فهرست مطالب
امروزه فناوری نانو میتواند به طور قابل توجهی زمینههای علمی و تکنولوژی را در حوزههای مختلف تقویت نماید. پزشکی، فناوری اطلاعات، انرژی، امنیت، ایمنی مواد غذایی و علوم زیست محیطی تنها برخی از زمینههایی هستند که به طور چشمگیر با فناوری نانو بهبود یافتهاند. در این مقاله، به طور خاص در مورد پتانسیل این دانش در ورود به بحث محیط زیست و بویژه محافظت و پاکسازی دریاچه ها و منابع طبیعی آب صحبت میکنیم.
بهرهبرداری از فناوری نانو برای پاکسازی دریاچه و منابع طبیعی آب
در فناوری نانو از نانوذرات استفاده میشود که به دلیل فوق العاده کوچک بودن آنها دارای خواص منحصر به فرد و مفیدی هستند. در واقع این خواص با نمونههای ماکرو این مواد کاملاً تفاوت دارد. از این مزایا میتوان برای توسعه فناوریهای جدیدی بهره برد که قبلاً امکان پذیر نبودند.
آب و لزوم توجه به تصفیه آن
در حوزه حفظ محیط زیست، محققان این دانش را برای توسعه روشهای جدید برطرف سازی آلودگیها از منابع آب و هوا بکار میبرند. همچنین توسعه فناوریهای پایدار که با حذف گازهای گلخانهای از جو، تأثیر منفی فعالیتهای انسانی را در محیط کاهش میدهد، از دیگر مزایای این تکنولوژی میباشد.
مراحل و شیوههای پاکسازی دریاچه ها با فناوری نانو
فناوری نانو به طرق مختلفی برای کمک به پاکی و نظارت بر میزان آلودگی آبهای مناطق مختلف توسعه مییابد. در قدم اول، ایجاد روشهای قابل دسترس و مقرون به صرفه برای تصفیه منابع طبیعی آب آشامیدنی در اولویت قرار دارد.
این روشها امکان شناسایی و رفع آلودگی سریع و کم هزینه ناخالصیهای آب را فراهم میکند. و البته این فناوری برای مناطقی که تامین آبهای قابل شرب در امنیت کامل قرار ندارد، بسیار ارزش دارد.
همچنین مهندسین به کمک فناوری نانو و کاربرد نانو حفرهها(nanopore)، لایههای نازک کامپوزیتی (thin film composite) تولید می کنند که در فیلترسازی و نهایتاً بهینه سازی نمک زدایی آبها بسیار ارزشمند است.
این فناوری توانایی فیلتر دو تا پنج برابر حجم آب در حوزه سیستمهای فعلی را دارد. همچنین محققین از نانو فناوری برای ایجاد راههای جداسازی فاضلابهای صنعتی از منابع آب زیر زمین بهره میبرند. و نهایتاً دانشمندان توانسته اند فرایندهایی برای جداسازی ترکیبات روغنی از آب را هم توسعه دهند.
آلودگی روغنی تالابها
در این متد از “دستمالهای توالت مانندِ” نانو الیاف بکار میرود. این دستمالها از الیافهای کوچک “اکسید منگنز پتاسیم” به هم بافته تولید شدهاند. قدرت جذب آنها تا 20 برابر وزن روغن میباشد.
در واقع شیوههای ابتکاری مختلفی با کاربرد نانو تکنولوژی ارایه گردیده که به کمک آن میتوان منابع آب طبیعی را پاک نمود. یکی از نمونههای واقعاً قابل توجه در خصوص گندزدایی این اکوسیستمها، مربوط به یک ناحیه 50 هکتاری در کشور پرو میباشد.
احیای تالابهای آلوده با فناوری نانو
مارینو موریکاوا(Marino Morikawa)، دانشمند ژاپنی-پرویی، یک سیستم حباب سازی نانو ایجاد کرد که حبابهایی 10 هزار برابر کوچکتر از نوشیدنیهای غیر الکلی تولید میکرد. حبابها به دلیل اندازه کم و منحصر به فردشان میتوانند به راحتی روی سطح شناور شوند.
