| غشاهای نانو کامپوزیت پلیمری در پژوهشگاه صنعت نفت ساخته می شود | |
| ساخت غشاهای نانوکامپوزیت پلیمری با عبور دهی بالا و انتخاب پذیری معکوس در پژوهشگده علوم و تکنولوژی پلیمر پژوهشگاه صنعت نفت در حال انجام است. | |
|
به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از پژوهشگاه صنعت نفت، مهندس خان بابایی مسئول پروژه در توضیح ساخت این غشاها و نقش آن در تکنولوژی مرتبط با صنعت نفت گفت : با توجه به اهمیت دستیابی به دانش فنی و توسعه کاربرد تکنولوژی غشایی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، پژوهشگاه صنعت نفت چندین طرح و پروژه تحقیقاتی در این زمینه تدوین و برنامه ریزی کرده است که پژوهشکده علوم و تکنولوژی پلیمر مسئولیت شناسایی، سنتز، فرمولاسیون، تهیه غشاهای پایه پلیمری مناسب برای کاربردهای مختلف را بر عهده گرفت. وی افزود : کاربرد اصلی این غشاها در جداسازی هیدروکربن ها از گاز طبیعی به منظور کنترل نقطه شبنم و Btu همچنین بازیافت NGL از گازهای همراه در سر چاه با گازهای حاصل از EOR است. خان بابایی اضافه کرد : همچنین از این غشاها می توان برای جداسازی و بازیافت مخلوط هیدروکربن ها، حلال ها، بنزینVOC، MTBE، بخار آب و غیره در فرآیندهای پالایشگاهی و پترو شیمی استفاده کرد. وی گفت : استفاده از غشاها در مقایسه با تکنولوژی های شناخته شده انرژی و سرمایه در تقطیر و جذب برای جداسازی و خالص سازی گازها، بخارات و مایعات فرآیندی مناسب است ، زیرا تکنولوژی غشایی کم هزینه، کم مصرف ( انرژی) و دوست دار محیط زیست است. جداسازی هیدروکربن ها و حذف آنها از مخلوط های گازی و مایع مختلف از اهداف مهم صنایع شیمیایی و پتروشیمی است و برای رسیدن به این اهداف معمولا روش های جذب Rectification ،adsorption و استفاده از cryofenicn مورد استفاده قرار می گیرد. طی 20 سال گذشته به این روش های سنتی تکنولوژی غشایی نیز اضافه شده است و این تکنولوژی روش های رایج را به چالش طلبیده است. |
فناوری نانو عبارت است از هنر دستکاری مواد در مقیاس اتمی یا مولکولی و به خصوص ساخت قطعات و لوازم میکروسکوپی (مانند روبات‌های میکروسکپی)
- پزشکی و بدن انسان:
رفتار مولکولی در مقیاس نانومتر، سیستم‌های زنده را اداره می‌کند. یعنی مقیاسی که شیمی]، فیزیک، زیست‌شناسی و شبیه‌سازی کامپیوتری، همگی به آن سمت درحال گرایش هستند.
- فراتر از سهل‌شدن استفاده بهینه از دارو، نانوتکنولوژی می‌تواند فرمولاسیون و مسیرهایی برای رهایش دارو(Drug Delivery) تهیه کند، که به‌نحو حیرت‌انگیزی توان درمانی داروها را افزایش می‌دهد.
- مواد زیست‌سازگار با کارآیی بالا، از توانایی بشر در کنترل نانوساختارها حاصل خواهدشد. نانومواد سنتزی معدنی و آلی را مثل اجزای فعّال، می‌توان برای اعمال نقش تشخیصی(مثل ذرات کوانتومی که برای مرئی‌سازی بکار می‌رود) درون سلول‌ها وارد نمود.
- افزایش توان محاسباتی به‌وسیله نانوتکنولوژی، ترسیم وضعیت شبکه‌های ماکرومولکولی را در محیط‌های واقعی ممکن می‌سازد. اینگونه شبیه‌سازی‌ها برای بهبود قطعات کاشته‌شده زیست‌سازگار در بدن و جهت فرآیند کشف دارو، الزامی خواهدبود.
