اخبار فناوری نانو

[uraniburg]

توليد مواد پليمري نانوساختار از مواد زايد

محققان در اروپا مواد پليمري و روش‌هاي فراوري جديدي براي بازيافت مواد زايد صنعتي ابداع کرده‌اند. اين دستاورد علاوه بر کاهش هزينه بازيافت مواد به حفاظت محيط زيست نيز کمک مي‌کند.

پژوهشگران اتحاديه اروپا به‌دنبال سنتز مخلوط‌هاي پليمري چندجزئي از ضايعات صنعتي هستند تا بدين‌ترتيب ضمن توليد موادي با طول عمر بالا اثرات مخرب اين مواد در طبيعت را نيز کاهش دهند. احياي مواد زايد نه تنها بخش مهمي از فرآيند بازيافت است، بلکه باعث کاهش چشمگير هزينه حذف ضايعات نيز مي‌شود.

خواص نانوکامپوزيت‌ها به‌طور قابل توجهي به نوع پليمر اوليه، ماده پرکننده و مقادير آنها بستگي دارد. ترکيبات پليمري مطلوب و مورد علاقه براي توليد نانوکامپوزيت‌ها پلي‌کربنات‌ها (PCs)، پلي‌متيل‌متاکريلات (PMMA) و اکريلونيتريل بوتادين استايرن (ABS) هستند.

پژوهشگران، نانوذرات مختلف را به اين مواد اضافه کردند تا به مواد جديدي با مقاومت گرمايي، پايداري، شفافيت و استحکام مکانيکي بالا دست يابند. به‌خصوص، پرکننده‌هاي نانومقياسي نظير نانوکلي (nano Clay يا نانوپوردها براي بهبود خواص مکانيکي و قالب‌پذيري آنها مورد توجه قرار گرفتند. آنها همچنين به کمک ابزارهاي شبيه‌سازي توزيع نانوکلي را در مخلوط‌هاي پليمري بررسي و عملکرد روش‌هاي توليدي نظير قالب‌گيري تزريقي، ريسندگي الياف و اکستروژن را در فرآوري بهينه و کم‌هزينه نانوکامپوزيت‌هاي جديد مطالعه کردند.

نتايج اين پروژه براي صنايع خودرو و حمل و نقل، ساخت و ساز و نساجي بسيار با اهميت است و تجاري‌سازي آن مي‌تواند سود اقتصادي زيادي نصيب صاحبان اين صنايع کند.

 

[uraniburg]

بهترين شکل نانوذرات براي درمان سرطان

يکي از سوالاتي که در حوزه نانوپزشکي وجود دارد اين است که نانوذرات بايد چه شکلي داشته باشند تا رهاسازي دارو توسط آنها موثرتر باشد. يافته‌هاي يک گروه تحقيقاتي در موسسه تحقيقات بيمارستان متوديست و شش موسسه ديگر نشان مي‌دهد که نانوذرات مورد استفاده بايد به شکل ديسک باشد نه ميله‌اي يا کروي شکل، تا بتواند بيشترين تاثير را روي سلول‌هاي سرطاني داشته باشد. پائولو دوزي از محققان اين پروژه مي‌گويد بيشتر تحقيقات انجام شده در اين حوزه با استفاده از نانوذرات کروي صورت گرفته است (99 درصد). اين درحالي است که شواهد حاکي از آن است که راه بهتر و موثرتري براي رهايش داروهاي شيمي درماني به سلول‌هاي سرطاني آوندي وجود دارد. هرچند نانوذرات کروي بسيار رايج هستند اما استفاده از آنها داراي دشواري‌هاي است. ابعاد اين نانوذرات بسيار کوچک است بنابراين نمي‌توان داروي بسياري را به تومور وارد کرد. همچنين احتمال اين که اين نانوذرات برخلاف مسير جريان خون حرکت کنند زياد است.

