منتخبان چهارمین دوره طرح‌های نوآورانه در راستای جذب سرمایه‌گذار برای طرح‌های خود در نهمین جشنواره فناوری‌نانو حضور یافته‌اند.
معرفی هفت طرح نوآورانه راه یافته به نهمین جشنواره فناوری نانو
در چهارمین دوره از این مسابقه در مجموع ۱۸۰ طرح ارائه شده که ۱۴ مورد پس از داوری توانسته‌اند در این جشنواره راه‌یابند. در این گزارش به معرفی هفت مورد دیگر از این طرح‌ها پرداخته می‌شود.
عنوان طرح: طراحی و ساخت مجموعه الکترود، غشا و استک پیل سوختی
از میان پیل‌های سوختی، نوع غشای الکترولیت پلیمری به علت عملکرد بهتر (توان تولیدی و عمرکاری بالاتر) توانسته است به عنوان یک منبع تولید انرژی پاک نقش پررنگ‌تری را در کارهای تحقیقاتی و صنعتی داشته باشد. غشای پلی بنزایمیدازول به دلیل پایداری حرارتی بالا در پیل‌های سوختی پلیمری مورد بررسی قرار گرفته است. در این طرح مجموعه الکترود غشا بر پایه غشای نانوکامپوزیت پلی بنزیمیدازول و اکسید فلزی پروسکیتی نانوساختار جهت استفاده و ساخت استک پیل سوختی عملکرد بالا تهیه شده است.
کاربردهای طرح:
MEAهای تولید شده بر پایه غشای نانوکامپوزیتی در این پروژه در ساخت استک‌های پیل سوختی پلیمری برای کاربرد در محدوده وسیعی از دما (۸۰ تا ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد) استفاده شده است. این استک‌های پیل سوختی می‌توانند در ساخت mCHP به منظور تولید خانگی برق و حرارت به جای موتورخانه‌های فعلی استفاده شوند. از استک‌های توسعه یافته می‌توان برای تولید پیل‌های سوختی یک کیلوواتی با کاربرد برق پشتیبان در ساختمان‌های مسکونی و تجاری نیز استفاده نمود.
عنوان طرح: صفحات جاذب گرمایی خورشیدی
با توجه به قرارگیری ایران در موقعیت ویژه تابش خورشیدی، ساخت پوشش جاذب سرامیکی با استفاده از نانومواد و همچنین طراحی ویژه قالب‌های فریم و کلکتور به منظور استحکام بالا و قابلیت مونتاژ ساده در این طرح انجام شد. صفحات جاذب قلب سیستم‌های حرارت خورشیدی محسوب می‌شوند که در این راستا با استفاده از دانش فنی بومی، پوشش‌های جاذب گرمایی خورشیدی تک لایه با استفاده از نانوذرات سرامیکی و با کیفیت بالا جهت استفاده در صفحات کلکتور در آبگرمکن‌های خورشیدی تولید گردید.
کاربردهای طرح:
• صفحات کلکتور مورد استفاده در آبگرمکن
• استفاده از پودر جاذب گرمایی برای سطوح مختلف به منظور تأمین انرژی گرمایی (دمای این سطوح در برابر نور خورشید به۷۰ درجه بیشتر از دمای محیط می‌رسد.)
عنوان طرح: تولید عایق صوت و حرارت آبگریز با استفاده از آئروژل
پژوهش‌های اندکی در زمینه بهبود روش‌های استفاده از آئروژل‌های نانوساختار در ترکیب با سازه‌های الیافی انجام شده است و نیاز مبرم به مطالعه بیشتر برای دستیابی به روش‌های مناسب جهت اتصال جدانشدنی آئروژل از الیاف وجود دارد. در این طرح، از پوشش‌دهی لایه بی‌بافت پلی استر با مواد انتخابی نساجی حاوی آئروژل استفاده شده است. محصول حاصل به صورت همزمان عایق صوت و حرارت است و دارای خواص آبگریزی است. عایق صوت و حرارت به صورت همزمان٬ افزایش طول عمر محصول به دلیل آبگریزی، استفاده از یک روش کاربردی متفاوت با روش‌های پیشین جهت ایجاد یک بلانکت آئروژلی انعطاف پذیر، در نظر گرفتن شیوه تولید متناسب با ماشین آلات موجود در کارخانجات نساجی کشور، رفع مشکل ریزش غبار بلانکت عایق آئروژلی و امکان رشد عرضی محصول در سطح وسیع و با کاربردهای متنوع از جمله مزایای این طرح است.
