ساخت سامانه خالص سازی نانویی هوا توسط محققان دانشگاه الزهرا - بلاگ پو

دکتر شفیع خانی در تشریح جزئیات بیشتر این سامانه گفت: همان گونه که می دانید ویروس های خانواده کروناویروس ساختمان مشابهی داشته و همگی دارای یک غشای لیپیدی بسیار نازک هستند. در زیر این غشا دارای تعداد بیشماری پروتون آزاد (H+) ناشی ازترکیبات بیوشیمی درون سلولی هستند.

وی اضافه کرد: حال اگر بتوان به روشی این پروتون ها را از غشای ویروس خارج کرد باعث به هم خوردن توازن آن شده و غشا شکاف برداشته و RNA منفجر می گردد. اندازه پروتون ها در حدود یک فرمی (10-6 نانومتر) است که می توان با کم ترین نیروی کولمبی آنرا جذب و از غشا خارج کرد. برهمین اساس حال باید به روش و مکانیزمی بار الکتریکی منفی در مجاورت این ویروس ها ایجاد کرد. پس از جذب رادیکال با بار الکتریکی منفی توسط غشا، بر اثر نیروی کولمبی، به سادگی بار مثبت و یا همان پروتون زیر غشای لیپیدی جذب می گردد.

دکتر شفیع خانی ادامه داد: برای این منظور بر اساس مطالعات چندین ساله انجام شده نتایج پژوهش توسط اینجانب در مقاله چاپ شده در Scientific Reports Nature, 2019, Vol. 9, 16648 می توان از اثر فوتوکاتالیستی دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک نیمه هادی با گاف انرژی حدود 3.2 eV که به روش ویژه ای با ساختار کریستالی anatas بر روی مش های آلومینیومی در یک فرآیند چند مرحله ای ساخته می شوند، استفاده نمود.

وی اضافه کرد: پس از سنتز این ساختار، بر اثر تابش فوتون های فرابنفش به این لایه ها یک الکترون و یک حفره به ترتیب در باند راهنمایی و باند والانس ایجاد می گردد. از آنجا که در محیط اطراف همیشه مولکول آب وجود دارد الکترون ها در محیط واکنش احیا و حفره ها واکنش اکسایش انجام می دهند. در نتیجه در این زنجیره واکنشی، رادیکال های هیدرواکسیل و سوپراکسیل فراوری شده نقش بار منفی را بازی کرده و در مدت زمان کم تر از پیکوثانیه باعث نابودی ویروس می شوند و سرانجام فرآیند مولکول آب اولیه مورد استفاده قرارگرفته در نهایت به آب و یا هیدروژن و اکسیژن تبدیل می گردد.

عضو هیئت علمی دانشگاه الزهرا(س) در ادامه با بیان اینکه یک پرسش مهم آن است که چرا ماده فوتوکاتالیست نسبت به موادی مانند: کلر، واکنش پذیری بیشتری دارد؟ اظهارداشت: در پاسخ این پرسش باید گفت که مواد فوتوکاتالیست قدرتمندترین ابزار در فرآیند اکسایش هستند، که این توانمندی در فراوری رادیکال های OH- (هیدرواکسیل) نهفته است. آن ها می توانند چند میلیون بار آهنگ واکنش را بیش تر تسریع نمایند. این واکنش بر مبنای تبدیل حالت شیمیایی عناصر از حالت پایه به ترازهای بالاتر است.

وی ادامه داد: در حالتی که مولکول و یا اتم در حالت برانگیخته توان ترکیب شیمیایی بیشتری دارند. بدین ترتیب قدرت واکنش با ملکول ها طی چند مرحله در ترازهای بالاتر به محصولات اکسیدی مانند: تبدیل می شوند. رادیکال های یکی از عوامل قدرتمند در فرآیند اکسایش به حساب می آید و نسبت به کلر Cl، فلور F و ید I پتانسیل خیلی بیش تری دارند که در جدول نسبت به کلر مقایسه شده است. وی اعلام کرد: تا به امروز آزمایش های بسیاری با برخی از میکروارگانیزم هایی هم چون E-coli، مواد آلی هم چون Methyl Orange، و ترکیبات آلی مانند بنزن، دی اکسید کربن، اتانول نتایج بسیار بالاتر از حد انتظار را به همراه داشته است.

لازم به ذکر است؛ دکتر عزیز الله شفیع خانی از دانش آموختگان نسل اول فیزیک ایران، دانش آموخته دانشگاه صنعتی شریف و از پژوهشگران سرآمد فیزیک در ایران هستند. طراحی و ساخت این سامانه نیز سومین اختراع این استاد دانشگاه الزهرا (س) است که با تائید علمی ستاد نانو، ثبت اختراع شده است. پیش تر نیز این وی پیروز به طراحی و س اخت دستگاه خالص ساز هوا بر مبنای نانو ذرات و طراحی و ساخت دستگاه منحصر بفرد لیزر دی اکسید کربن در آزمایشگاه های این دانشگاه شده است.

banima.ir: مجله گردشگری و مسافرتی بانیما

chinaro.ir: مجله گردشگری چین، سفر به پکن، شانگهای هانگزو