در مقاله‌اي که اين تيم تحقيقاتي در نشريهBiomaterials به چاپ رسانده، نشان دادند که نانوذرات ديسکي شکل نسبت به نانوذرات ميله‌اي شکل کمتر از سلول هدف خارج مي‌شوند. ابعاد ايده‌آل براي اين نانوذرات 400 نانومتر است. اين تحقيق توسط مدل‌سازي کامپيوتري و در خارج محيط زنده انجام شده است. براي ساخت نانوذرات ديسک شکل، پژوهشگران از فناوري فتوليتوگرافي استفاده کردند با اين روش مي‌توان شکل، اندازه و خواص سطحي نانوذرات را مشخص کرد. اين نانوذرات با حفره‌هاي اسفنجي شکل داراي قابليت بارگذاري دارو هستند. پائولو دوزي مي‌گويد ما شکل، اندازه و خواص سطحي نانوذرات را به‌صورت مستقل تغيير داديم، اين روش بسيار قدرتمند است. اين نانوذرات از جنس سيليکون بوده که مولکول‌هاي زيستي به سطح خارج آنها متصل مي شود با اين کار خواص سطحي نانوذرات اصلاح شده به‌طوري که مي‌توانند به سلول‌هاي هدف بچسبند و از گزند حملات سيستم ايمني بدن در امان باشند. سيليکون ماده‌اي با سميت کم بود که معمولا براي مدل‌هاي انساني و جانوري مورد استفاده قرار مي‌گيرد. پائولو دوزي مي‌گويد نانوذرات سيليکون در مدت 24 تا 48 ساعت در بدن شکسته شده و از بدن خارج مي‌شوند. دومين مقاله اين گروه در نشريه Journal of Controlled Release به چاپ رسيده است. اين دو مقاله ما حصل 8 سال کار اين گروه تحقيقاتي است که در آن پژوهشگران به‌دنبال خواص نانوذرات کروي، ديسکي و ميله‌اي بوده که اين کار را ابتدا با مدل‌سازي کامپيوتري و سپس در بدن انسان انجام گرفته است.

 

[uraniburg]

فناوري نانو در خدمت سيستم‌هاي تبديل انرژي خورشيدي

محققان اروپايي موفق به توليد نانولوله‌هاي خودسامان‌ده و توسعه ترکيبات جديدي شدند که براي تبديل انرژي خورشيدي بسيار سودمندند.

يکي از موضوعات تحقيقاتي روز دنيا، نانولوله‌هاي اکسيدي يک‌بعدي خودآرا هستند که نسبت بالاي سطح به حجم آنها منجر به خواص جالب و مفيد در آنها شده است.

به‌خصوص در 20 سال گذشته آرايه‌هاي منظم اکسيد تيتانيوم متخلخل يا نانولوله‌هايTiO[SUB]2[/SUB] که از طريق آندايز الکتروشيميايي تهيه شده‌اند به‌طور وسيعي مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. تا امروز، TiO[SUB]2[/SUB] به‌واسطه کارايي بالا، پايداري، ارزاني و نداشتن اثرات مخرب براي انسان و محيط زيست، تنها ماده مناسب براي کاربردهاي فوتوکاتاليستي بوده است.

پژوهشگران اروپايي اخيراً اقدام به تهيه و تعيين مشخصات نانولوله‌هاي TiO[SUB]2[/SUB] خودآرا با ساختارمنظم و شبيه به اکسيد آلومينيوم متخلخل و نانولوله‌هاي سيليکوني، طي پروژه اي به‌نام T1-Nanotube کرده‌اند. آنها به‌دنبال درک پارامترهاي کليدي حاکم بر فرآيند خودآرايي نانولوله‌هاي TiO[SUB]2[/SUB] که بر ابعاد لوله، جهت‌گيري و مورفولوژي آنها تاثير دارند هستند. هدف نهايي آنها ابداع مواد جديد با کارايي عالي براي کاربرد در سيستم‌هاي تبديل انرژي خورشيدي نظير پيل‌هاي خورشيدي حساس به رنگ است.

مکانيسم خودآرايي اين نانولوله‌ها قبلاً به‌وسيله روش‌هاي آناليز پيشرفته سطح از قبيل طيف‌سنجي پراش رادرفورد (RBS) و آناليز واکنش هسته‌اي (NRA) مطالعه شده است.

اعضاي اين گروه توانستند نانولوله‌هاي TiO2 دوپ‌شده با نقره يا آهن توليد کنند. اين ترکيبات، فعاليت فوتوکاتاليستي زيادي نشان مي‌دهند که براي کاربردهاي تبديل انرژي خورشيدي مناسب است.

