بازگشت شکوهمند آتش به دنیای علم؛ تولید نانوذرات با شعله

طبق اعلام گروه علمی IRNA روز دوشنبه ، کارکنان توسعه فناوری نانو ، آتش سوزی. اولین کشف بزرگ انسان ، که اکنون هزاران سال است ، بار دیگر در صدر پیشرفت های علمی و فناوری است. Kerols Riad ، یک محقق خارق العاده در آزمایشگاه فناوری انرژی و ذرات در دانشگاه دانشگاه کارلتون ، در مقاله تحلیلی گفت که تولید نانوذرات با استفاده از شعله آتش می تواند منجر به تبدیل صنایع مختلف از جمله دارو ، کشاورزی ، فناوری اطلاعات و حتی صنعت شراب شود.

Ryad ، بنیانگذار O Nanotech Solutions ، از یک فناوری پیرولیز اسپری شعله برای تولید نانوذرات استفاده می کند. در این روش ، ترکیبات قابل اشتعال حاوی عناصر فلزی برای تولید نانوذرات اکسید فلزی سوزانده می شوند. این ذرات فقط در چند میلی ثانیه در طول آتش تشکیل می شوند و با کنترل زمان آنها در شعله ، اندازه و ساختار کریستال آنها قابل تنظیم است.

مزیت اصلی این روش توانایی تولید انبوه نانوذرات صنعتی با هزینه کمتری و ایمنی بیشتر از شیمی مرطوب سنتی است. Ryad توضیح می دهد که فرآیندهای شیمی مرطوب اغلب شامل ساعت ها کار با محلول ، جدایی ، گرمایش و سانتریفیوژ می شوند و معمولاً فقط مقادیر کمی از مواد نانو تولید می کنند. این فرایندها نه تنها پرهزینه هستند بلکه مقیاس پذیر نیستند.

یکی از برجسته ترین نمونه ها نقاط کوانتومی است. نانوذرات با خواص نور و الکتریکی منحصر به فرد که برنده جایزه نوبل در شیمی سال شدند. این نانوذرات این پتانسیل را دارند که در سلولهای خورشیدی ، تصویربرداری پزشکی و جذب دی اکسید کربن مورد استفاده قرار گیرند ، اما هزینه تولید آنها به روشهای معمولی می تواند به هر گرم به ۶۰۰۰ دلار برسد. در مقابل ، استفاده از شعله های آتش برای تولید این نانوذرات روشی ارزان ، ایمن و قابل توسعه است که می تواند راه را برای استفاده گسترده صنعتی هموار کند.

آتش نه تنها منبع نانوذرات مفید است ، بلکه تاکنون بسیاری از نانوذرات متداول تولید شده اند. به عنوان مثال ، یک سوم وزن تایر خودرو از نانوذرات کربن تولید شده توسط آتش است. همچنین دیوارهای سفید ، داروها و الیاف نوری که در اینترنت مورد استفاده قرار می گیرند نیز از نانوذرات ساخته شده در شعله ساخته شده اند.

البته آتش می تواند ذرات مضر مانند دوده را تولید کند. دوده ، تولید شده در هنگام احتراق ناقص ، به عنوان سومین عامل اصلی گرم شدن کره زمین پس از دی اکسید کربن و متان شناخته می شود. محققان با استفاده از همان فناوری “اسپری شعله” ، موفق به طراحی فرایندهایی شده اند که می تواند میزان دوده تولید شده را تا ۵ ٪ کاهش دهد.

ریاض همچنین در حال بررسی احتمال استفاده از آتش برای تولید گرافن است. مقاوم ترین در برابر فناوری نانو. او قبلاً نشان داده بود که نور ماوراء بنفش می تواند گرافن را به ساختارهای ماکرو جامد تبدیل کند. این می تواند راه چاپ سه بعدی را با استفاده از گرافن هموار کند.

با وجود پیشرفت ها ، بسیاری از نانوذرات هنوز نمی توانند با آتش تولید شوند. ریاض معتقد است که تدوین دستورالعمل ها و فرمول های جدید برای ساخت نانوذرات خاص با کمک های آتش نشانی می تواند تأثیر عمده ای بر آینده فناوری نانو داشته باشد. در حال حاضر ، تنها ۴ نوع نانوذرات توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) ، از جمله نانوذرات در واکسن Coast-1 و ذرات آهن مورد استفاده در درمان کم خونی و بیماری کلیه تأیید شده است. همه این فناوری های نانو از طریق تزریق انجام می شود و تحقیقات در مورد فناوری نانو فرصت های خوبی را در پیشرو قرار داده است.

به گفته ریاض ، استفاده از آتش در تولید فناوری نانو نه تنها فرصت های جدیدی را در فناوری و صنعت ایجاد می کند بلکه می تواند آینده درمان ، انرژی ، ارتباطات و محیط زیست را نیز تغییر دهد.