پژوهشگران دانشگاه علوم پایه زنجان با همکاری محققانی از دانشگاههای روسیه و آمریکا موفق به سنتز کاتالیزگری شدند که توانایی اکسایش آب به عنوان سوخت پاک را داراست.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، در سال‌های اخیر تلاش‌هایی برای دستیابی به موادی که بتوانند آب را به عناصر سازنده‌اش هیدروژن و اکسیژن تجزیه کنند، در حال انجام است. هیدروژن به دست آمده می‌تواند به عنوان سوخت پاک مورد استفاده قرار گیرد، چرا که محصول سوختن آن تنها آب است.
مهمترین مشکل در تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن، اکسایش آب است که با انرژی فعال‌سازی زیادی همراه است. این انرژی فعال‌سازی نه تنها باعث هدر رفتن مقدار زیادی انرژی می‌شود، بلکه انرژی اضافی اعمال شده باعث اکسایش انواع ترکیبات موجود در آب می‌شود که خود عامل مزاحمی برای اقتصادی شدن این فرآیند است.
الکترون‌های ارزان به دست آمده در این فرایند می‌توانند برای کاهش انواع ترکیبات مورد استفاده قرار گیرند. نمونه آن کاهش دی اکسید کربن به متان یا کاهش نیترژون به آمونیاک است. ولی برای اکسایش آب و البته کاهش ترکیبات گفته شده نیازمند کاتالیزگرها هستیم.
پژوهشگران ایرانی با همکاری پژوهشگرانی از کشورهای آمریکا و روسیه با هدف انجام تحقیقاتی در این زمینه و ساخت ترکیباتی که با کارایی بالا و مصرف کمترین میزان انرژی قادر باشند آب را به اکسیژن اکسید کنند، توانستند به یافته‌هایی جدیدی دست پیدا کنند. آنان توانستند نوعی اکسید منگنز را سنتز کنند که در شرایط اسیدی قادر به اکسایش آب است و در این واکنش شبیه به پلاتین گران قیمت عمل می‌کند. این ماده علاوه بر ارزان قیمت بودن توانایی رقابت با پلاتین را در اکسایش آب نیز دارد.
دکتر محمدمهدی نجف پور، در مورد این تحقیقات گفت: در بررسی‌های خود برای رسیدن به اهداف ذکر شده، ابتدا به بررسی آنزیم اکسید‌کننده آب موجود در گیاهان و درک هنرهای بکار گرفته شده در آن برای اکسایش آب پرداختیم. در این راستا ترکیباتی مشابه مرکز فلزی این آنزیم را سنتز کرده و برای بهبود خاصیت کاتالیزگری این آنزیم با ترفندهای مختلف از جمله کمک از فناوری نانو به بررسی‌های زیاد پرداختیم. در این راه نیز از الکتروشیمی برای درک بهتر فرایند اکسایش آب سود جستیم و در نهایت با مقایسه این ترکیب ساخته شده با آنزیم موجود درگیاهان به نتایج قابل قبولی رسیدیم.
عضو هیات علمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان در مورد خود ماده سنتز شده افزود: در این ماده در واقع با وارد کردن یون‌های فلزی کلسیم به ساختار منگنز اکسید نوعی ساختار نانولایه منگنز اکسید بدست می‌آید که نه تنها سطح زیادی برای اکسایش آب در اختیار ما قرار می‌دهد، بلکه به دلیل ویژگی‌های نانویی باعث فعالیت شدید این ترکیبات می‌شود.
بطور کلی این ترکیبات نه تنها برای اکسایش آب بلکه برای اکسایش انواع ترکیبات آلی و معدنی می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. به عنوان مثال دو نمونه از کاربرد این ترکیبات را می‌توان در اکسایش آلکن‌ها یا الکل‌ها در صنایع پتروشیمی و در سنتز ترکیباتی که منوکسید کربن را به دی اکسید کربن تبدیل می‌کنند و در مباحث زیست‌محیطی اهمیت فراوان دارند، جستجو کرد.