تجاري‌سازي نتايج اين پروژه مي‌تواند به بهره‌برداري بهتر از انرژي خورشيدي و مزاياي اقتصادي چشمگيري براي جامعه منجر شود.

 

[uraniburg]

کشف ويژگي جديدي در گرافن

پژوهشگران آمريکايي دريافتند که گرافن داراي خواص نوري غيرخطي است. به اين معنا که پرتوهاي خروجي شدت بيشتري نسبت به پرتوهاي ورودي به اين ماده دارند. از اين ويژگي مي‌توان براي ساخت ادوات مخابراتي و ليزر استفاده کرد.

گرافن ماده از جنس کربن با چيدماني لانه زنبوري است که از سال 2004 پس از کشف آن، مشخص شد که داراي خواص قابل توجهي است. يک گروه تحقيقاتي در دانشگاه ايالتي اوهايو و آزمايشگاه انرژي آمز به رهبري جيگانگ وانگ نشان دادند که گرافن داراي ويژگي‌هايي است که از آن مي‌توان براي توليد ادوات مخابرات بسيار سريع و ليزرها استفاده کرد. وانگ استاديار دانشگاه ايالتي اوهايو است که در آزمايشگاه انرژي آمز نيز مشغول به‌کار است.

تيم تحقيقاتي وانگ ليزر پالسي بسيار کوتاه را به گرافن تابيدند، نتيجه کار نشان داد که يک حالت برانگيخته در گرافن وجود دارد که الکترون‌ها در آن مستقر هستند. در حالت معمولي، بيشتر الکترون‌ها در ترازهاي کم انرژي مستقر بوده و تعداد اندکي در ترازهاي بالاتر هستند. در حالت جمعيت معکوس، بيشتر الکترون‌ها به جاي تراز کم انرژي در تراز پرانرژي استقرار دارند. چنين پديده‌اي در طبيعت بسيار کم ديده مي‌شود به‌طوري که مي‌توان گفت که يک پديده غيرمعمول است. در گرافن اين حالت در اثر تابش نور مرئي يا مادون قرمز ايجاد مي‌شود که به آن دريافت نوري گفته مي‌شود به بيان ساده‌تر دريافت نوري زماني بوجود مي‌آيد که انرژي نور ورودي کمتر از نور خارج شده از ماده باشد. اين کشف وانگ مي‌تواند درهايي به‌سوي آمپلي‌فايرهاي کاراتر در صنعت مخابرات و ادوات نوري-الکتريکي بسيار سريع باز کند.

وانگ مي‌گويد اين يک کشف فوق العاده است، با اين يافته مي‌توان از گرافن به‌عنوان محيطي براي تقويت نور استفاده کرد. همچنين مي‌توان آمپلي‌فايرهاي نوري و تلفيق کننده‌هاي بسيار سريع براي سيستم‌هاي مخابراتي توليد کرد. حتي مي‌توان ليزرهاي مبتني بر گرافن ساخت.

وانگ معتقد است که شکافي ميان دو دسته از دانشمندان که روي خواص الکترونيکي و نوري گرافن کار مي‌کنند وجود دارد. اين پروژه مي‌توان پلي باشد براي پوشاندن اين شکاف که اين کار با ارائه خواص نوري غيرخطي گرافن و درک حالت الکترونيکي غيرتعادلي آن، انجام مي‌شود. خواص نوري خطي زماني وجود دارد که سيگنال ورودي و خروجي با هم يکي باشد اما در سيستم‌هاي غيرخطي، اين تعادل به‌هم مي‌خورد.

در اين تحقيق نشان داده شد که گرافن پرتوهاي روشن‌تري، نسبت به پرتوهاي ورودي، مي‌تواند توليد کند اما پژوهشگران اين پروژه معتقدند که براي استفاده از گرافن در ليزرها و سيستم‌هاي مخابراتي هنوز به مطالعات بيشتري نياز است. نتايج اين تحقيق در نشريه Physical Review Letters به چاپ رسيده است.