- دوام‌پذیری منابع: کشاورزی، آب، انرژی، مواد و محیط زیست پاک:
نانوتکنولوژی منجر به تغییراتی شگرف در استفاده از منابع طبیعی، انرژی و آب خواهد شد و پساب و آلودگی را کاهش خواهدداد. همچنین فنّاوری‌های جدید، امکان بازیافت و استفاده مجدد از مواد، انرژی و آب را فراهم خواهند کرد. در زمینه محیط زیست، علوم و مهندسی نانو، می‌تواند تأثیر قابل ملاحظه‌ای در درک مولکولی فرآیندهای مقیاس نانو که در طبیعت رخ می‌دهد؛ در ایجاد و درمان مسائل زیست‌محیطی از طریق کنترل انتشار آلاینده‌ها؛ در توسعه فنّاوری‌های «سبز» جدید که محصولات جانبی ناخواسته کمتری دارند و یا در جریانات و مناطق حاوی فاضلاب، داشته‌باشد. لازم به ذکراست، نانوتکنولوژی توان حذف آلودگی‌های کوچک از منابع آبی (کمتر از ??? نانومتر) و هوا (زیر ?? نانومتر) و اندازه‌گیری و تخفیف مداوم آلودگی در مناطق بزرگ‌تر را دارد.
در زمینه انرژی، نانوتکنولوژی می‌تواند به‌طور قابل ملاحظه‌ای کارآیی، ذخیره‌سازی و تولید انرژی را تحت تأثیر قرار داده مصرف انرژی را پایین بیاورد. به عنوان مثال، شرکتهای مواد شیمیایی، مواد پلیمری تقویت‌شده با نانوذرات را ساخته‌اند که می‌تواند جایگزین اجزای فلزی بدنه اتومبیل‌ها شود. استفاده گسترده از این نانوکامپوزیتها می‌تواند سالیانه ??? میلیارد لیتر صرفه‌جویی مصرف بنزین به همراه داشته‌باشد.
همچنین انتظار می‌رود تغییرات عمده‌ای در فنّاوری روشنایی در ?? سال آینده رخ دهد. می‌توان نیمه‌هادی‌های مورد استفاده در دیودهای نورانی(LEDها) را به مقدار زیاد در ابعاد نانو تولید کرد. در امریکا، تقریباً ??? کل برق تولیدی، صرف روشنایی(چه لامپ‌های التهابی معمولی و چه فلوئورسنت) می‌شود. مطابق پیش‌بینی‌ها در ?? تا ?? سال آینده، پیشرفت‌هایی از این دست می‌تواند مصرف جهانی را بیش از ??? کاهش دهد که ??? میلیارد دلار در سال صرفه‌جویی و ??? میلیون تن کاهش انتشار کربن را به‌همراه خواهدداشت.
- هوا و فضا:
محدودیت‌های شدید سوخت برای حمل بار به مدار زمین و ماورای آن، و علاقه به فرستادن فضاپیما برای مأموریت‌های طولانی به مناطق دور از خورشید، کاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفی را اجتناب‌ناپذیر می‌سازد. مواد و ابزارآلات نانوساختاری، امید حل این مشکل را بوجود آورده‌است.
«نانوساختن»(Nanofabrication) همچنین در طرّاحی و ساخت مواد سبکوزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، موردنیاز برای هواپیماها، راکت‌ها، ایستگاههای فضایی و سکّوهای اکتشافی سیّاره‌ای یا خورشیدی، تعیین‌کننده‌است. همچنین استفاده روزافزون از سیستم‌های کوچک‌شده تمام خودکار، منجر به پیشرفت‌های شگرفی در فنّاوری ساخت و تولید خواهدشد. این مسأله با توجه به اینکه محیط فضا، نیروی جاذبه کم و خلأ بالا دارد، موجب توسعه نانوساختارها و سیستم‌های نانو –که ساخت آنها در زمین ممکن نیست- در فضا خواهدشد.
