فناوری نانو پتانسیل زیادی برای ارتقای محیط‌زیست دارد. با توجه به این که انتظار می‌رود در ۵۰ سال آینده، مصرف انرژی و مواد ۳۰۰ درصد رشد داشته باشد. تاکنون نیاز فزاینده‌ی بشر به زمینه‌های گوناگون باعث توجه کمتر به لزوم حفاظت از محیط‌زیست شده است. اما با استفاده از این فناوری می‌توان محیط‌زیست را حفظ کرد.

به گزارش مرکز ارتباطات و اطلاع‌رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری، انتظار می‌رود در ۵۰ سال آینده، مصرف انرژی و مواد ۳۰۰ درصد رشد داشته باشد. تاکنون نیاز فزاینده‌ی بشر به زمینه‌های گوناگون باعث توجه کمتر به لزوم حفاظت از محیط‌زیست شده است.

از جمله این موارد می‌توان به تولید مواد زائد جامد شهری، اثرات زیست‌محیطی ناشی از وسایل نقلیه، آلودگی آب‌های زیرزمینی و روان آب‌های کشاورزی اشاره کرد. فناوری نانو پتانسیل زیادی برای ارتقای محیط‌زیست از دو طریق دارد، یکی کاربرد مستقیم نانومواد برای ردیابی، پیشگیری و رفع آلاینده‌ها و دیگری کاربرد غیرمستقیم با استفاده از فرآیند طراحی صنعتی تمیزتر و تولید محصولات سازگار با محیط‌زیست. در ادامه چند مثال از کاربرد فناوری نانو در حفاظت از محیطزیست ذکر شده است.

بارورسازی ابرها

باتوجه به مشکل کم‌آبی در اکثر کشورها، یکی از راهکارهایی که دولت‌ها به منظور تامین آب بیشتر استفاده می‌کنند، بارورسازی مصنوعی در ابرهاست.  در حال حاضر برای این منظور اغلب از ذرات بسیار کوچکی نظیر بلور نمک استفاده می‌شود. بلورهای نمک، هسته‌زایی را بر عهده داشته و باعث می‌شوند تا آب در اطراف آنها شکل گیرد. با جمع شدن آب بیشتری در اطراف این بلورهای نمک، امکان بارش باران به وجود می‌آید.

با توجه به مکانیزم مذکور می‌توان از فناوری نانو برای بالابردن بهره‌وری به میزان قابل توجهی استفاده کرد. به این منظور، افزودن تیتانیای فوق آبدوست به بلورهای نمک می‌تواند تا ۱۰۰ برابر توان جذب و متراکم کردن بخار آب را در این بلورها افزایش دهد. در نتیجه راندمان استفاده از این بلورهای نمک بسیار بالا می‌رود و پیشرفت قابل توجهی در بارورسازی مصنوعی ابرها انجام می‌شود.

آب آشامیدنی

آیا می‌دانید هزینه‌ی تصفیه‌ی آب آشامیدنی چندین برابر هزینه‌ای است که ما به عنوان آب‌بها می‌پردازیم؟ تحقیقات نشان می‌دهد استفاده از فناوری نانو در تصفیه‌ی آب، می‌تواند هزینه‌های تصفیه را تا حدود زیادی کاهش دهد.  انسان‌ها برای سلامتی خود احتیاج به آشامیدن آب سالم دارند. آب سالم آبی است که نه بو داشته باشد و نه مزه و باید زلال هم باشد.

رنگ موجود در آب آشامیدنی نه‌تنها به خاطر ظاهر آن باید از آب زدوده شود،  CHCl۳ )نیز باشند، خطرناک محسوب بلکه چون این رنگ‌ها می‌توانند منشا تولید تری هالو متان) مانند می‌شوند. این ماده هنگام ترکیب با کلر موجب تشکیل کلروفرم و دیگر ترکیبات هالوژنه مضر و سرطانزا ناشی از وجود اسیدهای معدنی است.

رنگ موجود در آب طبیعی معموال تجزیه مواد آلی موجود در آب حاصل می‌شوند. اغلب روش‌های متداول برای تصفیه‌ی آب قادر به جداسازی مواد فوق نیستند، لیکن با استفاده از غشاهای نانو میتوان تا ۹۹ درصد این‌گونه مواد را به‌سهولت از آب جدا کرد.

تولید سبز هیدروژن

پیل‌سوختی هیدروژنی یک مبدل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی با بازده بالا است که آلودگی‌های زیست‌محیطی نیز ندارد. در این پیل‌ها از واکنش بین هیدروژن و اکسیژن، آب، حرارت و الکتریسیته تولید می‌شود. با توجه به اینکه این پیل‌ها بدون اینکه آلودگی زیست‌محیطی داشته باشند، انرژی الکتریکی با بازده بالا تولید می‌کنند، بسیار مورد توجه هستند. اما این پیل‌ها با چالش‌های متفاوتی روبرو هستند که یکی از آنها تولید هیدروژن به صورت سبز است. یعنی تولید هیدروژن با انواع آلودگی‌های زیست‌محیطی همراه نباشد.

به صورت کلی می‌توان گفت فناوری نانو در حفاظت از محیط‌زیست دارای پتانسیل‌های بسیار زیادی در زمینه‌های تصفیه آب، خاک و هوا است. به گونه‌ای که انتظار می‌رود تا سال ۲۰۲۰ بازار محصولات نانو در این حوزه به ۴۲ میلیارد دلار برسد. با استفاده از فناوری نانو می‌توان هزینه‌های کاهش انواع آلودگی‌های محیط‌زیست را کمتر کرد، می‌توان با نانوحسگرها پایش آلاینده‌های موجود در آب، هوا و خاک را با دقت‌ بسیار بالا انجام داد، می‌توان فرآیندهای تولید بسیاری از مواد را به صورت زیست‌سازگار اصلاح کرد، می‌توان فرآیند بازیافت بسیاری از مواد را تسهیل کرد و همین‌طور می‌توان به صورت زیست‌سازگار انرژی با بازده بالا تولید کرد.

تولید هیدروژن معموال از گاز طبیعی صورت می‌گیرد که باعث آسیب به محیط‌زیست می‌شود. یکی از راه‌های تولید سبز هیدروژن، پخش زیست‌توده‌ها در آب قلیایی و افزودن نقاط کوانتومی سولفید کادمیم به آنها است که در اثر قرار گرفتن در برابر تابش نور، هیدروژن شروع به آزاد شدن می‌کند.

در واقع لیگنوسلولز موجود در زیست‌توده‌ها که وظیفه استحکام‌دهی مکانیکی در گیاهان را بر عهده دارند، در اثر فرآیند مذکور به عنوان منبع تولید هیدروژن عمل می‌کند. در نتیجه در طی این فرآیند هیدروژن بدون آلودگی زیست محیطی تولید می‌شود تا در فرآیندی دوستدار محیط زیست مورد استفاده قرار بگیرد.

پایان پیام/۲۹