 

[uraniburg]

بازتوليد بافت زنده با ساخت داربست نانوکامپوزيت استخوان

‎ پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان با بکارگیری یکی از روش‌های ساخت داربست مهندسی بافت، یک داربست ‏نانوکامپوزیتی استخوان با ترکیب پلیمر/بیوسرامیک ساختند. این داربست برای کاربردهای کلینیکی می‌تواند به عنوان ‏جایگزین استخوان و خصوصاً به عنوان جایگزین بخش آسیب‌دیده دندان در دندانپزشکی مورد استفاده قرار گیرد. مزیت ‏عمده این طرح، کاهش تعداد عمل‌هاي جراحي مورد نياز، بهبود سريع‌تر بيمار و در اصل خلق مجدد بافت زنده است. ‏

مهندس جوهری دستیار پژوهشی گروه پژوهشی بیومواد دانشگاه صنعتی اصفهان با همکاری دکتر محمدحسین فتحی و دکتر ‏محمدعلی گلعذار، با تحقیقاتی که در زمینه مهندسی بافت داشتند، از پلی کاپرولاکتون به عنوان پلیمر زیست‌تخریب پذیر و ‏از فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت به عنوان بیوسرامیک زیست‌فعال استفاده کرده و موفق به ساخت داربست نانوکامپوزيتي پلي‌‏-کاپرولاکتون/نانوذرات فلوئورهيدروکسي‌آپاتيت براي مهندسي بافت استخوان و بهینه‌سازی ترکیب آن شدند.‏

جوهری در این رابطه ابراز داشت: «در این پژوهش داربست نانوکامپوزیتی پلي‌کاپرولاکتون/نانوذرات فلوئورهيدروکسي-‏آپاتيت ساخته شد و خواص آن مورد ارزیابی قرار گرفت. در این کار تأثیر تخلخل و درصد تقویت کننده بر خواص مکانیکی ‏و تخریب‌پذیری داربست مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین داربست نانوکامپوزيتي متخلخل حاوي چهار درصد وزني ‏متفاوت از نانوذرات فلوئورهيدروکسي‌آپاتيت ساخته و ريزساختار، مورفولوژي، تخلخل و خواص مکانیکی آن نیز مورد بررسی ‏قرار گرفت. بررسی‌ها و ارزیابی‌های انجام گرفته بر روی این داربست منجر به بهینه سازی ترکیب این داربست شد.»‏

مهندس جوهری در ادامه سخنان خود به خواص ویژه نانوذرات بیوسراميکي استفاده شده در این پژوهش اشاره کرد و ‏ادامه داد: «استفاده از نانوذرات بیوسراميکي زيست‌فعال در این پژوهش باعث بهبود زيست‌فعالي، تخريب پذيري و خواص ‏مکانيکي داربست در مقايسه با نمونه های کامپوزيتی که با ميکروذرات بیوسرامیکی ساخته شده بودند، گردید. علاوه بر ‏اين، استفاده از نانوذرات در زمينه پليمري مي‌تواند دقيقاً تقليد از ساختمان استخوان طبيعي باشد، چراکه استخوان شامل ‏بلورهاي هيدروکسي‌آپاتيت در اندازه نانومتری است که استحکام بالاي آن را تأمين مي‌کند و با فاز پليمري کلاژن ‏تلفيق مي‌شود.»‏

نتایج حاصل از پژوهش حاضر نشان داد که افزايش ميزان حضور تقويت کننده فلوئورهيدروکسي‌آپاتيت در داربست ‏نانوکامپوزيتي ساخته شده، درصد تخلخل داربست را کم می‌کند. همچنین افزايش درصد تخلخل داربست، استحکام ‏فشاري آن را کاهش داده و نیز افزايش ميزان حضور تقويت کننده در داربست، استحکام فشاري آن را افزايش داد.

با ‏مقایسه نتایج بدست آمده در این پژوهش یک ترکیب بهینه برای داربست ارائه شد.‏ ثبت اختراع نتایج بدست آمده از این پژوهش در حال پیگیری است. همچنین به گفته مهندس جوهری در صورت ‏تکمیل آزمون‌های درون تنی این داربست‌ها می‌توان به تجاری شدن این طرح امیدوار بود.‏

نتایج این کار پژوهشی که در راستای تکمیل پایان‌نامه کارشناسی ارشد خانم مهندس جوهری صورت گرفته است، در ‏مجله ‏Composites: Part B‏ (جلد 43، شماره 3، آپریل سال 2012) منتشر شده است. علاقمندان می‌توانند متن ‏مقاله را در صفحات 1671 الی 1675 همین شماره مشاهده نمایند.‏ ‎

 

[Mohsen 89]

برگزاری رقابتهای عملی المپیاد نانو در 27 تیرماه

برگزاری رقابتهای عملی المپیاد نانو در 27 تیرماه

مرحله عملی سومین دوره رقابتهای المپیاد نانو در روز 27 تیرماه جاری با حضور 38 برگزیده مرحله اول برگزار می شود.