- امنیت ملّی:
برخی کاربردهای دفاعی نانوتکنولوژی عبارت‌اند از: تسلط اطّلاعاتی از طریق نانوالکترونیک پیشرفته به‌عنوان یک قابلیت مهم نظامی، امکان آموزش مؤثّرتر نیرو، به کمک سیستم‌های واقعیت مجازی پیچیده‌تر حاصله از الکترونیک نانوساختاری، استفاده بیشتر از اتوماسیون و رباتیک پیشرفته برای جبران کاهش نیروی انسانی نظامی، کاهش خطر برای سربازان و بهبود کارآیی خودروهای نظامی، دستیابی به کارآیی بالاتر(وزن کمتر و قدرت بیشتر) موردنیاز در صحنه‌های نظامی و در عین‌حال تعداد دفعات نقص فنّی کمتر و هزینه کمتر در عمر کاری تجهیزات نظامی، پیشرفت در امر شناسایی و در نتیجه مراقبت عوامل شیمیایی، زیستی و هسته‌ای، بهبود طرّاحی در سیستم‌های مورد استفاده در کنترل و مدیریت عدم تکثیر سلاح‌های هسته‌ای، تلفیق ابزارهای نانو و میکرومکانیکی جهت کنترل سیستم‌های دفاع هسته‌ای. در بسیاری موارد، فرصت‌های اقتصادی و نظامی مکمّل هم هستند. کاربردهای دراز مدت نانوتکنولوژی در زمینه‌های دیگر، پشتیبانی کننده امنیت ملّی است و بالعکس.
- کاربرد نانوتکنولوژی در صنعت الکترونیک
ذخیره‌سازی اطلاعات در مقیاس فوقالعاده کوچک: با استفاده از این فناوری می‌توان ظرفیت ذخیره‌سازی اطلاعات را در حد ???? برابر یا بیشتر افزایش داد و نهایتاً به ساخت ابزارهای ابرمحاسباتی به کوچکی یک ساعت مچی منتهی شود. ظرفیت نهایی ذخیره اطلاعات به حدود یک ترابیت در هر اینچ مربع برسد، و این امر موجب ذخیره سازی ?? عدد DVD یا بیشتر در یک هارد دیسک با ابعاد یک کارت اعتباری می‌شود. ساخت تراشه‌ها در اندازههای فوقالعاده کوچک به‌عنوان مثال در اندازههای ?? تا ?? نانومتر، تولید دیسک‌های نوری ??? گیگابایتی در اندازههای کوچک نیز میباشد.
- شکل‌گیری بازارهای بسیار بزرگ
شواهد موجود نشان می‌دهد که درصد بالایی از بازارهای محصولات مختلف متکی بر نانوتکنولوژی خواهد بود و به همین دلیل دولت‌ها و شرکتهای بزرگ و کوچک به دنبال کسب جایگاهی برای خود در این بازارها هستند. میهیل روکو، رئیس کمیته علوم و فناوری نانو در ریاست‌جمهوری آمریکا طی مقاله‌ای در ماه می‌سال ????، پتانسیل نانوتکنولوژی برای تغییر چشمگیر در اقتصاد جهانی را یادآوری نموده‌است. بر مبنای پیش‌بینی وی و بخش دیگری از صاحب‌نظران در ده الی ?? سال آینده نانوتکنولوژی بازار نیمه‌هادی را به طور کامل تحت تأثیر قرار خواهد داد. خبرهایی نیز که اخیراً از شرکتهای اصلی سازنده پردازنده‌های کامپیوتر در آمریکا و ژاپن منتشر شده‌است، از ورود پردازنده‌های حاوی یک میلیارد نانوترانزیستور تا قبل از ?? سال آینده حکایت دارد. به عنوان مثال شرکت اینتل اعلام نموده‌است که در سال ???? پردازنده‌های متکی بر نانوترانزیستور را با قدرت و سرعت بسیار بیشتر و مصرف کمتر نسبت به آخرین دستاوردهای امروزی نیمه‌هادی‌ها وارد بازار خواهد کرد.
