پایگاه خبری فناوری نانو ایرانآرشیو اخبار و مطالب - پایگاه خبری فناوری نانو ایران

پژوهشگران مؤسسه مطالعات پیشرفته علوم پایه دانشگاه زنجان (IASBS) با مشارکت دانشگاه صنعتی شریف، دانشگاه ادینبرو، دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دانشگاه صنعتی شاهرود، در یک مطالعه مروری تازه نشان داده‌اند که ترکیب فناوری نانو با چاپ سه‌بعدی می‌تواند مسیر استفاده صنعتی از چارچوب‌های فلزی-آلی را هموار کند. MOFها به‌دلیل تخلخل نانومتری و سطح ویژه بالا، سال‌هاست گزینه‌ای جذاب برای تصفیه آب و جذب گازها به‌شمار می‌روند، اما شکل پودری آن‌ها مانعی جدی برای کاربردهای صنعتی بوده است. این پژوهش با تمرکز بر ساخت مونولیت‌های MOF چاپ سه‌بعدی‌شده، راهبردهایی را معرفی می‌کند که ضمن حفظ مزایای نانومقیاس، پایداری مکانیکی و قابلیت استفاده عملی را افزایش می‌دهد. نتایج این بررسی می‌تواند افق تازه‌ای برای توسعه مواد پیشرفته زیست‌محیطی بگشاید.

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.

در چارچوب طرح‌های توسعه فناوری نانو و هوشمندسازی پژوهش‌های مواد پیشرفته، پروژه‌ای با عنوان «توسعۀ مواد نانویی پیشرفته با بهره‌گیری از علم داده» به مدیریت دکتر مالک نادری، عضو هیئت‌علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، از سال قبل شروع شده و تا آبان ماه ورژن دوم آن منتشر خواهد شد. هدف این طرح، توسعه یک کتابخانه علمی متن‌باز پایتون در حوزه مهندسی مواد و نانوساختارها است که تنها با یک خط کد، تحلیل داده‌های مواد، تبدیل‌های مهندسی و مدل‌های یادگیری ماشین را در دسترس پژوهشگران قرار می‌دهد. این پروژه، نخستین گام برای ایجاد زیرساخت نرم‌افزاری بومی در علم مواد مبتنی بر داده‌های نانویی است و می‌تواند مبنای شکل‌گیری یک پایگاه داده ملی آنالیزی برای تحقیقات آینده کشور باشد.

پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر با توسعه نوعی کامپوزیت بر پایهٔ آئروژل گرافنی، موفق به افزایش طول عمر و ظرفیت باتری‌های اسید ـ سرب شدند؛ دستاوردی که می‌تواند مسیر ارتقای نسل فعلی باتری‌های صنعتی را بدون نیاز به تغییر در خطوط تولید، هموار کند. این نوآوری بر به‌کارگیری مواد گرافنی سه‌بعدی و نیتروژن‌دوپ‌شده متمرکز است که با بهبود رسانایی و پایداری الکترودها، عملکرد باتری را در شرایط سخت کاری ارتقا می‌دهد. آزمایش‌های اولیه نشان می‌دهد نمونه‌های ساخته‌شده با این فناوری، دوام و بازده بالاتری نسبت به باتری‌های متداول دارند. به گفتهٔ پژوهشگران، این فناوری نه‌تنها می‌تواند کیفیت باتری‌های ساخت داخل را به استانداردهای جهانی نزدیک کند، بلکه زمینهٔ ورود ایران به بازارهای صادراتی باتری‌های پیشرفته را نیز فراهم می‌سازد. اجرای این طرح در همکاری با بخش خصوصی، گامی مهم در مسیر بومی‌سازی فناوری‌های نوین ذخیره‌سازی انرژی به‌شمار می‌رود.

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر در تازه‌ترین پژوهش مروری خود، نگاهی جامع به نوآوری‌های اخیر در زمینه اکسیداسیون الکل‌ها و نقش کاتالیزورهای مختلف در این فرایند داشته است. الکل‌ها در زمره مواد پایه‌ای صنایع شیمیایی قرار دارند که تبدیل آن‌ها به ترکیباتی مانند کتون‌ها، آلدئیدها و اسیدها، مسیر تولید بسیاری از محصولات پرکاربرد از دارو و لوازم آرایشی تا پلاستیک و افزودنی‌های غذایی را هموار می‌کند. آنچه این مطالعه را برجسته می‌سازد، بررسی طیف وسیعی از کاتالیزورها ـ از کمپلکس‌های فلزی معدنی و چارچوب‌های فلزی‌ـ‌آلی گرفته تا نانومواد کربنی و مواد آلی است که می‌توانند با کاهش هزینه، افزایش بازده و به‌ویژه حذف اکسیدان‌های سمی، آینده‌ای پایدارتر برای صنایع شیمیایی رقم بزنند. پژوهشگران در این مرور تحلیلی، علاوه بر مرور کارایی و پایداری کاتالیزورها، مکانیسم‌های اصلی واکنش را نیز تشریح کرده‌اند تا زمینه‌ای برای توسعه فرایندهای سبز و اقتصادی فراهم شود.