به گزارش خبرنگار مهر، مرحله اول سومین دوره المپیاد نانو در اردیبهشت ماه برگزار شد که 38 نفر به عنوان برگزیدگان به مرحله دوم که شامل آزمون عملی می شود، راه یافتند.
برگزیدگان مرحله اول به منظور آمادگی برای شرکت در مرحله دوم در اردوی علمی که به مدت 11 روز برگزار می شود شرکت می کنند تا در دوره های آموزشی گروه های نانوالکترونیک،‌ نانو مواد و نانو زیست ‏فناوری آموزشهای لازم را ببینند.

در این اردو همچنین شرکت کنندگان از چند مرکز پژوهشی چون گروه نانومواد پژوهشگاه صنعت نفت، گروه نانوالکترونیک آزمایشگاه لایه نازک دانشکده ‏برق دانشگاه تهران، گروه نانوزیست فناوری پژوهشکده ژنتیک جهاد کشاورزی، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی و باغ ‏موزه گیاه شناسی بازدید می کنند.
‏
آزمون عملی سومین دوره المپیاد نانو در روز 27 تیرماه سال جاری با حضور 38 برگزیده کشوری مرحله اول برگزار خواهد شد. از برگزیدگان نهایی این دوره در چهار سطح مدال طلا، مدال نقره، مدال برنز و ‏دیپلم افتخار در تاریخ 28 تیرماه در محل سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران تقدیر خواهند شد.

 

[Mohsen 89]

شبکه ایمنی فناوری نانو ایران راه اندازی شد

شبکه ایمنی فناوری نانو ایران راه اندازی شد

​

رییس کمیته استاندارد سازی ستاد توسعه فناوری نانو از آغاز به کار شبکه ایمنی فناوری نانو خبر داد.

دکتر بیت‌اللهی در گفت‌وگوبا خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) با اشاره به برگزاری چهاردهمین مجمع استانداردسازی فناوری نانو در ایتالیا گفت: با توجه به عضویت و حضور فعال ایران درمجمع استانداردسازی فناوری نانو، جمهوری اسلامی ایران دو طرح خود را که از پیش در کمیته‌های این مجمع به تصویب رسانده بود، ارائه کرد.

وی افزود: یکی از طرح‌های متعلق به کمیته کاری wg3 در حوزه ایمنی است. این استاندارد از دوسال پیش در این کمیته به تصویب رسیده و درحال بررسی‌های مورد نیاز جهت انتشار است.

به گفته بیت‌اللهی بین سه تا چهارسال زمان نیازاست تا طرح‌های ارائه شده در کمیته استانداردسازی فناوری نانو تحت عنوان ایزو Tc229 پس از بررسی‌های مکرر به مرحله نهایی و انتشار استاندارد برسد.

عضو هیات علمی دانشگاه علم و صنعت تصریح کرد: طرح دوم تحت عنوان تدوین استانداردهای مرتبط با تعیین شاخص‌های ارزیابی فناوری نانو، صنعت وعلم نانو است که اخیرا مورد تصویب کمیته استانداردسازی فناوری نانو قرارگرفته بود که برای اولین بار پس از تصویب در چهاردهمین مجمع استانداردسازی فناوری نانو ارائه شد.

رییس کمیته استانداردسازی ستاد نانو با بیان اینکه ایران یک کشور فعال درعرصه استانداردسازی بین‌المللی و ملی است، خاطرنشان کرد: 43 کشورعضو کمیته استانداردسازی فناوری نانو هستند و اجلاس بعدی هم در کشور مکزیک برگزار می‌شود.