در بخش دارو نیز پیش‌بینی شده‌است تا ?? الی ?? سال آینده نیمی از این صنعت متکی بر نانوتکنولوژی خواهد بود که خود نیاز به وسایل تزریق جدید و آموزشهای پزشکی روزآمد خواهد داشت یا در مورد موادشیمیایی، فقط ذکر بازار ??? میلیارد دلاری کاتالیست‌ها که تا ?? سال آینده به طور کامل متکی بر کاتالیست‌های نانوساختاری خواهد بود، برای نشان دادن اهمیت بحث کافی است. از هم‌اکنون بازار بزرگی برای بکارگیری مواد جدید در محصولات فعلی در حال شکل‌گیری است. موادی که می‌توانند خواص جدید و فوق‌العاده‌ای به محصولات موجود بخشیده و موجب کاهش قیمت آنها شوند. به عنوان نمونه نانولوله‌های کربنی(Carbon NanoTubes) با وزن بسیار کمتر و استحکام بسیار بیشتر نسبت به موادی چون فولاد، بخش زیادی از صنایع را در آینده تحت تأثیر قرار خواهد داد.
در کنار این پیش‌بینی‌ها، این سؤال باید مطرح شود که جایگاه کشورهایی که به نانوتکنولوژی دسترسی ندارند، در بازارهای آینده و اقتصاد جهانی چه خواهد بود. با توجه به اینکه سهم هر کشور یا بنگاه در زمان شکل‌گیری یک بازار تثبیت می‌شود، زمان سرمایه‌گذاری برای رسیدن به جایگاه مناسب، همین امروز است
| تدوین تکنولوژی ساخت نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن در مقیاس نیمه صنعتی و صنعتی | |||||||
| تدوین تکنولوژی ساخت نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن در مقیاس نیمه صنعتی و صنعتی توسط پژوهشکده علوم و تکنولوژی پلیمر پژوهشگاه صنعت نفت در دستور کار قرار گرفت و تهیه این پلیمر در مقیاس های مذکور با موفقیت انجام شد. | |||||||
|
به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از پژوهشگاه صنعت نفت، دکتر شریعت پناهی - مسئول پروژه گفت : نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن با توجه به ویژگی های مناسب و پتانسیل مصرف بالا در صنایع حمل و نقل، لوازم الکترونیکی پرتابل و بسته بندی به شدت مورد توجه قرار گرفته اند و آینده ای روشن همراه با رشدی فزاینده برای آنها پیش بینی می شود به طوری که صنایع خودروسازی عمده ترین مصرف کنندگان این نانوکامپوزیت ها به شمار می روند. وی تاکید کرد : محققان معتقدند بهره گیری از این گروه از مواد می تواند انقلابی در تولید قطعات سبک و ارزان همراه با خلوص بهبود یافته در خودروها ایجاد کند و از این طریق به هر چه سبک تر شدن خودرو و در نتیجه به کاهش مصرف سوخت و آلودگی محیط زیست کمک شایانی خواهد کرد. | |||||||
|
نانوتکنولوژی یک فناوری تخیلی دوردست نیست، بلکه هم‌اکنون جای خود را در عرصة اقتصاد باز کرده است. هم‌اکنون صنعت پوشاک، اثرات نانوتکنولوژی را حس کرده است. مثلاً Eddie Bauer تن‌پوش‌های نظامی دافع لک را با استفاده از نانوذرات تولید می‌کند. این نوآوری تأثیرات بدی بر خشک‌شویی‌ها، سازندگان دترجنت‌ها و لک‌زداها خواهد داشت. در ذیل مثال‌هایی از بخش‌های مختلف نانوتکنولوژی را ارائه می‌دهیم:
|
