رفسنجان: تولید نقاط کوانتومی کربن نورتاب از چمن!

محققان دانشگاه ولی‌عصر (عج) رفسنجان در تحقیقات آزمایشگاهی خود موفق به ساخت نقاط کوانتومی کربن نورتاب از چمن شده و از آن جهت حذف فتوکاتالیستی رنگ‌های آلی و نیز حذف فلزات سنگین از آب استفاده کردند. به دلیل شدت بالای نورتابی این نانوذرات، می‌توان از آن‌ها در تولید نمایشگرهای LED نیز بهره برد.

نقاط کوانتومی کربن دسته‌ای از نانوذرات هستند که اندازه‌ی سه بعد آن‌ها کمتر از 20 نانومتر است. این نانوذرات به دلیل خواص نوری منحصربه‌فردشان مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نانوذرات به دلیل برخورداری از جذب سطحی بالا، از قابلیت جذب آلودگی‌های آبی بهره می‌برند.

دکتر محمد ثابت، عضو هیأت علمی دانشگاه ولی‌عصر (عج) رفسنجان، با تأکید بر اینکه در بسیاری از روش‌های سنتز نانوذرات از مواد شیمیایی گران‌قیمت و خطرناک استفاده می‌شود، در خصوص اهداف دنبال شده در این طرح گفت:‌ «با توجه به اینکه سنتز نانوذرات از مواد شیمیایی منجر به آلودگی‌های زیست‌محیطی می‌شود، در طرح حاضر بر آن شدیم تا یک روش ارزان و سبز را جهت تولید نقاط کوانتومی کربن معرفی کنیم. در این روش از چمن به‌عنوان ماده‌ی اولیه استفاده شده است.»

وی ادامه داد:‌ «روش معرفی‌شده در این پژوهش علاوه بر اینکه کم‌هزینه است و آلودگی زیست‌محیطی ایجاد نمی‌کند، از سرعت قابل‌قبول و بازدهی بالایی نیز برخوردار است.»

ازآنجایی‌که نقاط کوانتومی کربن ابعادی نانویی داشته و از نسبت سطح به حجم بالایی برخوردارند، قادرند یون‌های فلزی مضر از جمله یون سرب و کادمیم را با بازدهی بالایی جذب و از محیط آبی حذف کنند. به‌علاوه، این نانوذرات به دلیل برخورداری از خاصیت فتوکاتالیستی قوی توانایی تخریب بسیاری از آلاینده‌های موجود در فاضلاب و پساب را حتی تحت تابش نور مرئی دارند.

به گفته‌ی ثابت در این پژوهش پس از سنتز نقاط کوانتومی از سه دسته آزمون استفاده شده‌است: آزمون‌های مشخصه یابی جهت شناسایی نانوذرات سنتز شده، آزمون‌های میکروسکوپی جهت بررسی اندازه و مورفولوژی ذرات و آزمون‌های عملکردی جهت ارزیابی کارایی نقاط کوانتومی کربن در جذب و تخریب آلاینده‌های آبی.

این محقق پیرامون نتایج به‌دست‌آمده از طرح گفت: «نتایج این کار تحقیقاتی نشان داد که نقاط کوانتومی سنتز شده از چمن می‌توانند بسیاری از رنگ‌های آلی نظیر اسید بلو، اسید رد، ایوسین Y و متیل اورنژ را تا 100 درصد تخریب کنند. حتی بعضی از رنگ‌ها بدون تابش نور فرابنفش و تنها با تابش نور مرئی به‌طور کامل تجزیه شدند که نشان از فعالیت بالای فتوکاتالیستی آن‌هاست. همچنین به دلیل اندازه‌ی بسیار ریز ذرات سنتز شده (کمتر از 10 نانومتر)، آن‌ها توانستند یون سرب را با بازده 75% از محلول آبی جذب کنند که به‌صورت بالقوه توانایی بالای آن‌ها در حذف میکروارگانیسم‌ها و فلزات سنگین از آب را نشان می‌دهد.»

این تحقیقات حاصل تلاش‌های محمد ثابت عضو هیأت علمی دانشگاه ولی‌عصر (عج) رفسنجان- و کامران مهدوی- دانشجوی کارشناسی رشته‌ی شیمی دانشگاه ولی‌عصر (عج) رفسنجان- است. نتایج این کار در مجله‌ی Applied Surface Science‌ با ضریب تأثیر 4.439 (جلد 463، سال 2019، صفحات 283 تا 291) به چاپ رسیده‌است.