کاربردهای طرح:
• ساختمان: عایق‌بندی صوت و گرمای درون ساختمان (مورد استفاده در کف پوش‌ها، سقف، زیر کف دیوارها، پمپ‌های ساختمانی و …)
• خودروسازی: عایق‌بندی صوت و گرمای درون اتومبیل (مورد استفاده در کف، سقف، کف پوش داخل خودرو و …)
• دیگر صنایع: عایق‌بندی صوت و گرمای وسایل داخل کارخانجات، مورد استفاده در اتاقک صوت ساخته شده در اطراف وسایل پرصدا، مورد استفاده در وسایل و پوشاک زمستانی کوهنوردی و….
عنوان طرح: بسته‌های عایق‌بندی آئروژلی
آئروژل‌ها از جمله مواد نانوساختاری هستند که امروزه توجه بسیاری از محققان و صنایع را در کشورهای مختلف به خود جلب نموده‌اند. آئروژل‌ها به واسطه تخلخل بالای آنها، بسیار سبک بوده و مساحت سطح بسیار بالایی دارند که آنها را برای کاربردهای فراوان به خصوص در صنایع هوافضا، حمل ونقل و ساختمان مناسب ساخته است. آئروژل دارای خواص ویژه‌ای مانند هدایت گرمایی و سرعت انتقال صوت پایین است. ولی ترد و شکننده بودن آئروژل‌ها به واسطه ساختار متخلخل، سبب محدود شدن کاربرد آنها می‌شود.
اگرچه پژوهش‌هایی با هدف استفاده از آئروژل سیلیس همراه با سازه‌های لیفی به منظور عایق بندی انجام شده است، با این حال، هنوز هم‌ریزش آئروژل از روی الیاف و عدم ثبات، مشکل اصلی مواد ترکیب شده با آئروژل است. در این طرح، برای اولین بار برای تولید عایق‌های آئروژلی، امکان حبس فیزیکی ذرات آئروژل درون منسوج پلی‌استری روکش شده به منظور تولید پاکت‌های عایق چندمنظوره در مقیاس صنعتی مورد بررسی قرار گرفت. محصول حاصل به صورت همزمان عایق صوت و حرارت بوده و بسته به کاربرد محصول نهایی می‌تواند آبگریز نیز باشد.
کاربردهای طرح:
وسایل و پوشاک زمستانه کوهنوردی، پوشش‌های محافظ انعطاف‌پذیر مانند بالش و تشک، استفاده در کیسه خواب در شرایط آب وهوایی سرد
عنوان طرح: سلول خورشیدی و آشکارساز مادون قرمز بر پایه گرافین
در یک سلول خورشیدی و یا یک آشکارساز از مواد جاذب نور که با قرار گرفتن در معرض تابش، زوج الکترون حفره تولید می‌کنند، استفاده می‌شود. برای ایجاد جریان خارجی در بار، حامل‌ها (زوج‌های الکترون-حفره) باید از هم تفکیک شوند. این تفکیک از طریق میدان الکتریکی داخلی ایجاد شده توسط ساختار قطعه صورت می‌پذیرد.
در این طرح سلول خورشیدی و آشکارساز مادون قرمز بر پایه گرافین، اولین ماده دوبعدی و نانومتری پایدار که در سال ۲۰۰۴ میلادی کشف شده است، ارائه می‌شود. به دلیل بهره‌مندی از خواص ممتاز و منحصربفرد گرافین همچون شفافیت بالا و امکان تولید زوج الکترون-حفره در آن و همچنین طراحی متمایز، این قطعات، عملکردی بهتری در مقایسه با قطعات مشابه دارند. هزینه کم و فرآیند ساخت آسان نیز از دیگر ویژگی‌های برجسته این طرح بشمار می‌رود.