بیت‌اللهی با بیان اینکه در گذشته یک استاندارد بین‌المللی با کد TR11360 از سوی ایران ارائه و پس از چهار سال منتشر شد، خاطرنشان کرد: این دواستاندارد جدید هنوز به مرحله انتشار نرسیده‌اند که امیدواریم طی دوسال آینده به نتیجه برسد. به طور کلی استانداردهای مصوب ومنتشرشده درسایت ایزو قرارمی‌گیرند و تمامی کشورها می توانند از آنها بهره مند شوند.

رییس کمیته استانداردسازی ستاد فناوری نانو ادامه داد: در سازمان ایزو، کشورهای محدودی در حوزه استانداردسازی فناوری نانو فعال هستند که در این میان ایران به عنوان یکی از کشورهای بسیار فعال محسوب می شود.

وی با بیان اینکه تاکنون 10 استاندارد ملی در حوزه فناوری نانو توسط ستاد توسعه فناوری نانو با همکاری سازمان ملی استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران منتشر شده است، تصریح کرد: همچنین 10 استاندارد ملی دیگر در دست تصویب وانتشار است.

بیت اللهی خاطرنشان کرد: از جمله دلایل ورود به بحث استاندارد، پتانسیل فراوان ایران در تولید محصولات فناوری نانو و فعالیت بیش از 200 شرکت دانش بنیان در این حوزه است.

وی تصریح کرد: از حدود پنج سال پیش که کمیته بین‌المللی استانداردسازی فناوری نانو در دنیا شکل گرفت، ستاد توسعه فناوری نانو با همکاری سازمان ملی استاندارد، کمیته استاندارد فناوری نانو را در این ستاد تشکیل داد که وظیفه آن تدوین استانداردها باهدف پشتیبانی از تولید محصولات محسوب می‌شود.

رییس کمیته استانداردسازی ستاد فناوری نانو افزود: همچنین کمیته در وزارت بهداشت جهت تولید محصولات پزشکی با مبنای فناوری نانو وارائه مجوزهای ایمنی محصولات و وزارت جهاد کشاورزی تشکیل شد.

وی با اشاره به راه‌اندازی شبکه ایمنی فناوری نانوگفت: در راستای توانمندسازی کشور در حوزه ایمنی فناوری نانو،این شبکه تشکیل شده است که هدفش شبکه‌سازی متخصصان فعال دراین حوزه است.

بیت‌اللهی تصریح کرد: تمام فناوری‌ها از دوجنبه ویژه برخوردارند که یک جنبه آن توانمندی‌هایی مثبتی است که ارائه می‌دهد اما جنبه دوم تشخیص خطوط قرمزی است که نباید فراترازآن‌ها حرکت کرد. البته این موضوع تنها به فناوری نانو منحصر نمی شود. بنابراین در راستا شناسایی و تبیین این خطوط قرمز و استفاده بهینه از توانمندی فناوری نانو،اقدام به تشکیل این شبکه شد.

وی رویکرداصلی این شبکه را توانمندسازی و شبکه سازی اساتید، محققان و دست اندر کاران تولید محصولات نانو درکشوردانست وگفت: این شبکه، نقشی کلیدی درحوزهای میان نانو در کنار مجموعه های مرتبط دیگر برعهده خواهدداشت.

رییس کمیته استانداردسازی ستاد فناوری نانو افزود: با توجه به اینکه در حال حاضر تعدادی از محصولات تولید داخل که مبتنی بر فناوری نانو هستند، نیازمند اخذ مجوز و استانداردهای ایمنی لازم می باشند، شبکه ایمنی نانو می‌تواند در این راستا کمک شایانی کند.

 

[Mohsen 89]

موفقیت محققان ایرانی در حذف آلاینده‌های هوا با فناوری نانو

موفقیت محققان ایرانی در حذف آلاینده‌های هوا با فناوری نانو

پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس تهران و صنعتی شریف موفق به ایجاد پوشش‌های نانوساختار اکسید تیتانیوم برای کاربردهای فتوکاتالیستی با روشی اقتصادی شدند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، نانوساختارهای اکسید تیتانیوم به علت حساسیت به نوری که دارند می‌توانند به عنوان فتوکاتالیست استفاده شوند و در حذف آلاینده‌ها از هوا مورد استفاده قرار گیرند.