به گفته نجف پور، نتایج این تحقیقات و ماده سنتزی در آینده می‌تواند منجر به ساخت ترکیبات ارزانی شود که برای تجزیه آب عمل می‌کنند. این در حالی است که اگر بتوان با استفاده از سل‌های خورشیدی مدرن، انرژی خورشید را با بازده بالا به الکتریسیته تبدیل کرد، این انرژی به این کاتالیزگرها منتقل و برای تجزیه آب بکار گرفته می‌شوند. به عبارت دیگر با انرژی ارزان خورشید، کاتالیزگرهای مناسب و آب می‌توان هیدروژن را به عنوان سوخت پاک بدست آورد.
وی تاکید کرد: نکته جالب این است که هر نوع انرژی از جمله انرژی باد، جزر ومد و... را می‌توان به الکتریسته تبدیل کرد و در نهایت برای تولید هیدرژن مورد استفاده قرار داد. پس هیدروژن ذخیره‌کننده بسیار مناسب انرژی است.
نتایج این کار تحقیقاتی در مجله Dalton Transactions منتشر شده است.
تولید نانوساختار مس یدید با آب انار در کشور
» سرویس: علمي و فناوري - فناوري
کد خبر: 92030805015
چهارشنبه ۸ خرداد ۱۳۹۲ - ۱۱:۵۳
pomegranate.jpg
محققان پژوهشکده علوم وفناوری نانوی دانشگاه کاشان با استفاده از آب انار به عنوان کاهنده، موفق به تولید نانوساختارهای مس یدید شدند.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، مولکول آنتوسیانین که رنگدانه موجود در انار است، به جز داشتن خاصیت کاهندگی به دلیل داشتن ممانعت فضایی بالا می‌تواند به عنوان سورفاکتانت نیز در سنتز نانومواد به کار رود. این مولکول با تجمع در اطراف اتمهای فلز مانع از کلوخه‌ای شدن ترکیب می‌شود. همچنین طی تولید نانوذرات، مواد مختلفی به کار می‌رود که ممکن است برای محیط زیست خطرناک باشد. از این رو در این پروژه سعی شده است تا در تهیه نانوذرات از ماده طبیعی استفاده شود.
از جمله این نانوذرات، نانوساختارهای مس یدید است که در این تحقیقات مورد توجه بوده است. نانوساختار مس یدید دارای کاربردهای گسترده‌ای از جمله کاربرد آن به عنوان کاتالیزور در سنتز فنل، آنیلین و تیوفنل‌ها از آریل هالیدها در محلول‌های آبی است. همچنین از دیگر کاربردهای مهم این نانوساختار می‌توان به استفاده در سلول‌های خورشیدی، آشکارسازهای اشعه ایکس و گاما اشاره کرد.
در این کار تحقیقاتی نانوساختارهای مس یدید به روش هم‌رسوبی و با استفاده از آب انار به عنوان یک کاهنده طبیعی تهیه شده است. سنتز صورت گرفته در این تحقیق، به مواد مضر برای طبیعت کمتر نیاز داشته و با مواد طبیعی موجود در آب انار موسوم به آنتوسیانین طراحی شده است.
فرنوش توکلی، دانشجوی کارشناسی ارشد نانوشیمی پژوهشکده علوم وفناوری نانوی دانشگاه کاشان در این رابطه توضیح داد: با توجه به این ویژگی آب انار، در این پژوهش محلول آبی نمک مس (II) با استفاده از آب انار کاهش داده شده و در ادامه نیز با افزودن پتاسیم یدید نانوساختار مس یدید به دست آمد.
وی تصریح کرد: نتایج این کار تحقیقاتی حاکی از آن است که با افزایش حجم آب انار مورد استفاده، نانوذرات ریزتری به دست می‌آیند. همچنین نتایج نشان می‌دهد که قدرت کاهندگی آب انار در حد کاهنده‌های رایج شیمیایی مانند سدیم سولفیت است.