فرایندی که موریکاوا از آن استفاده نموده، باعث میشود این حبابها به داخل ویروسها و باکتریهای موجود در آب نفوذ پیدا نمایند.
او همچنین فیلترهای رُسی بیولوژیکی تولید میکند که میتوانند آلایندهها را روی سطح آب نگه داشته تا توسط باکتریهای طبیعی تجزیه گردند.
تالابهای احیایی کشور پرو
اقدام موریکاوا علی الخصوص در منطقه چانکای پرو(Peru’s Chancay) در ریکاوری و بهبود تالابهای این ناحیه بقدری موثر واقع شد، که باعث تشویق پرندگان مهاجر به بازگشت به این منطقه گردید.
ناحیه چانکای حدود 50 هکتار از تالابها را تشکیل میدهد و درست در شمال شهر لیما(پایتخت پرو) قرار دارد. شایان ذکر است این محقق با تکیه بر منابع مالی و بودجه خودش این پروژه را از سال 2010 آغاز کرد.
معرفی این پروژه تحقیقاتی
انگیزه بخش شروع تحقیق موریکاوا درخواست پدرش بود. او به پسرش اطلاع داده تالابهایی که در دوران کودکی با یکدیگر به ماهیگیری میرفته اند، دچار آلودگیهای زیادی شده است.
به همین خاطر وی با تکیه بر دانش فنی در حوزه محیط زیست که از دانشگاه تسوکوبا (Tsukuba University) دریافت نموده، این پروژه را به عنوان یک ماموریت برای خودش تعریف نمود.
وی هنگام بازدید از تالابها دریافت که فاضلاب و دفن زبالههای غیرقانونی، محیط را آلوده کرده است. به دنبال آن حیات وحش نیز مجبور به ترک منطقه گردیده بود. در نتیجه ناحیه به باتلاقهایی کثیف و مملو از گیاهان آبزی تبدیل شده بودند.
هدفی که او تبیین کرد، پاکی کامل تالابها بدون استفاده از مواد مخرب شیمیایی بود تا بیشتر از وضعیت فعلی، محیط دچار آسیب دیدگی زیستی نگردد.
فناوری نانو حبابها جهت گند زدایی آبها
شیوه عملکرد سیستم تصفیه تالابها
به همین خاطر سیستم حباب سازی براساس فناوری نانو طراحی نمود که باعث ایجاد حبابهای بسیار ریزی میشد که میتوانستند 4 تا 8 ساعت در آب باقی بمانند و آلودگیهای میکروبی مخرب را از بین ببرند (فناوری نانو کاویتاسیون).
وی همچنین فیلترهای بیولوژیکی رُسی را اختراع کرد که میتوانند آلایندههای غیر آلی (به عنوان مثال فلزات سنگین و مواد معدنی) را جذب نمایند. این فیلترها با نگه داشتن آلایندهها روی سطح آب دریاچه ها، یاری میکنند تا بوسیله باکتری های طبیعی تجزیه گردند.
نتایج کار موریکاوا در تالابها کاملاً چشمگیر بود. این به معنی استفاده بالقوه از فناوری نانو در پاکسازی دریاچهها در مکانهای دیگر هم میباشد. فقط در مدت 15 روز، تالاب ها خود را به سطحی رساندند که می توانست شش ماه در آزمایشگاه طول بکشد.
این روش نشان میدهد که طبیعت چگونه میتواند با یاری ما، کار خود را سریع و موثر انجام دهد.
تا سال 2013، پروژه موریکاوا اجازه داد تا دریاچه ها و تالابها بار دیگر توسط پرندگان، سرزنده و شاداب گردند. فقط در مدت سه سال، 60٪ از منطقه مجدد به محل زندگی پرندگان مهاجری مثل مرغ دریایی فرانکلین تبدیل شد که قبلاً منطقه را رها کرده بودند.
به دنبال این موفقیت، موریکاوا توجهاش را به دریاچه تیتیکاکا و تالاب هوآکاچینا (Lake Titicaca and the Huacachina lagoon) معطوف مینماید. در این مناطق نیز وی با کمک تکنولوژی خودش برای رفع آلودگی آب در این مکانهای متنوع زیست محیطی اقدام نموده است.
+ اینستاگرام مارو فراموش نکنید +
