انباشت فزاینده زبالههای پلاستیکی، بهویژه پلیاستایرن، به یکی از چالشهای جدی زیستمحیطی جهان تبدیل شده است. اکنون پژوهشگران دانشگاه جنگلداری نانجینگ و دانشگاه تسینگهوا چین با ارائه یک راهکار نوآورانه مبتنی بر کاتالیزورهای تکاتمی، موفق شدهاند پلیاستایرن دورریز را با بازده بالا و ردپای کربنی کمتر به تولوئن، یکی از مواد پایه و پرکاربرد صنعت پتروشیمی، تبدیل کنند. این دستاورد در نشریه معتبر Nature Nanotechnology منتشر شده است.
پژوهشگران آمریکایی با الهام از یک مقاله فراموششده چهار دههای، موفق شدهاند روش جدیدی برای تولید MXeneها ارائه دهند؛ موادی دوبعدی با کاربردهای گسترده در ذخیرهسازی انرژی، کاتالیزورها و فناوریهای پیشرفته که اینبار نه با اسیدهای خطرناک و هزینههای سرسامآور، بلکه با روشی «پایینبهبالا» و تا صد برابر ارزانتر ساخته میشوند.
پژوهشگران دانشگاه صنعتی سهند موفق به توسعه نانوفوتوکاتالیستی شدهاند که میتواند با استفاده از نور خورشید، آنتیبیوتیکهای خانواده کینولون را با راندمانی قابل توجه از آب حذف کند. این ماده نوین که بر پایه یک ساختار نانوهتروجانکشن سهتایی طراحی شده، حاصل ترکیب هوشمندانه فناوری نانو با روشهای نوآورانه سنتز است. نتایج این پژوهش نشان میدهد که میتوان با تکیه بر نور خورشید و مواد نانوساختار، گامی مؤثر در جهت تصفیه پایدار آب و کاهش مخاطرات زیستمحیطی ناشی از آلایندههای دارویی برداشت.
پسابهای رنگی صنایع نساجی، چاپ و رنگرزی از چالشبرانگیزترین آلایندههای محیطزیستی به شمار میروند؛ ترکیباتی پایدار، سمی و اغلب مقاوم به روشهای تصفیه متداول که ورود آنها به منابع آبی، پیامدهای جدی زیستمحیطی و بهداشتی به دنبال دارد. در همین راستا، پژوهشگران دانشگاه شیراز با همکاری دانشگاه صنعتی اصفهان و دانشگاه صنعتی خاتمالانبیاء بهبهان، موفق به توسعه غشایی نانوکامپوزیتی شدهاند که میتواند تقریباً تمام رنگهای کاتیونی موجود در پساب را حذف کند. این غشای پیشرفته با بهرهگیری هدفمند از نانولایههای اکسید گرافن عاملدارشده و اصلاح شیمیایی پلیمر پایه، نهتنها بازدهی تصفیه را به سطحی کمسابقه رسانده، بلکه مشکلات رایج غشاهای مرسوم مانند گرفتگی، آبگریزی و افت عملکرد را نیز برطرف کرده است. این دستاورد، گامی عملی در مسیر تصفیه پایدار پسابهای صنعتی و حفاظت از منابع آب به شمار میآید.
پژوهشگران دانشگاه ایالتی میشیگان با ترکیب نانوداروها، هوش مصنوعی و روشهای تحلیل علت و معلول، موفق شدهاند نشانههای نادر بیماری در خون انسان را شناسایی کنند. این دستاورد میتواند مسیر تشخیص زودهنگام و درمان هدفمند سرطان پروستات متاستاتیک و تصلب شرایین (آترواسکلروز) را هموار کند و افق جدیدی در پزشکی دقیق ایجاد کند.
با بهرهگیری از هوش مصنوعی، پژوهشگران MIT رویکردی تازه برای طراحی نانوذرات عرضه کردهاند که میتواند در انتقال مؤثرتر واکسنهای RNA و سایر درمانهای RNA محور نقشآفرینی کند. آنها پس از آموزش یک مدل یادگیری ماشین با هزاران ذرهٔ موجود، از آن برای پیشبینی مواد جدیدی استفاده کردند که عملکرد بهتری دارند. این مدل همچنین توانست ذراتی را شناسایی کند که در انواع مختلف سلول کارآمد هستند و امکان ادغام مواد تازه در ساختار نانوذرات را فراهم میکنند.
پژوهشگران دانشگاه کارلستاد در سوئد موفق شدهاند نوع تازهای از نانوسلولز را با استفاده از فرآیند اکسیداسیون فنتون تولید کنند؛ روشی که با واکنش پراکسید هیدروژن و یونهای آهن، الیاف سلولزی را بهطور کنترلشده تجزیه میکند و امکان ساخت مواد سلولزی ویژه برای پوششهای بستهبندی و غشاهای جداکنندهٔ باتریها را فراهم میآورد. این دستاورد میتواند مسیر توسعهٔ مواد سبز و کارآمد را برای صنایع آینده هموار کند.
پژوهشگران «آزمایشگاه بینالمللی نانوفناوری ایبریا (INL)» در گروه دیگِـس (Diéguez Group)، با هدایت سارا آبالدهثِلا، موفق به طراحی بستری پلاسمونیکی شدهاند که دقت، پایداری و تکرارپذیری فناوری «پراکندگی رامان تقویت شدهٔ سطحی» یا SERS را بهطور چشمگیر افزایش میدهد. این دستاورد با تبدیل نانودیسکهای طلا به نانواستارهای پیشرفته و کنترلپذیر، افقی تازه در تشخیصهای پزشکی، پایش محیطزیست و سنجش مولکولی میگشاید.
پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس با همکاری همکاران بینالمللی خود، مقالهای علمی با تمرکز بر توسعه زیرنانوخوشههای فلزی برای ذخیرهسازی و تبدیل انرژی منتشر کردند که در مجله معتبر Small به چاپ رسیده است و طرح این مقاله بر روی جلد آن مجله درج شده است. این پژوهش با ارائه یک راهبرد سبز و الهامگرفته از فرایندهای زیستی، نشان میدهد چگونه زیرنانوخوشههای آهن و نیکل میتوانند عملکرد ابرخازنها، باتریها و الکتروکاتالیزورها را به سطحی بالاتر ارتقا دهند؛ دستاوردی که توجه جامعه علمی حوزه مواد پیشرفته و انرژی را به خود جلب کرده است.
پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق شدهاند نوعی غشای نانویی بر پایه نانوبلورهای سلولزی (CNC) طراحی کنند که میتواند سه ویژگی کلیدی در فرایند شیرینسازی آب یعنی استحکام مکانیکی، نفوذپذیری آب و حذف نمک را بهصورت همزمان بهبود دهد؛ قابلیتی که سالها یکی از بنبستهای فناوری غشا بوده است. در این طرح، با بررسی دقیق نسبت طول به قطر نانوبلورهای سلولزی و میزان بارگذاری آنها، ساختاری فراگیر و شبکهای موسوم به «شبکه فراپیوندی درهمتنیده» (PIN) ایجاد شد که رفتار یک متامتریال را در غشا بازآفرینی میکند. این شبکه، مسیرهای منظم و کنترلشدهای برای عبور آب شکل میدهد، در عین حال از بازشدگی بیشازحد ساختار که موجب کاهش حذف نمک میشود جلوگیری میکند. نتایج نشان میدهد که بارگذاری ۰٫۵۰ درصد وزنی CNC با نسبتطولی بالا بهترین وضعیت را ایجاد میکند و میتواند کارایی غشاهای شیرینسازی برای آبهای لبشور را ارتقا دهد.