توکلی خاطرنشان کرد: با توجه به کمیاب بودن بعضی از مواد شیمیایی محققان می‌توانند با جستجوی منابع این مواد در طبیعت، ماده مورد نیاز خود را استخراج و از آن استفاده کنند. این کار هم صرفه اقتصادی دارد و هم به محیط زیست آسیبی نمی‌رسد.
نتایج این کار تحقیقاتی در مجله Materials Letters منتشر شده است.
کشف قدیمی‌ترین ردپای انسان در آلودگی‌های سربی جهان
» سرویس: علمي و فناوري - علمي
کد خبر: 92032212999
چهارشنبه ۲۲ خرداد ۱۳۹۲ - ۱۱:۵۱
2-220392.jpg
تحقیقات محققان دانشگاه پترزبورگ نشان می‌دهد انسان‌ها حدود هشت هزار سال پیش شروع به مشارکت در آلودگی سربی محیط کردند.
به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، تیم علمی حاضر در این پروژه قدیمی‌ترین بقایای آلودگی سربی ایجاد شده توسط انسان در جهان را در شمال میشیگان کشف کردند.
این مطالعه نشان می‌دهد آلودگی فلزی ناشی از حفاری معدن و دیگر فعالیت‌های انسانی در امریکای شمالی زودتر از اروپا، آسیا و امریکای جنوبی روی داده است.
جزئیات این مطالعه حاکی از آن است که میراث محیطی انسان به هزاران سال پیش و به دوران شکارچیان و جمع‌کننده‌ها بازمی‌گردد و این که تاثیر بومیان ابتدایی امریکا بر محیط با استفاده از رسوب‌های دریاچه‌ها قابل شناسایی است.
به گفته «دیوید پمپئانی» رهبر ارشد این مطالعه، این یافته‌ها مضامین مهمی برای تعبیر سوابق باستان‌شناسی و تاریخ محیطی بخش فوقانی «دریاچه‌های بزرگ» (Great Lakes) ارائه داد.
تیم تحقیقاتی حاضر شبه‌جزیره کیوینا واقع در میشیگان را مطالعه کرد زیرا بزرگ‌ترین منبع مس بومی خالص در آمریکای شمالی است.
مطالعات اولیه در این منطقه در دهه 1800 فعالیت حفاری معدن انسان‌های ماقبل تاریخ را در شکل ابزاری مانند چکش‌های سنگی، نردبان و حفره‌های معدن شناسایی کرد.
تیم تحقیقاتی حاضر حفاری، مکانیابی و بزرگی آلودگی حفاری مس باستان را بررسی کرد.
رسوبات در ژوئن سال 2010 از سه دریاچه واقع در نزدیکی حفره‌های معدن باستانی جمع‌آوری شدند.
محققان تراکم سرب، تیتانیم، منیزیم و ماده ارگانیک را در هسته‌های رسوبات جمع‌آوری‌شده تحلیل و افزایش در آلودگی سربی حفظ‌شده از هزاران سال پیش کشف کردند.
داده‌ها نشان می‌دهد سطوح قابل‌اندازه‌گیری سرب توسط جوامع ماقبل کشاورزی منتشر شدند. این جوامع حفاری مس در شبه‌جزیره کیوینا را هشت هزار سال پیش آغاز کردند.
در مقایسه، بازسازی‌های آلودگی فلزی از دیگر بخش‌های جهان مانند آسیا، اروپا و امریکای جنوبی فقط شواهدی از آلودگی سرب را طی سه هزار سال اخیر نشان می‌دهد.
تیم تحقیقاتی هم‌اکنون در حال بررسی دیگر معادن مس ماقبل تاریخ در اطراف دریاچه Superior هستند.
جزئیات این دستاورد علمی در مجله Environmental Science & Technology ارائه شده است.
