بخار آب به دست آمده از این روش را بخار خورشیدی نامیده‌اند. آزمایشگاه دانشگاه رایس با معرفی این تكنولوژی جدید مدعی شده می‌تواند از آب سرد و یخ‌زده، بخار تولید كند. مخترعان انتظار دارند این روش بتواند در وهله نخست برای تصفیه آب و فاضلاب آن هم در كشورهای در حال توسعه به‌كار گرفته شود. برآوردها حاكی از آن است كه در مجموع كارایی این روش چیزی حدود 24 درصد است. در مقام مقایسه یادآوری می‌شود صفحات خورشیدی فتوولتائیك معمولا چیزی حدود 15 درصد كارایی دارند.

محققان می‌گویند به هیچ‌وجه انتظار ندارند از این روش برای تولید انرژی الكتریكی استفاده شود، بلكه بیشتر امیدوارند روش ابداعی آنها بتواند برای تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد. پروفسور نائومی هالاس، مدیر این پروژه می‌گوید بحث بر سر تكنولوژی منحصربه‌فردی است كه بجز تولید الكتریسیته حرف‌های زیادی برای گفتن دارد. با استفاده از این روش، نحوه تفكر انسان‌ها نسبت به بهره‌برداری از انرژی خورشیدی كاملا دگرگون خواهد شد.

نحوه عملكرد

عملكرد منحصربه‌فرد روش بخار خورشیدی به واسطه ذرات نانویی ویژه‌ای است كه تیم تحقیقاتی موفق به تولید آنها شده است. این ذرات می‌تواند بخش قابل‌توجهی از انرژی نور خورشید را به خود جذب كند. این ذرات نانو قابلیت دارد نور خورشید را مستقیم به حرارت تبدیل كند. وقتی ذرات نانو در آب غوطه‌ور می‌شوند و در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد، درجه حرارت آنها به طرز شگفت‌آوری افزایش پیدا می‌كند. افزایش آنی درجه حرارت این ذرات سبب می‌شود آب یا یخ بسرعت به بخار تبدیل شود.

پروفسور هالاس می‌گوید كارایی فوق‌العاده این انرژی می‌تواند بشدت در تصفیه موثر واقع شود. او می‌افزاید: ما در حال انجام كاری متمایز هستیم. در واقع قصد داریم از دوران گرم كردن آب در مقیاس ماكرو به عصر جدید جوشاندن آب سرد در مقیاس نانو برسیم. ذراتی كه ما از آنها صحبت می‌كنیم، خیلی كوچك هستند حتی كوچك‌تر از طول موج‌های نوری و این یعنی سطح ذرات برای پراكندن و بازتاباندن نور هم فوق‌العاده كوچك است.

افزایش شدید درجه حرارت این امكان را برای محققان به‌وجود آورده كه بتوانند در محل، بخار تولید كنند. اما این موضوع را هم در نظر داشته باشید كه بخار روی سطح ذرات نانو تشكیل می‌شود. ایده تولید بخار در محل به نظر غیرممكن است، اما این ایده در حال حاضر به منصه ظهور رسیده است.

اورا نیومن، یكی از دانشجویان فارغ‌التحصیل دانشگاه رایس است. وی برای اثبات عملی بودن این ایده یك لوله آب آزمایشگاهی را كه حاوی ذرات نانو فعال بود در یك حوضچه آب یخ غوطه‌ور می‌سازد. خانم نیومن از یك لنز مخصوص استفاده كرد تا از این طریق بتواند نور خورشید را بر مخلوط لوله آزمایش كه درجه حرارت آن نزدیك به نقطه انجماد است، متمركز كند. فیلم‌ها و تصاویر برداشت شده توسط او نشان می‌دهد وی توانسته یخ را بسرعت به بخار تبدیل كند.