یکی از زمینه‌های کاربردی این نانوساختارها استفاده‌ی آنها به صورت پوشش است. در همین راستا روش‌های مختلفی برای ایجاد پوشش‌های نانوساختار اکسید تیتانیوم ارائه شده‌اند که روش‌های سل-ژل، رسوب شیمیایی و فیزیکی بخار، پاشش پلاسمایی و... از این جمله‌اند که در نوع خود با هزینه‌های زیادی همراه هستند.

مهندس مرتضی فرخی‌راد، دانشجوی دکتری مهندسی مواد از دانشگاه تربیت مدرس در خصوص این طرح گفت: هدف اصلی این تحقیق، ایجاد پوشش‌های نانوساختار اکسید تیتانیوم به صورت اقتصادی برای کاربردهای فتوکاتالیستی بود. بر همین اساس برای ایجاد پوشش‌های نانوساختار اکسید تیتانیوم از روش رسوب نشانی الکتروفورتیک استفاده شد که روشی بسیار اقتصادی، ساده و در عین حال کارآمد است. همچنین بررسی مکانیزم فرایند رسوب‌نشانی الکتروفورتیک از حلال‌های مختلف (متانول، اتانول و بوتانول) و انتخاب حلال مناسب برای ایجاد پوشش از دیگر اهداف این کار تحقیقاتی بود.

وی با اشاره به مراحل این کار تحقیقاتی ادامه داد: در این تحقیق، سوسپانسیون نانوذرات تیتانیا در سه الکل متانول، اتانول و بوتانول تهیه شد و از افزودنی تری‌اتانول‌آمین برای افزایش بار سطحی و جلوگیری از آگلومره شدن نانوذرات در سوسپانسیون‌ها استفاده شد. غلظت بهینه تری‌اتانول‌آمین با استفاده از آزمون ته‌نشینی و اندازه‌گیری پتانسیل زتای نانوذرات در سوسپانسیون‌های حاوی غلظت‌های مختلف تری اتانول آمین تعیین شد.

وی افزود: در مرحله بعد، رسوب‌نشانی الکتروفورتیک از سوسپانسیون‌های حاوی غلظت بهینه‌ تری‌اتانول‌آمین در ولتاژها و زمان‌های مختلف، اجرا و ریزساختار پوشش‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. پوشش‌ها در سه دمای مختلف 400، 600 و 800 درجه سانتیگراد تحت شارش گاز آرگون تولید شده و در انتها نیز خاصیت فتوکاتالیستی آنها اندازه‌گیری شد.

به گفته فرخی‌راد یکی از مهمترین نوآوری‌های این تحقیق، بهره بردن از اثر نوع حلال در تهیه سوسپانسیون بر روی فرایند رسوب‌نشانی الکتروفورتیک و خواص پوشش است.

فرخی‌راد در مورد نتایج این کار تحقیقاتی گفت: در این تحقیقات مشخص شد که پوشش‌های نانوساختار تیتانیای تهیه شده از سوسپانسیون بوتانولی حاوی غلظت بهینه تری‌اتانول‌آمین دارای مرغوبترین و یکنواخت‌ترین ریزساختار هستند که منجر به راندمان بالای فتوکاتالیستی برای آنها می‌شود. در مورد فرایند رسوب‌نشانی الکتروفورتیک نیز مشخص شد که افزودنی مورد استفاده می‌تواند تأثیر زیادی بر روی پایداری سوسپانسیون، مقاومت الکتریکی رسوب و در نتیجه سرعت تشکیل پوشش در طول فرایند و همچنین ریزساختار پوشش داشته باشد.

مطالعه دقیقتر مکانیزم‌های فرایند رسوب‌نشانی الکتروفورتیک نیز توسط مهندس فرخی‌راد و دکتر تقی شهرابی از دانشگاه تربیت مدرس انجام شده که به مشاهدات جالبی در رابطه با مکانیزم و سینتیک رسوب نشانی الکتروفورتیک انجامیده و همچنان در حال پیگیری است.

نتایج این کار تحقیقاتی که با همکاری دکتر محمد قربانی از دانشگاه صنعتی شریف صورت گرفته در مجله «American Ceramic Society» (جلد 94، شماره 8، آگوست سال 2011) منتشر شده است.