طراحی و ساخت هواپیمای بدون سرنشین در دانشگاه علوم و تحقیقات اراک
» سرویس: علمي و فناوري - علمي
کد خبر: 92043119145
دوشنبه ۳۱ تیر ۱۳۹۲ - ۱۲:۴۳
PICT0006.AVI0005.jpg
دانشجویان دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات استان مرکزی موفق به طراحی و ساخت هواپیمای بدون سرنشین شدند.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، دکتر علیرضا نظام آبادی، رییس این واحد دانشگاهی و استاد راهنمای تیم تحقیقاتی سازنده این هواپیما اظهار داشتند: هواپیمای بدون سرنشین مرصاد دراردیبهشت ماه سال جاری درشعاع پروازی پنج کیلومتری و ارتفاع 1700 متری به مدت 25 دقیقه به طور موفقیت آمیز در یکی از دانشگاه های تهران به پرواز در آمد.
وی افزود: از کاربردهای این هواپیما می توان به استفاده در صنایع دفاعی، عملیات شناسایی مخفیانه در ارتفاعات پست و بالای 2000 متر از سطح زمین، کنترل ترافیک کلان شهرها، کنترل و هدایت در موارد خاص جهت استفاده در سیستم مدیریت بحران کلان شهرها، کنترل و نظارت هوایی جهت عیب یابی ایستگاه های برق و خطوط توزیع فشار قوی و خطوط انتقال نفت به پالایشگاه ها و .... استفاده کرد. از دیگر مشخصات بارز این هواپیما طراحی ایرفویل پیشرفته تر از مدل قبلی می باشد که قادر به حمل باراضافی تا وزن دو کیلوگرم نیز می باشد.
هواپیمای بدون سرنشین
نظام آبادی خاطرنشان کرد: این واحد دانشگاهی با توجه به وجود دانشجویان نخبه در تمامی رشته ها بالاخص رشته های فنی مهندسی در نظردارد درصورت حمایت مسوولان درزمینه های طراحی وساخت ربات، خودروهای برقی، هیبریدی، هواپیماهای بدون سرنشین پیشرفته و عمود پروازها فعالیت های گسترده ای را آغاز کند و امید است با توکل بر خدا، پشتوانه نخبگان دانشگاهی و حمایت مسوولان درآینده در بحث تحقیق و توسعه علمی جزو دانشگاههای برتر کشور قرار گیرد.
همایون عرب، سرپرست تیم طراحی و سازنده هواپیما مرصاد هم گفت: برد سیستم پروازی این هواپیما 15 کیلومتر می باشد و دارای سیستم ردیابی مسیر هوشمند، اعلام موقعیت جی پی اس و سیستم فیلمبرداری و تصویربرداری Full HD می باشد که قادر است فیلم های ضبط شده را در حین پرواز به صورت On line به ایستگاه زمینی ارسال کند.
وی افزود: تیم تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی علوم و تحقیقات مرکزی با توجه به دعوت هایی که از مراکز نظامی، صنعتی و ... شده است در نظر دارد در آینده با ایجاد تفاهم نامه‌هایی بین دانشگاه و مراکز صنعتی و دفاعی این علم کاربردی را در کشور گسترش دهد.
طراحی روش جدید هدفگذاری تولید توان و حرارت برای نیروگاه‌های بخار در کشور
» سرویس: علمي و فناوري - علم و فناوري ايران
کد خبر: 92111207706
شنبه ۱۲ بهمن ۱۳۹۲ - ۰۹:۵۵
4838-1.jpg
دانشجوی واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی موفق به طراحی هدفگذاری تولید توان و حرارت برای کوپلینگ یک نیروگاه بخار با یک شبکه بخار فرآیندی به کمک روش سایت جامع شد.
به گزارش سرویس علمی ایسنا، سجاد خمیس آبادی، دانشجوی کارشناسی ارشد محیط زیست و انرژی واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی در رابطه با این پروژه تحقیقاتی گفت: تخمین توانایی تولید همزمان توان و حرارت و سوخت مورد نیاز در سیستم جانبی مرکزی پیش از طراحی و ساخت امری ضروری است.
