محققان دانشگاه ولی‌عصر رفسنجان به فناوری ساخت نقاط کوانتومی کربن نورتاب از چمن دست یافتند که از آن می‌توان برای حذف رنگ‌های آلی و فلزات سنگین از آب استفاده کرد.

به گزارش زیست آنلاین، دکتر محمد ثابت، عضو هیأت علمی دانشگاه ولی‌عصر (عج) رفسنجان با تأکید بر اینکه در بسیاری از روش‌های سنتز نانوذرات از مواد شیمیایی گران‌قیمت و خطرناک استفاده می‌شود، گفت: با توجه به اینکه سنتز نانوذرات از مواد شیمیایی منجر به آلودگی‌های زیست‌محیطی می‌شود، در طرح حاضر بر آن شدیم تا یک روش ارزان و سبز را جهت تولید نقاط کوانتومی کربن معرفی کنیم.

وی با بیان اینکه در این روش از چمن به‌عنوان ماده‌ اولیه استفاده شد، ادامه داد:‌ روش معرفی‌شده در این پژوهش علاوه بر اینکه کم‌هزینه است و آلودگی زیست‌محیطی ایجاد نمی‌کند، از سرعت قابل‌قبول و بازدهی بالایی نیز برخوردار است.

بیشتر بخوانید: حذف فلزات سنگین از پساب های صنعتی به کمک نانوجاذب ها

ثابت خاطرنشان کرد: از آنجایی‌که نقاط کوانتومی کربن ابعادی نانویی داشته و از نسبت سطح به حجم بالایی برخوردار هستند، قادرند یون‌های فلزی مضر از جمله یون سرب و کادمیم را با بازدهی بالایی جذب و از محیط آبی حذف کنند. ضمن آنکه این نانوذرات به دلیل برخورداری از خاصیت فتوکاتالیستی قوی توانایی تخریب بسیاری از آلاینده‌های موجود در فاضلاب و پساب را حتی تحت تابش نور مرئی دارند.

مجری طرح یادآور شد: در این پژوهش پس از سنتز نقاط کوانتومی از سه دسته آزمون "مشخصه یابی" جهت شناسایی نانوذرات سنتز شده، "میکروسکوپی" جهت بررسی اندازه و مورفولوژی ذرات و "عملکردی" جهت ارزیابی کارایی نقاط کوانتومی کربن در جذب و تخریب آلاینده‌های آبی استفاده شد.

به گفته وی به دلیل شدت بالای نورتابی این نانوذرات، می‌توان از آن‌ در تولید نمایشگرهای LED نیز بهره برد.

این محقق با اشاره به نتایج به‌ دست‌آمده از این طرح، گفت: نتایج این کار تحقیقاتی نشان داد نقاط کوانتومی سنتز شده از چمن می‌توانند بسیاری از رنگ‌های آلی نظیر اسید "بلو"، اسید "رد"، ایوسین Y و متیل اورنژ را تا ۱۰۰ درصد تخریب کنند. حتی بعضی از رنگ‌ها بدون تابش نور فرابنفش و تنها با تابش نور مرئی به‌طور کامل تجزیه شدند که نشان از فعالیت بالای فتوکاتالیستی آنها است. همچنین به دلیل اندازه‌ بسیار ریز ذرات سنتز شده (کمتر از ۱۰ نانومتر)، آنها توانستند یون سرب را با بازده ۷۵ درصد از محلول آبی جذب کنند که به‌صورت بالقوه توانایی بالای آنها در حذف میکروارگانیسم‌ها و فلزات سنگین از آب را نشان می‌دهد.

این تحقیقات از سوی محمد ثابت عضو هیأت علمی و کامران مهدوی دانشجوی کارشناسی رشته‌ شیمی دانشگاه ولی‌عصر (عج) رفسنجان اجرایی و نتایج آن در مجله‌ Applied Surface Science‌ با ضریب تأثیر ۴.۴۳۹ منتشر شد.



حذف فلزات سنگین از آب در چندثانیهبه گزارش ایرنا، روش‌های تجاری مورد استفاده برای حذف فلزات سنگین مانند سرب از آب آشامیدنی شهری، بسیار پرهزینه هستند، انرژی زیادی را مصرف می‌کنند و بازدهی پایینی دارند. اما محققان با استفاده از یک ساختار فلزی- ارگانیک راهکار جدیدی را برای حذف فلزات سنگین از آب ابداع کردند. ساختارهای فلزی- ارگانیک شامل گره‌های فلزی هستند که توسط میله‌هایی از جنس مواد ارگانیک به هم متصل شده‌اند. این ساختارها به دلیل بهره‌مندی از سطح داخلی منحصربه فرد و قابلیت تنظیم شیمیایی، امکان جذب بخار آب و سایر گازها را از هوا دارند. همین ویژگی این ساختار را به یک گزینه مناسب برای جذب فلزات سنگین از آب تبدیل می‌کند. 
محققان برای این منظور از ساختاری موسوم به Fe-BTC استفاده کردند و آن را با دوپامین ترکیب کردند تا پلیمری موسوم به پلی دوپامین درون ساختار ایجاد شود. ترکیب به دست آمده از این فرآیند قادر است به سرعت مقادیر زیادی از فلزات سنگین را از آب حذف کند. در واقع این ماده قادر است ۱.۶ برابر وزن خود جیوه و ۰.۴ برابر سرب را از آب خارج کند. ساختار این ترکیب به گونه‌ای است که می‌توان فلز سنگین موردنظر را برای حذف از آب انتخاب کرد. 
در آزمایشات اولیه مشخص شد این ماده جدید قادر است تنها در چند ثانیه میزان سرب موجود در فاضلاب را تا دو واحد در میلیارد کاهش دهد. این میزان سرب به عنوان میزان قابل قبول سازمان جهانی بهداشت برای آب آشامیدن تعیین شده است.
بر اساس گزارش سازمان جهانی بهداشت حدود یک میلیارد نفر در جهان به آب شرب سالم دسترسی ندارند و انتظار می‌رود با تغییرات آب و هوایی این آمار افزایش یابد. از طرف دیگر نیاز روزافزون به انرژی و استفاده از فلزات سنگین در صنایع موجب افزایش آلودگی منابع آب توسط مواد سمی شده است.