كاربردها

بخار یكی از پركاربردترین سیالات صنعتی است. حدود 90 درصد برق جهان از بخار تولید می‌شود. از بخار برای استریل زباله‌های پزشكی و ابزارهای جراحی استفاده می‌شود. استفاده از بخار برای آماده كردن غذا و تصفیه آب نیز جایگاه خاص خود را دارد. بخش اعظم بخار صنعتی در بویلرهای بزرگی تولید می‌شود كه برای تولید حرارت از زغال سنگ یا نفت استفاده می‌كنند. پروفسور هالاس می‌گوید كاربری گسترده بخار خورشیدی این امكان را فراهم می‌سازد كه تولید بخار از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر باشد. مهم‌تر از آن تولید بخار در مقیاس‌های خیلی كوچك است. مهندسان دانشگاه رایس پیشتر اتوكلاوهایی از این دست را برای استریل وسایل پزشكی و ابزارهای دندانپزشكی كلینیك‌هایی كه با كمبود برق مواجه هستند، طراحی كردند.

پروفسور هالاس بتازگی موفق شده جایزه مركز بیل و ملیندا گیتز را به دلیل طراحی و ساخت یك سیستم اولترا در مقیاس فوق‌العاده كوچك به‌دست بیاورد. این سیستم قابلیت دارد فاضلاب انسانی را در مناطقی كه با كمبود برق روبه‌روست یا در مناطقی كه به هیچ‌وجه سیستم‌های تصفیه فاضلاب ندارد، تصفیه كند. خانم نیومن معتقد است بخار خورشیدی به دلیل كارایی‌اش بسیار مورد توجه بازار قرار خواهد گرفت. این تكنولوژی مستلزم استفاده گسترده از پانل‌های خورشیدی نیست. در واقع تجهیزات لازم برای بهره‌برداری از این تكنولوژی بسیار كوچك است، به عنوان مثال شاید حتی چند سانتی‌مترمربع هم برای پیاده‌سازی تجهیزات آن كفایت كند.

یكی دیگر از پتانسیل‌های استفاده از این تكنولوژی در سیستم‌های تهویه مطبوع و گرمایشی است كه مصرف برق قابل‌توجهی دارد. تجربه‌های گوناگون پروفسور هالاس و همكارانش در زمینه تقطیر نیز نشان می‌دهد كارایی بخار خورشیدی حدود 5/2 مرتبه بیشتر از ستون‌های تقطیری است كه در حال حاضر از آنها استفاده می‌شود.

پروفسور هالاس استاد مهندسی كامپیوتر و برق، استاد رشته فیزیك ـ شیمی و استاد طب بیولوژیكی نیز است. وی به عنوان یكی از مشهورترین استادان رشته شیمی به‌منظور اجرایی شدن این پروژه گام‌های زیادی برداشته است. آزمایشگاه وی هم‌اكنون به صورت تخصصی روی ذرات فعال نوری مطالعه می‌كند. یكی از مشهورترین ابداعات وی تولید حفاظ‌های نانو از طلاست. این نوآوری وی به طور گسترده‌ای در مراكزی كه در زمینه سرطان تحقیق می‌كنند، مورد توجه قرار گرفت.

هالاس و همكارانش در تحقیقات مربوط به درمان سرطان ذراتی را انتخاب كردند كه تنها در چند طول موج نوری مشخص می‌توانند فعل و انفعال انجام دهند، در حالی كه در پروژه بخار خورشیدی عملا ذراتی طراحی كردند كه در طیف نوری وسیع‌تری می‌توانند فعل و انفعال انجام دهند. این ذرات نانو هم توسط نور مرئی خورشید و هم توسط طول موج‌های كوتاه‌تر كه برای انسان قابل رویت نیست، فعال می‌شود.

تیم تحقیقاتی پروفسور هالاس عملا هیچ قانون ترمودینامیكی را تغییر نداده، بلكه آنها با استفاده از همان قوانین آب را فقط با یك روش كاملا متفاوت به جوش آورده‌اند.