وی افزود: در این پروژه یک روش جدید هدفگذاری تولید توان و حرارت و هزینه‌های کلی سالیانه در شبکه بخار با دقت بسیار بالا ارائه شده که علاوه بر پوشش نقاط ضعف روش هدفگذاری ارائه شده در گذشته، توانایی مشخص کردن دبی سوخت مورد نیاز، دبی بخار تولیدی توسط بویلر، میزان انتشار آلاینده‌ها و میزان درجه سوپرهیت بخار تولیدی توسط بویلر را دارا است.
خمیس آبادی ادامه داد: با توجه به اهمیت مسائل اقتصادی و نیاز به تخمین هزینه‌های سرمایه گذاری و هزینه‌های عملکردی توانایی تعیین هزینه‌های کلی سالیانه شبکه بخار را دارد و از جهتی با توجه به دقت بالای این روش در تخمین توانایی تولید توان و حرارت، نیاز به شبیه سازی شبکه توربین‌های بخار حذف می‌شود.
خمیس آبادی با بیان این که قسمت بعدی پژوهش مربوط به تحلیل اگزرژتیک و ترمواکونومیک نیروگاه و شبکه بخار است، تصریح کرد: در انتها کوپلینگ بهینه یک شبکه بخار فرآیندی با یک نیروگاه بخار با هدف تولید بهینه توان و حرارت و حداقل کردن هزینه‌های سرمایه گذاری و هزینه‌های عملکردی برای نخستین بار مورد بررسی قرار می‌گیرد که در آن از نیروگاه بعنوان منبع انرژی برای شبکه بخار استفاده می‌شود و با استخراج مقداری بهینه بخار در دما و فشار مناسب از نیروگاه و انتقال به قسمتهایی از شبکه بخار درآمدهای سیستم کوپل شده شبکه بخار و نیروگاه بخار را به حداکثر می‌رسانیم.
وی افزود: در حقیقت هدفگذاری تولید توان و حرارت با استفاده از روش سایت جامع انجام می‌گیرد و با استفاده از رسم گرافهای سایت جامع به تحلیل کوپلینگ یک شبکه بخار فرآیندی با یک نیروگاه بخار پرداخته و به کمک این گرافهای سایت جامع به هدفگذاری تولید توان و حرارت خواهیم پرداخت و طراحی بهینه‌ای از سیستم از جنبه تولید توان و حرارت ارائه می‌شود.
وی تصریح کرد: به منظور تایید و اثبات کاربردی بودن متدولوژی‌های پیشنهادی و قسمتهایی از این تحقیق که مربوط به قسمت شبکه بخار و سیستم تاسیسات جانبی است، چند مورد مطالعاتی به عنوان نمونه، مورد بررسی قرار گرفته‌اند.
موفقیت محققان ایرانی در تولید نانوسیم با کیفیت نوری بالا
» سرویس: علمي و فناوري - علم و فناوري ايران
کد خبر: 92111207741
شنبه ۱۲ بهمن ۱۳۹۲ - ۱۰:۱۷
getty0-191.jpg
پژوهشگران دانشگاه آزاد واحد مسجد سلیمان موفق به تولید نانوسیم اکسید روی به عنوان نانو ساختاری همراه با الکترود و با کیفیت نوری بالا شدند که در صنایع الکترونیک نوری دارای کاربرد گسترده‌ای است.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، سختی اتصالات یکی از مشکلات استفاده از نانو سیم‌ها و قرار دادن آن‌ها در مدارهای الکترونیکی به شمار می‌رود. لذا اگر بتوان در حین رشد نانوسیم یک الکترود بر روی آن ایجاد کرد، آنگاه می‌توان به راحتی این نانو سیم‌ها را در مدار الکترونیکی قرار داده و از کابردهای آن بهره برد.
