جداسازی گازها با کمک الک های مولکولی توسط محققان دانشگاه پنسیلوانیا و منچستر و تربیت دبیر شهید رجایی بررسی و نتایج آن در مجله Science Advances منتشر گردید .
پژوهشگران دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی با همکاری محققانی از دانشگاه های منچستر و پنسیلوانیا ، برای جداسازی گازها از الک های مولکولی استفاده کردند .
الک مولکولی چیست؟ / غربال مولکولی چیست؟
یکی از جدیدترین روشهای جداسازی گازها ، استفاده از الک مولکولی (Molecular Sieve) است . الک های مولکولی مواد متخلخلی هستند که اندازه منافذ موجود در ساختار آنها بطوری تنظیم شده که فقط مولکول هایی با اندازه مشخص از آنها عبور می‌کنند .
تاریخچه جداسازی گازها با کمک الک های مولکولی
در سال های اخیر یکی از موضوعات مورد توجه دانشمندان برای جداسازی مخلوط گازها ، ایجاد منافذ و تخلخل های هدفمند در ساختار نانو مواد دو بعدی است . این در حالی است که تا قبل از کشف گرافن (سال ۲۰۰۴) ، جداسازی بسیار دقیق گازها امکانپذیر نبود .
گرافن یک ماده دو بعدی است . با کشف گرافن و ایجاد تخلخل ها و منافذ هدفمند در ساختار آن ، جداسازی یک نوع گاز خاص از مخلوط گازها امکانپذیر شد .
بعد از کشف گرافن ، مواد دو بعدی دیگر مانند تک لایه بور-نیترید و کربن-نیترید نیز بعنوان مولکولارسیو یا غربال مولکولی معرفی شدند .
دی کالکوژنایدهای عناصر واسطه (Transition metal dichalcogenide = TMD) ، یک نوع ماده دو بعدی است که امروزه توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است . این مواد فیلم های نازک نیمه هادی هستند که فرمول شیمیایی آنها MX2 است .
در این فرمول ، M اتم فلز واسطه (M=Mo , W , Ta , V , Ti , …) و X اتم کالکوژن (S, Se , Te) است . در این مواد دو بعدی یک لایه از اتم های M در بین دو لایه از اتم های X قرار می‌گیرد .
جزئیات خبر ” جداسازی گازها با کمک الک های مولکولی “
در این بررسی ساختارهای متخلخل WS2 ، با روش بمباران اتمی توسط پرتوهایی از یون های گالیم تولید شدند . این ساختارهای متخلخل با کمک آنالیزهای دقیق SEM ، TEM و غیره مورد بررسی قرار گرفتند .
به منظور دستیابی به هدف پژوهش ، جداسازی انتخابی یک نوع گاز ، عبور گاز هلیم از ساختارهای WS2 توسعه یافته مورد بررسی نظری و تجربی قرار گرفت .
بر اساس نتایج این بررسی ها ، گزارش شد که این ساختارها می‌توانند در جداسازی گازی بسیار موثر و کارآمد باشند . این ساختارها نسل جدیدی از غربال های مولکولی را به دنیای علم معرفی می‌کنند .
علاوه بر این ، مبانی فیزیکی مربوطه بر اساس پراکندگی کوانتومی می‌تواند برای اینگونه پژوهش‌ها ، زیر بنای نظری قوی بوجود آورد .
خلاصه خبر
جداسازی گازها با کمک الک های مولکولی توسط محققان دانشگاه پنسیلوانیا ، منچستر و تربیت دبیر شهید رجایی مورد بررسی قرار گرفت . آنها توانستند با ساخت ساختار متخلخل WS2 به کمک بمباران اتمی ، گاز هلیم را از مخلوط گازی جداسازی کنند .
آقای دکتر مهدی نیک عمل ، عضو هیات علمی دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی و خانم دکتر حسنی محقق پسادکتری وی ، در این پژوهش همکاری داشتند .
برای مشاهده اصل مقاله به آدرس https://advances.sciencemag.org/content/6/51/eabc7927 مراجعه کنید .
برای مشاهده تازه ترین رویدادهای علمی دنیا به بخش اخبار علمی سایت شرکت پیشگامان توسعه مواد سام مراجعه کنید .
منبع خبر : پایگاه خبری نانو فناوری ایران ( news.nano.ir )
تاریخ انتشار خبر : ۱۲ دی ماه ۱۳۹۹
کد خبر : ۳۳۴۵