نويسنده : niloofar | تاريخ : شنبه 5 مرداد 1392برچسب:,

| نوع مطلب : <-PostCategory-> |

فناوری نانو به عنوان انقلاب صنعتی قرن آینده اثرات فراوانی در صنایع گوناگون خواهد داشت. یکی از چشم اندازهای امیدوارکننده این فناوری پیشرفته، تحول در صنعت لاستیک خودرو است.

افزودن نانو ذرات ترکیبات مختلف به منظور بهبود خواص لاستیک ها و به طور خاص تایرها، کاربرد فراوانی پیدا کرده است. حضور نانو ذرات به دلیل پیوندهایی که در مقیاس اتمی بین آنها و ترکیبات لاستیک صورت می گیرد، علاوه بر این که خواص فیزیکی آنها بهبود می یابد باعث افزایش مقاومت سایشی، افزایش استحکام (بهبود خاصیت مکانیکی)، بهبود خواص حرارتی، افزایش حد پارگی و حد شکستگی و زیبایی ظاهری لاستیک می شوند. همچنین همواری، صافی و ظرافت شکل ظاهری تایر را سبب می شوند. همه این عوامل موجب ایجاد محصولی مرغوب، با کیفیت عالی، زیبا و بازارپسند که توانایی رقابت در بازارهای جهانی را داشته باشد، می شود.

چندین ماده نانومتری در صنایع لاستیک سازی کاربرد فراوانی یافته اند که از این جمله می توان به نانوذرات اکسید روی، نانوذرات کربنات کلسیم، نانوذرات آلومینا، نانوذرات الماس، نانورس و فولرین ها اشاره نمود که در این بین، نانو ذرات کلسیم کربنات (CaCO3) به دلیل صرفه اقتصادی، دسترسی فراوان و نسبت ابعاد به حجم قابل قبول، گسترش بیشتری یافته اند. حضور این مواد در ترکیبات لاستیک با توجه به ایجاد پیوندهایی که در مقیاس اتمی بین این مواد و ترکیبات لاستیک ایجاد می شود، علاوه براین که خواص فیزیکی ترکیبات لاستیک حاصل را بسیار بهبود می بخشد، می تواند باعث افزایش مقاومت سایش، افزایش استحكام، بهبود خاصیت مكانیكی، افزایش حد پارگی و حد شكستگی شود.

علاوه براین در زیبایی ظاهری لاستیك نیز تاثیر گذاشته و باعث لطافت، همواری، صافی و ظرافت شكل ظاهری لاستیك می گردد. همه اینها به نوبه خود باعث می شود كه محصولات نهایی، مرغوبتر، با كیفیت بالا، زیبایی و در نهایت بازارپسند باشند و توانایی رقابت در بازارهای داخلی و جهانی را داشته باشند.

نانوذرات اکسید روی

اکسید روی عمدتاً در صنعت لاستیک سازی استفاده می شود و باید میزان ناخالصی های مس و منگنز و آهن موجود در آن به حداقل رسیده باشد. مصارف زیاد اکسید روی مربوط به عایق بودن آن در مقابل جریان الکتریسیته و هدایت الکتریکی، ظرفیت حرارتی زیاد، خاصیت چسبندگی خوب، قدرت پوشش عالی، مقاومت کافی در مقابل اشعه مخصوصاً اشعه ماوراء بنفش و داشتن ثابت دی الکتریک متوسط آن است. اکسیدروی در صنعت لاستیک سازی نقش شایانی داشته و یکی از معمول ترین فعال کننده ها است و سبب کاهش زمان پخت شده و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. و در ضمن فعال کنندگی مقاومت حرارتی را نیز افزایش می دهد.