به نوشته سایت نانو، از شیوه‌های متداول برای رشد نانوسیم‌هایی با قطر یکنواخت که در فرآیند انتقال بخارات اشباع رشد می‌کنند، می‌توان به روش بخار-مایع-جامد (VLS) اشاره کرد. در چنین روشی از یک کاتالیزور فلزی مانند طلا یا نقره برای کنترل قطر نانوسیم در حین رشد استفاده می‌شود. اما باید توجه داشت که این کاتالیزورهای فلزی خود نوعی ناخالصی به حساب آمده و خواص نانوسیم تولید شده را به شدت تحت تاثیر قرار می‌دهند. به عنوان مثال در اثر استفاده از این فلزها کاهش قابل ملاحظه‌ای در کیفیت نوری نانوسیم پدید می‌آید.
در این کار تحقیقاتی، پژوهشگران با استفاده از اکسید ایندیم که یک نیمه‌رسانا با چگالی حامل‌های نوع n بالاست، به تولید الکترود رشد یافته به همراه نانو سیم‌های اکسید روی پرداختند. نوآوری این طرح استفاده از ایندیم به عنوان جایگزین مناسب برای کاتالیزورهای فلزی متداول بود.
دکتر رامین یوسفی، عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد واحد مسجد سلیمان و محقق این طرح در مورد مراحل انجام این طرح گفت: در این طرح تحقیقاتی که از طرف دانشگاه آزاد واحد مسجد سلیمان تأمین اعتبار شده بود، نانو سیم‌ها در یک کوره افقی که متعلق به آزمایشگاه تحقیقاتی نانو ساختارهای دانشگاه آزاد مسجد سلیمان بود، تحت فرآیند CVD رشد یافتند.
وی افزود: برای این منظور از ترکیب پودر اکسید روی و اکسید ایندیم به عنوان ماده منبع در مرکز کوره استفاده شد که پس از تبخیر به سمت زیر لایه سیلیکونی که در قسمت خنکتری از کوره قرار داشت، منتقل شد. در ادامه پس از سرد شدن بر روی زیر لایه سیلیکونی، شروع به بارش کرده و باعث رشد نانو سیم‌ها شدند. در انتها نمونه‌های بدست آمده، توسط آنالیزهای مختلف SEM، XRD، EDX، و PL مورد شناسایی قرار گرفتند.
محقق این طرح معتقد است که با توجه به پایین‌تر بودن دمای نقطه ذوب اکسید ایندیم نسبت به اکسید روی، جزایر اکسید ایندیم ابتدا بر روی زیر لایه سیلیکونی رشد کرده‌اند که به عنوان مراکز جذب بخار اکسید روی عمل کرده و بخارهای اکسید روی با اشباع شدن در این جزایر به شکل سیم رشد یافته و نانو ذرات اکسید ایندیم در نوک آن‌ها به عنوان الکترود قرار گرفته‌اند.
به گفته یوسفی، در نتیجه تولید نانوسیم با استفاده از این روش، علاوه بر ایجاد یک الکترود بر روی نانوسیم، مشکل کاهش کیفیت نوری نانو سیم رشد یافته نیز برطرف شد. به عبارت دیگر نانو سیم‌های رشد یافته با وجود الکترود اکسید ایندیمی، نه تنها کیفیت نوری خود را از دست ندادند، بلکه نسبت به نانو سیم‌های بدون الکترود دارای کیفیت بالاتری بودند.
وی ادامه داد: در واقع مشکل اصلی کاهش خواص نوری نانو ساختارهای اکسیدروی، کمبود اکسیژن در فرآیند رشد است که وجود اکسید ایندیم در نوک نانو سیم‌های اکسیدروی این کمبود را جبران کرده است. بنابراین در نتیجه استفاده کاربردی از نانوسیم‌ها، نه تنها مشکل اتصال آن‌ها در مدارهای الکترونیکی قابل رفع خواهد بود، بلکه این نانوسیم‌ها خواص نوری بهتری نیز خواهند داشت؛ موضوع فوق‌العاده با اهمیتی که در مدارهای الکترونیک نوری است.
نتایج این کار تحقیقاتی که توسط دکتر رامین یوسفی و همکارانش صورت گرفته و به عنوان یکی از پژوهش‌های برتر پذیرفته شده توسط ستاد ویژه توسعه فناوری نانو انتخاب شده، در مجله Ceramics International منتشر شده است.
