به همت یك محقق پژوهشگاه مواد و انرژی

نخستین اختراع جهانی ایران در زمینه فن‌آوری نانو به ثبت رسید

ایسنا

یك عضو هیات علمی پژوهشگاه مواد و انرژی از ثبت روش ابداعی اش برای تولید سیلیس كلوئیدی به عنوان نخستین اختراع ثبت بین‌المللی شده ایران در زمینه نانوفن‌آوری خبر داد.

دكتر كاووس فلا‌مكی، مخترع این روش با اشاره به این كه به اذعان كارشناسان خارجی، شیوه ابداعی، تولید سیلیس كلوئیدی را پس از 50 سال متحول خواهد كرد، سادگی، كاهش چشمگیر زمان و اقتصادی تر كردن تولید این ماده را از مزایای عمده این روش عنوان كرد و اظهار داشت : تولید یك واحد از این ماده با استفاده از روش های متداول در دمای 160 درجه سانتیگراد، سه ساعت زمان نیاز دارد در حالی كه در روش جدید ، زمان فرایند به حدود 120 ثانیه كاهش می‌یابد.

وی تصریح كرد: سیلیس كلوئید‌ی محصولی بسیار استراتژیك است كه در صنایع مختلف از جمله در پولیش ویفرهای سیلیكونی و همچنین در ریخته‌گری دقیق بایندر دمای بالا كه برای ساخت قطعات پیچیده از جمله پره‌های توربین‌های گازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، كاربرد دارد. كاربرد مهم دیگر این ماده در ساخت كاتالیست‌های بر پایه سیلیس كلوئید‌ی است و از سوی دیگر به عنوان بهترین ماده برای ساخت انواع كاتالیست‌های زئولیتی تلقی می‌شود.

دكتر فلامكی خاطرنشان كرد: از جمله كاربردهای دیگر سیلیس كلوئیدی در صنایع بسته‌بندی و نساجی (كاهش لیزری و افزایش براقیت الیاف) و ... است.

عضو هیات عملی پژوهشگاه مواد و انرژی درباره روش ساخت سیلیس كلوئیدی خاطرنشان كرد: سیلیس كلوئید‌ی به طور كلی در دو مرحله ساخته می‌شود. در مرحله اول محلول سیلیكات سدیم در فرایند تبادل یونی با رزین‌های اسیدی به اسید سیلیك بسیار رقیق (3/0 درصد وزنی) تبدیل می‌شود كه این اسید سیلیسیك به صورت كلوئیدی (ذرات 3 تا 4 نانومتر) در می‌آید.

وی تصریح كرد: این ماده كاربردهای بسیار زیادی دارد ولی استفاده از آن بسیار سخت است به طوری كه اگر اندك تغییری در غلظت آن ایجاد شود یا ماده دیگری به آن افزوده شود یا حتی در اثر مرور زمان، ماده به حالت ژل در می آید و غیر قابل استفاده می‌شود، بنابراین هم باید مانع از ژل شدن آن شویم و هم باید غلظت آن را بالا ببریم تا قابل استفاده شود. افزایش غلظت محلول مستلزم این است كه ابعاد ذرات كه تا 4 نانومتر است به حدود 12 نانومتر - و نه بیشتر - برسد، چون خواص اصلی این ماده ناشی از همین كوچك بودن ذراتش است.

دكتر فلامكی گفت: رشد اندازه ذرات، نیازمند نشاندن مواد اولیه به عنوان خوراك بر روی این ذرات است و از طرف دیگر باید انرژی كافی هم به این ذرات بدهیم تا بر انرژی اكتیواسیون مربوطه غلبه كنند.

در حالت معمول این فرایند بسیار ظریف ، سخت ، پیچیده و زمان بر است و بیش از چند ساعت محلول اولیه را تحت عملیات قرار می‌دهند چون حتی عدم یكنواختی در PH محیط می‌تواند اثر سوئی بر این سیستم داشته باشد.

عضو هیات علمی پژوهشگاه مواد و انرژی خاطرنشان كرد: تحولی كه در روش ابداعی ایجاد شده و به هر حال به تكنولوژی بالایی هم نیاز دارد، استفاده از تركیبی از سیستم هیدروترمال و سیستمی است كه در آن انرژی حرارتی به صورت انرژی ماكروویو به محیط اعمال می‌شود.

روش كار به این صورت است كه محلول اولیه داخل یك اتوكلاو از جنس شفاف در برابر اشعه ماكروویو، تحت تشعشع قرار می‌گیرد كه این فرایند در فشار بالا صورت می‌گیرد و دما حداكثر تا حدود 170 درجه سانتیگراد بالا می‌رود و به این ترتیب زمان را به شدت كاهش می‌دهد.

وی خاطرنشان كرد: در دمای 160 درجه سانتی گراد اگر از فرایند معمول اتوكلاوینگ استفاده كنیم سه ساعت زمان لازم است تا اندازه و ابعاد ذرات از حدود 5/3 نانومتر به بالای 12 نانومتر برسد ولی با استفاده از این روش، زمان این فرایند به حدود 120 ثانیه می‌رسد و به این ترتیب، كنترل PH و خوراك‌دهی مستمر و سایر دشواری‌ها و پیچیدگی‌های روش معمول در این سیستم وجود ندارد.

دكتر فلامكی در پایان تصریح كرد: سیستم مبتنی بر روش ابداعی را می‌توان از حالت بچ به حالت پیوسته نیز تبدیل كرده و از یك طرف محلول 3/0 درصد را وارد كرد و با اعمال یك فرایند فشینگ محصولی با غلظت بالا را از خروجی گرفت.

روابط عمومی موسسه تبیان