نانوذرات اکسیدروی (NanoZnO) ذراتی غیرآلی وبه دلیل سطح موثر بسیار زیاد از لحاظ شیمیایی بسیار فعال هستند. کوچکی کریستال ها و خاصیت غیرچسبندگی آنها باعث شده که نانوذرات اکسیدروی به صورت پودر زردرنگ کروی و متخلخل باشد. استفاده از این نانوذرات در لاستیک باعث صافی و همواری شکل ظاهری، زیبایی و ظرافت بخشیدن به آن، افزایش دوام لاستیک و حفظ استحکام در دمای بالا و بهبود حد پارگی، طول عمر زیاد، مقاومت سایشی (خاصیت ضد اصطکاکی و سایش)، و... می شود که همگی اینها به صورت تجربی ثابت شده است. بهبود خواص فیزیکی لاستیک در اثر اضافه شدن نانوذرات اکسید روی، ناشی از پیوند ساختار نانوذرات اکسیدروی (ZnO) با مولکول لاستیک است که در مقیاس اتمی صورت می‌گیرد.

از دیگر خصوصیات استفاده از این تکنولوژی در صنعت لاستیک، می توان به پایین آمدن هزینه ها، بازدهی بالا، ولکانیزاسیون (Volcanization) خیلی سریع و هوشمند و دامنه دمایی گسترده اشاره کرد. اثرات سطحی و فعالیت بالای اکسیدروی نانومتری ناشی از اندازه بسیار کوچک، سطح موثر خیلی زیاد و کشسانی خوب آن است.

نويسنده : niloofar | تاريخ : شنبه 5 مرداد 1392برچسب:,

| نوع مطلب : <-PostCategory-> |

فناوری نانو، صنعت پارچه را بهبود بخشیده و باعث بادوام شدن پارچه و افزایش مقاومت در برابر آب، روغن ها، آلودگی ها و سایر مواد شیمیایی شده است.

پارچه های نانو که در کارخانجات ساخته می شوند در برابر آب و رنگ ها نفوذناپذیرند بنابراین در شناگران حرفه ای، پارچه های نانو با عدم نفوذپذیری آب باعث سرعت شناگر می شود. همچنین در شست وشوهای مکرر یا مخلوط با پارچه های رنگین دیگر اگر شسته شوند رنگ آن پارچه های دیگر را به خود نمی گیرد. از طرفی پارچه های نانو بسیار سبک بوده و مانع انتقال حرارت محیط به بدن می شود بنابراین مصرف این گونه پارچه ها در ارتش، پلیس و پرسنل آتش نشانی و… کمک زیادی کرده است؛ چرا که پارچه های نانو هیچ گونه تحریک پوستی حتی در افراد حساس ایجاد نمی کند و برای بیماران اگزمایی و کودکان مناسب است. از مزایای مهم پارچه های نانو مقاومت در برابر آتش و نور آفتاب است.

در گذشته نزدیک، برای افزایش مقاومت پوست در برابر اشعه ماورای بنفش توصیه می شد لباس ها چسبان و رنگ تیره باشد زیرا اشعه ماورای بنفش از لباس های گشاد و رنگ روشن عبور کرده و می تواند صدمه های پوستی زیادی ایجاد کند. از طرفی مرطوب شدن لباس ها از قدرت حفاظتی آن در برابر اشعه ماورای بنفش می کاهد، در حالی که پارچه های نانو با عدم نفوذپذیری آب این مشکل را حل کرده است. پارچه های نانو جهت مصرف ورزشکاران، پلیس، کارگران ساختمانی، پرسنل آتش نشانی و حتی فضانوردان به کار می رود.

گان رادیولوژیست ها که بسیار سنگین است و دستکش و لباس های اتاق عمل با فناوری نانو باعث سبک شدن آنها و اثرات ضدباکتری پارچه ها شده است. لباس های سربازان عازم جنگ که با فناوری نانو ساخته شده است آنها را در برابر خطرات سلاح های بیولوژیک و شیمیایی حفظ می کند. لباس های نانو با خاصیت ضدباکتری و ضدآلودگی باعث می شود این لباس ها دیرتر کثیف شده و نیاز کمتری به شست وشو داشته باشند که در فضانوردان و سربازان جبهه های جنگ کمک کرده است.