کاربردهای طرح:
• کاربرد در سلول خورشیدی
• کاربردهای آشکارساز نور مادون قرمز در دمای اتاق:
• حسگر آتش یا شعله
• شمارش در خط تولید
• مشاهده و اندازه‌گیری دما در فرآیندهای مختلف صنعتی از راه دور
• مکان یابی دقیق، برای مثال در ادوات پزشکی مورد استفاده در اتاق عمل
• دوربین دید در شب یا حسگر تشخیص حرکت بدن
عنوان طرح: تولید صنعتی روزین فرآوری شده با نام تجاری DPR
روزین فرآوری شده با نام تجاری DPR مخلوطی از اسیدهای روزین با دی‌هیدروآدیباتیک اسید به عنوان ترکیب اصلی است. نمک قلیایی DPR به عنوان یک سورفکتانت امولسیون کننده در واکنش‌های پلیمریزاسیون امولسیونی استفاده می‌شود. در صنعت پتروشیمی از این ترکیب در تهیه لاستیک پلی‌استایرن و استایرن بوتادی‌ان استفاده می‌گردد. هدف از این طرح تولید صنعتی این ماده با استفاده از نانوذرات پالادیوم تثبیت شده بر روی کربن فعال است.
تولید روزین تسهیم نامتناسب شده با توجیه اقتصادی در داخل کشور با بدست آوردن دانش فنی تولید کاتالیزور پالادیوم-کربن، کاهش زمان واکنش از شش ساعت به دو ساعت با استفاده از نانوذرات پالادیوم در این واکنش و کاهش قیمت تمام شده، قابلیت رقابت محصول روزین تسهیم نامتناسب شده با استفاده از این کاتالیزور با محصولات مشابه خارجی از جمله مزایای این طرح است.
کاربردهای طرح:
• مصرف DPR در صنعت پتروشیمی برای تولید لاستیک سنتزی (SBR) مورد استفاده در تولید تایر
• مصرف کاتالیست پالادیوم–کربن در شرکت جم جهت تولید DPR (میزان کاتالیزور مصرف این شرکت برابر با ۲۵۰۰ کیلوگرم در سال است)
• مصرف کاتالیزور پالادیوم – کربن به صورت گسترده در صنایع پتروشیمی و داروسازی
عنوان طرح: سنتز نانوماده افزودنی در رنگ و رزین برای کنترل خوردگی
در حال حاضر خوردگی فلزات یک مشکل بزرگ جهانی است. خوردگی به عنوان یک واکنش الکتروشیمیایی سبب تبدیل سطح فلزات به یون فلزی می‌شود. خوردگی یک فرآیند مخرب و غیرقابل بازیابی است که منجر به صدمات غیرقابل جبرانی به زیرساخت‌های یک کشور می‌شود. هم‌اکنون تحقیقات زیادی بر روی الکترواکتیوپلیمرها به‌عنوان موادی که می‌توانند سرعت پیشرفت خوردگی را کاهش دهند درحال انجام است. دو ماده پلی‌آنیلین و پلی‌پیرول و مشتقات آنها درمیان الکتروپلیمرها توجه زیادی را از سوی محققین در این حوزه به خود جلب نموده است. اخیرا ثابت شده است که این مواد می‌توانند در دسته مواد دوست‌دار طبیعت قرار گرفته و سرعت خوردگی را به حداقل برسانند.
در این طرح نانوذره تیتانیا آلایش شده با قلع، سنتز و با پلی‌پیرول پوشش داده شد. این نانوذره در مقادیر ۰.۱ تا ۱ درصد وزنی برای جلوگیری از خوردگی به رزین اضافه شد. مشخصه یابی برای کنترل خوردگی با استفاده از روش امپدانس اسپکتروسکوپی نشان داده است که با افزودن نانوذرات PPy/Sn-doped TiO2 مقاومت رزین از ۱۰۶٫۴ به ۱۰۴٫۸ اهم بر سانتی‌مترمربع افزایش می‌یابد.
کاربردهای طرح:
• صنایع خودروسازی
• خطوط لوله‌های انتقال نفت
• اسکله‌های بنادر
لازم به ذکر است، تسهیل و تسریع در فرآیند تجاری‌سازی محصولات و دستاوردها، امکان نمایش محصولات، جذب سرمایه گذار و همچنین بهره‌مندی از خدمات، تسهیلات، مشاوره و آموزش در زمینه‌های مختلف تجاری سازی از جمله مهمترین ویژگی‌های حضور در این برنامه است.
علاقمندان جهت آشنایی بیشتر با مسابقه طرح‌های نوآورانه و ثبت‌نام در پنجمین دوره آن می‌توانند به وب سایت این مسابقه مراجعه نمایند.
نهمین جشنواره فناوری‌نانو ۱۴ تا ۱۷ مهرماه در محل سالن خلیج فارس نمایشگاه بین‌المللی تهران برپا است.
