مهار گازهای گلخانه ای با فناوری نانو

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، مسئله‌ گرمایش زمین یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های بشر در قرن حاضر است. محققان از نظر زیست‌محیطی، افزایش میزان غلظت CO۲ در جو را از مهم‌ترین دلایل این پدیده می‌دانند.

بر همین اساس، نیاز به ارائه و استفاده از روش‌های کارآمد برای مهار انتشار گازهای گلخانه‌ای (CO۲) در جهان، منجر به تأسیس سازمان‌های مختلفی مانند کمیسیون تخصصی پایش تغییرات آب و هوا (تحت نظارت سازمان ملل) و یا برنامه‌ی SET-Plan در اتحادیه اروپا شده‌است.

به گفته‌ مسعود میرزایی شهرابی دانشیار گروه شیمی دانشگاه فردوسی مشهد از مهمترین موادی که برای جداسازی و ذخیره‌سازی گاز CO۲ در دنیا، چارچوب‌های فلز- آلی (Metal-Organic Frameworks) یا MOFs هستند. با توجه به اهمیت تحقیقات در این زمینه، در این طرح نانو ذراتی با چارچوب فلز آلی بر پایه‌ هسته‌ مس تهیه شده و کارایی آن در مهار گاز CO۲ مورد ارزیابی قرار گرفته‌ است.

میرزایی گفت: مطالعات ما نشان دهنده‌ عملکرد چشمگیر (MFUM-۱Cu) در زمینه‌ جذب گاز CO۲ از مخلوط‌های گازی بوده است؛ به گونه‌ای که می‌توان عملکرد آن‌ را با سایر ترکیب‌های مشابه رقابت‌پذیر دانست. با توجه به این مسئله و نیاز مبرم صنایع کشور به نوسازی، از این ترکیب می‌توان برای حذف گازهای آلاینده خروجی صنایع مختلف (به ویژه گاز CO۲) استفاده کرد.

وی ادامه داد: میزان انتخاب‌گری گاز CO۲ نسبت به N۲ برای (MFUM-۱Cu) در مقایسه با برخی از MOF های شناخته شده مانند MOF-۱۹۹ تا ۷۴ برابر بهبود از خود نشان داده‌است. همچنین (MFUM-۱Cu) به دلیل حضور فلز مس و لیگاند آزید، خواص مغناطیسی نیز از خود نشان می‌دهد که حوزه‌های کاربردش را گسترده‌تر می‌کند.

به گفته‌ این محقق، در این پژوهش به منظور بررسی صحت و اصالت نتایج به‌دست آمده، از طیف متنوعی از روش‌ها مانند آزمون معتبر کریستالوگرافی در کنار شبیه‌سازی‌های کامپیوتری استفاده شده‌است.

میرزایی در خصوص امکان تولید انبوه و صنعتی این نانوساختار عنوان کرد: در حال حاضر نمونه‌های اولیه از (MFUM-۱Cu) در مقیاس آزمایشگاهی و به‌منظور ثبت شرکت دانش بنیان در دست تهیه قرار دارند. با توجه به نقش شرکت‌های دانش بنیان به‌عنوان حد واسط‌های مهم و تأثیرگذار بین صنعت و دانشگاه و همچنین به منظور دستیابی به تولید انبوه این نمونه و نمونه‌های بهینه‌شده‌  آن در آینده، انجام تحقیقات بیشتر در این زمینه ضروری به نظر می‌رسد.

این پروژه به همت اعظم حسن پور دانشجوی دکتری شیمی معدنی دانشگاه فردوسی مشهد، دکتر مسعود میرزایی شهرابی، دکتر حسین اشتیاق حسینی اعضای هیئت علمی دانشگاه فردوسی مشهد و دکتر مهدی نیک ‌نام شاهرک عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی قوچان انجام شده‌است.

در این پروژه همچنین، محققی از کشور لهستان همکاری داشته‌است. نتایج این کار در مجله‌ Dalton Transactions با ضریب تأثیر ۴/۰۹۹ (جلد ۴۷، سال ۲۰۱۸، صفحات ۱۳۸۴۹ تا ۱۳۸۶۰) به چاپ رسیده‌است.

این چارچوب فلز آلی با استفاده از روش صوت شیمی سنتز شده و به افتخار دانشگاه فردوسی مشهد MFUM-۱(Cu)،  Materials from Ferdowsi University of Mashhad نام‌ گذاری و در پایگاه معتبرکمبریج CSD ثبت شده‌ است.