نويسنده : niloofar | تاريخ : شنبه 5 مرداد 1392برچسب:,

| نوع مطلب : <-PostCategory-> |

روسیه در قرن 20 دومین قدرت بزرگ فناوری جهان محسوب می شد. این در حالی است که در آغاز قرن 21 و رسیدن به میانه های آن، روسیه خواستار جایگاه جهانی خود در حوزه فناوری است. دولت روسیه برای تبدیل شدن مجدد به یک قدرت جهانی برنامه تدوین شده جدید دارد ولی عدم درک کافی از موضوع توسعه و نوآوری و انتقال یک دوره نوآوری به دوره بعدی می تواند باعث محقق نشدن آن گردد.

روسیه در قرن 20 دومین قدرت بزرگ فناوری جهان محسوب می شد. این در حالی است که در آغاز قرن 21 و رسیدن به میانه های آن، روسیه خواستار جایگاه جهانی خود در حوزه فناوری است. دولت روسیه برای تبدیل شدن مجدد به یک قدرت جهانی برنامه تدوین شده جدید دارد ولی عدم درک کافی از موضوع توسعه و نوآوری و انتقال یک دوره نوآوری به دوره بعدی می تواند باعث محقق نشدن آن گردد.

حال قبل از تدوین برنامه می بایست ارزیابی کلی از توسعه فعالیت های نوآورانه در روسیه به دقت بررسی گردد. با توجه به رهبری منسجم و قوی روسیه در توسعه فعالیت های نوآورانه، این کشور هنوز در مقایسه با کشورهای پیشرفته عقب ماندگی محسوسی را احساس می کند. در حال حاضر فقط 6-5 در صد از مراکز صنعتی روسیه محصولات جدید و نوآورانه معرفی می کنند. در حالی که اسپانیا با 10 درصد، آمریکا با 36 درصد، ژاپن با 30 درصد، آلمان با 17 درصد و چین با 6 درصد بسیار فعال تر از روسیه هستند. این مساله برای روسیه زمانی دردناک تر می شود که در اواخر دهه 80 میزان تولیدات نوآورانه روسیه 70 درصد بوده است.

طبق بررسی های انجام شده و کارشناسی های به دست آمده موارد زیر از بارزترین و مهمترین عوامل عقب ماندگی روسیه محسوب می شود:

1-      توسعه علوم ریاضی

امروزه در جهان ریاضیات بخش عظیمی از پیشرفت های تکنولوژیکی را در بر می گیرد.روسیه در ریاضیات یکی از قدرتمندترین کشورها محسوب می شود و دانشمندان ریاضی روسیه در سطوح جهانی معمولا جایزه بین المللی ریاضیات را از آن خود می کنند. ولی عدم استفاده صحیح از این علم در روسیه باعث به وجود آمدن مشکلاتی گردیده که از نمونه بارز آن عدم رشد کافی تکنولوژی بوده است. روسیه با به کارگیری صحیح از علم ریاضی و استفاده مناسب از توانمندی های دانشمندان روسی، از آن به طور گسترده در فناوری های مختلف استفاده نماید.

2-   توسعه فناوری علوم زیستی

امروز بازار فناوری علوم زیستی روسیه 2 میلیارد دلار است. از آنجا که روسیه یک چهارم از منابع جهان را در اختیار دارد می تواند با استفاده از تکنولوژی پیشرفته فناوری علوم زیستی راه حل های اساسی در برنامه ریزی برای تنظیم هوشمند منابع و مسائل مرتبط با انرژی ایجاد نماید.

3-      توسعه فناوری نانو

نويسنده : niloofar | تاريخ : جمعه 19 خرداد 1391برچسب:,

| نوع مطلب : <-PostCategory-> |