱۷ تا ۵۲۱) منتشرشده است.
با توجه به آثار مخرب آلودگی‌های زیست‌محیطی، تجزیه آلاینده‌های آلی یکی از موضوعات اصلی تحقیقات جدید است. در این راستا، استفاده از فتوکاتالیست‌های نیمه‌رسانا نسبت به مواد معمول، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. در این طرح، پژوهشگران اقدام به تولید نانوسیم‌های نیمه رسانای اکسیدمس نموده و از آن، در حذف مواد رنگی سمی از آب، نظیر رنگ نارنجی متیل، با موفقیت بهره گرفتند.
از این نانوسیم‌ها می‌‌توان در تجزیه‌ی ترکیبات بدبو، ازبین بردن رنگ‌های سمی و مخرب، تجزیه‌ی قارچ کش‌ها، علف کش‌ها و آفت‌کش‌های مضر، استفاده کرد. تبدیل مواد مضر آلی به مواد معدنی بی‌‌خطر، تولید حسگرها و ایجاد خاصیت آب‌گریزی در سطوح، از دیگر کاربردهای این نانوسیم‌هاست.
به گفته نرگس معمارغفاری، کارشناس ارشد فیزیک از دانشگاه شهید چمران اهواز، تجزیه و حذف رنگ نارنجی متیل از آب، به وسیله‌‌ی نانوذرات تیتانیا (TiO2) که به عنوان بهترین فوتوکاتالیست شناخته شده است، به سختی انجام می‌‌گیرد. اما با استفاده از نانوسیم‌های اکسیدمس تولید شده در این طرح، حدود ۷۵% این ماده سمی تنها در مدت زمان ۱۸۰ دقیقه، تجزیه خواهد شد.
وی در ادامه افزود: « روش‌های مختلفی برای تولید نانوسیم اکسیدمس وجود دارد. در میان آن‌ها، اکسیداسیون حرارتی مستقیم از یک لایه مس، ساده‌ترین و مناسب‌ترین راه برای تولید در مقیاس بزرگ است. چالش مربوط به ساخت این نانوسیم‌ها این است که، معمولا در طول فرآیند اکسیداسیون، یک لایه از فاز Cu2O در سطح رشد می‌‌کند، که می‌‌تواند خواص بستر نانوسیم CuO را تغییر دهد. در این کار، ما موفق به ساخت نانوسیم‌های تکفاز CuO شدیم. همچنین جهت‌‌مند کردن چیدمان نانوسیم‌ها بدون استفاده از قالب و به کمک اعمال میدان الکتریکی، که روشی تقریبا آسان و ارزان است، صورت گرفت.»
در این تحقیق، اثر دما، زمان و اتمسفرهای مختلف در چگونگی رشد بررسی گردیده است. همچنین، پس از مطالعه جهت‌‌مندی و چگونگی رشد نانوسیم‌ها بر اثر اعمال میدان الکتریکی، کارایی فوتوکاتالیستی نانوسیم‌های تولیدی در تجزیه‌ی رنگ‌های نارنجی متیل و سبز برموکرزول، تحت تابش نور فرابنفش، مطالعه و مقایسه شده است.
این تحقیقات، حاصل پژوهش محققان علوم پایه گروه فیزیک دانشگاه شهید چمران است که، به دست نرگس معمارغفاری، دکتر منصور فربد و دکتر ایرج کاظمی نژاد (اعضای هیئت علمی دانشگاه شهید چمران) صورت گرفته است. نتایج این کار، در مجله Ceramics International (جلد ۴۰، شماره ۱، بخش A، ماه ژانویه، سال ۲۰۱۴، صفحات ۵۱۷ تا ۵۲۱) منتشرشده است.
