پژوهشگران شیمی کشورمان، با بهره‌گیری از فناوری نانو اقدام به ساخت جاذب‌هایی نموده‌اند که قادر به جذب آلاینده‌های آلی حاصل از مشتقات نفتی است. این جاذب، زیست‌سازگار بوده و به روشی ساده و کم هزینه تولید می‌شود.
دانشگاه صنعتی شریف: ساخت جاذب آلاینده‌های ناشی از مشتقات نفتی
امروزه در صنایع مختلف مانند پتروشیمی، صنایع شیمیایی و نساجی به مقدار زیادی از حلال‌های آلی استفاده می‌شود. افزایش آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از کاربرد این حلال‌ها در زمینه‌های مختلف، محققان را به سمت پژوهش در زمینه روش‌های حذف مؤثر آن‌ها، بیش از پیش سوق داده است.
دکتر علی پورجوادی با اشاره به اهمیت این موضوع بیان کرد: «نانولوله‌های کربنی به دلیل ساختار بسیار متخلخل و میان تهی، مساحت سطح ویژه‌ی بالا، اثر آب‌گریزی و ایجاد پیوند هیدروژنی با مواد شیمیایی گوناگون، به عنوان جاذب‌های مؤثر در زمینه‌ی حذف بسیاری از آلودگی‌های زیست محیطی شناخته شده‌اند. هدف این پژوهش سنتز بسپارهای شبکه‌ای شده (ژل‌های بسپاری) به عنوان جاذب حلال‌های آلی بوده است؛ به گونه‌ای که ویژگی‌های ممتاز ژل‌های بسپاری و نانولوله‌های کربنی را در خود ترکیب کنند.»
جاذب‌های سنتز شده قابلیت جذب مواد نفتی و مشتقات آن‌ها از قبیل حلال‌های آلی را دارا هستند. از این جاذب‌ها را می‌توان در پروژه‌های نفتی بالادستی و صنایع پتروشیمی وابسته استفاده کرد. در صورت استفاده از این جاذب از انتشار آلاینده‌های آلی به محیط زیست جلوگیری می‌شود. لذا از ایجاد بیماری‌های گوناگون ناشی از این آلاینده‌ها در انسان جلوگیری به عمل می‌آید.
ظرفیت و سرعت جذب بالا، جداسازی آسان پس از جذب از محیط‌های آلوده، هزینه‌ی ساخت پایین و سنتز ساده، قابلیت استفاده‌ی مجدد و سازگاری با محیط زیست از دیگر مزایای جاذب سنتز شده است.
به گفته‌ی پورجوادی، در روند ساخت این جاذب سطوح نانولوله‌های کربنی به گونه‌ای عامل‌دار شده که بتواند در واکنش‌های بسپارش شرکت کرده و همراه با تکپارهای آبگریز به منظور سنتز نانوکامپوزیت‌های ارگانوژل مورد استفاده قرار گیرند. سپس توانایی این ارگانوژل‌های سنتز شده در جذب حلال‌های آلی با قطبیت‌های گوناگون مورد ارزیابی قرار گرفته است.
این محقق در ادامه افزود: «خواص آب‌دوستی و یا آب‌گریزی مایعات یونی را می‌توان از طریق تغییر آنیون‌ها و کاتیون‌های همراه آن‌ها به آسانی تغییر داد. از این رو اصلاح سطح نانولوله‌های کربنی با مایعات یونی، سبب می‌شود سطوح ویژه‌ی گسترده با خاصیت آب‌گریزی بالا و قابلیت توزیع بیشتر در ماتریس بسپارها ایجاد شود. قابلیت جذب بالای این ارگانوژل‌ها در حلال‌های آلی مورد استفاده به تطابق پذیری بالای ساختار آن‌ها با حلال‌ها و نیز دافعه الکترستاتیک بین گروه‌های یونی قابل تفکیک متصل به سطح نانولوله‌های کربنی وابسته است.»
در توضیح نحوه‌ی عملکرد این جاذب باید گفت که با افزودن نانولوله‌های کربنی به ساختار ارگانوژل، میزان آب‌گریزی و چربی‌دوستی محیط شبکه‌ای ژل‌ها بالا رفته و نیروی محرکه‌ی قوی‌تری حلال‌های آلی را به درون ساختار ژل خواهد کشید. همچنین با حضور گروه‌های یونی در درون شبکه‌ی ارگانوژل، بر اثر دافعه بین بارهای قرار گرفته بر روی سطح نانولوله‌های کربنی، زنجیره‌های بسپار از هم فاصله گرفته و سبب تورم بیشتر ارگانوژل می‌شود.
