تبدیل پسماندهای کشاورزی به نانوساختارهای کاربید سیلیکون

محققان با استفاده از پیرولیز پسماندهای کشاورزی موفق شدند این ترکیبات را به نانوساختارهای کاربید سیلیکون تبدیل کنند. این روش می‌تواند به افزایش ارزش افزوده پسماندهای کشاورزی و تبدیل آن‌ها به ماده‌ای با کاربردهای متعدد کمک شایانی کند.

هر ساله میلیاردها تن پسماند کشاورزی در سراسر جهان تولید می‌شود. پژوهشگران آزمایشگاه تحقیقات دریایی (NRL) به دنبال روش‌هایی برای تبدیل پسماند به کاربید سیلیکون هستند که کاربردهای متعددی در صنعت الکترونیک دارد.
پسماندهای بخش کشاورزی نظیر کاه (بدست آمده از برنج یا ذرت) و همچنین پوسته برخی غلات به عنوان پسماند و ترکیبات دورریز شناخته می‌شوند به طوری که در برخی موارد کشاورزان این پسماندها را در مزارع رها می‌کنند. بعضی کشاورزان این پسماندها را می‌سوزانند که این امر با انتشار گاز دی‌اکسیدکربن به محیط زیست آسیب می زند و حتی می‌تواند موجب تولید و پخش نانوذرات در هوا شود.
دانشمندان می‌دانند که این پسماندها غنی از سیلیکا هستند؛ ترکیبی که ساختاری مشابه هیدروکربن‌ها دارد. سید قدری و همکارانش دریافتند که این پسماندهای کشاورزی می‌توانند به صورت کاربید سیلیکون در آیند به طوری که نانومیله‌هایی با ابعاد مختلف درون آن وجود داشته باشد.
محققان این پروژه با استفاده از پیرولیز موفق شدند این پسماندها را به فاز بلوری کاربید سیلیکون تبدیل کنند که ترکیبی بسیار پایدار است. اشکال مختلفی نظیر نانومیله، نانوسیم و نانوبلور کاربید سیلیکون از این پسماندها بدست آمد. این گروه تحقیقاتی با سرد و گرم کردن نمونه‌ها موفق شدند نقش دما و نرخ تغییر دما را در این فرآیند بررسی کنند. نتایج این پژوهش نشان داد که چگونه تغییرات دمایی می‌تواند روی مکانیسم تشکیل نقص در کاربید سیلیکون مؤثر باشد و چگونه می‌توان با تنظیم شرایط مناسب، خواص ساختاری، الکتریکی و نوری این نانوذرات را تعیین کرد.
کاربید سیلیکون به دلیل خواص شیمیایی و رسانایی ویژه و همچنین پایداری و باندگپ مناسب کاربردهای زیادی در صنعت الکترونیک دارد.
سید قدری می‌گوید: «این نانولوله‌ها و نانوسیم‌های کاربیدسیلیکون از پسماندهای کشاورزی بدست می‌آید و می‌تواند کاربردهای زیادی در فناوری‌ نانو داشته باشد.»
این گروه تحقیقاتی در حال مطالعه پتانسیل‌های استفاده از کاربیدسیلیکون در بخش حسگری شیمیایی، تولید کامپوزیت‌ها و الکترونیک نانومقیاس هستند.