دکتر علی پورجوادی با اشاره به اهمیت این موضوع بیان کرد: «نانولوله‌های کربنی به دلیل ساختار بسیار متخلخل و میان تهی، مساحت سطح ویژه‌ی بالا، اثر آب‌گریزی و ایجاد پیوند هیدروژنی با مواد شیمیایی گوناگون، به عنوان جاذب‌های مؤثر در زمینه‌ی حذف بسیاری از آلودگی‌های زیست محیطی شناخته شده‌اند. هدف این پژوهش سنتز بسپارهای شبکه‌ای شده (ژل‌های بسپاری) به عنوان جاذب حلال‌های آلی بوده است؛ به گونه‌ای که ویژگی‌های ممتاز ژل‌های بسپاری و نانولوله‌های کربنی را در خود ترکیب کنند.»
جاذب‌های سنتز شده قابلیت جذب مواد نفتی و مشتقات آن‌ها از قبیل حلال‌های آلی را دارا هستند. از این جاذب‌ها را می‌توان در پروژه‌های نفتی بالادستی و صنایع پتروشیمی وابسته استفاده کرد. در صورت استفاده از این جاذب از انتشار آلاینده‌های آلی به محیط زیست جلوگیری می‌شود. لذا از ایجاد بیماری‌های گوناگون ناشی از این آلاینده‌ها در انسان جلوگیری به عمل می‌آید.
ظرفیت و سرعت جذب بالا، جداسازی آسان پس از جذب از محیط‌های آلوده، هزینه‌ی ساخت پایین و سنتز ساده، قابلیت استفاده‌ی مجدد و سازگاری با محیط زیست از دیگر مزایای جاذب سنتز شده است.
به گفته‌ی پورجوادی، در روند ساخت این جاذب سطوح نانولوله‌های کربنی به گونه‌ای عامل‌دار شده که بتواند در واکنش‌های بسپارش شرکت کرده و همراه با تکپارهای آبگریز به منظور سنتز نانوکامپوزیت‌های ارگانوژل مورد استفاده قرار گیرند. سپس توانایی این ارگانوژل‌های سنتز شده در جذب حلال‌های آلی با قطبیت‌های گوناگون مورد ارزیابی قرار گرفته است.
این محقق در ادامه افزود: «خواص آب‌دوستی و یا آب‌گریزی مایعات یونی را می‌توان از طریق تغییر آنیون‌ها و کاتیون‌های همراه آن‌ها به آسانی تغییر داد. از این رو اصلاح سطح نانولوله‌های کربنی با مایعات یونی، سبب می‌شود سطوح ویژه‌ی گسترده با خاصیت آب‌گریزی بالا و قابلیت توزیع بیشتر در ماتریس بسپارها ایجاد شود. قابلیت جذب بالای این ارگانوژل‌ها در حلال‌های آلی مورد استفاده به تطابق پذیری بالای ساختار آن‌ها با حلال‌ها و نیز دافعه الکترستاتیک بین گروه‌های یونی قابل تفکیک متصل به سطح نانولوله‌های کربنی وابسته است.»
در توضیح نحوه‌ی عملکرد این جاذب باید گفت که با افزودن نانولوله‌های کربنی به ساختار ارگانوژل، میزان آب‌گریزی و چربی‌دوستی محیط شبکه‌ای ژل‌ها بالا رفته و نیروی محرکه‌ی قوی‌تری حلال‌های آلی را به درون ساختار ژل خواهد کشید. همچنین با حضور گروه‌های یونی در درون شبکه‌ی ارگانوژل، بر اثر دافعه بین بارهای قرار گرفته بر روی سطح نانولوله‌های کربنی، زنجیره‌های بسپار از هم فاصله گرفته و سبب تورم بیشتر ارگانوژل می‌شود.
روند ساخت ارگانوژل حاوی نانولوله‌ی کربنی
این تحقیقات حاصل همکاری دکتر علی پورجوادی- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی شریف- و دکتر ملیحه دولابی- دانش‌آموخته‌ی شیمی همین دانشگاه- است. نتایج این کار در مجله‌ی Journal of polymer science: Part A, Polymer Chemistry (جلد ۵۲، شماره ۲۲، سال ۲۰۱۴، صفحات ۳۱۶۶ تا ۳۱۷۲) چاپ شده است.
