ساخت نانو جاذب های آلی_فلزی به منظور جذب و ذخیره سازی متان در معادن زغال سنگ

سیزدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: ساخت نانو جاذب های آلی_فلزی به منظور جذب و ذخیره سازی متان در معادن زغال سنگ
نام ارائه دهنده/دهند گان: ریحانه جلال آذر و شقایق رستمی
زمینه و نوع پروژه: شیمی
درجه سختی: دشوار
نام مدرسه: دبیرستان فرزانگان 3

 چکیده پروژه
در این پژوهش سعی شده است تا به جای استفاده از حسگرها به منظور شناسایی گازها روشی برای جذب این گازها و تبدیل آن ها به موادی مفید با کاربردهای متنوع ایجاد شود. برای این کار از نانو جاذب های آلی-فلزی برای جذب این گازها استفاده شد که علاوه بر جذب گازها قابلیت بهره بری از آن ها در موارد گوناگون را نیز دارد. همچنین می توان از این نانو جاذب ها بر روی صفحاتی متحرک در معادن استفاده کرد.

مقدمه
هر ساله تعداد زیادی از افراد در اثر نشت گاز های آتش زا از جمله متان یا نشت گاز های سمی مثل کربن دی اکسید که باعث انفجار معادن یا خفگی معدن چیان می شود جان می بازند. با توجه به تحقیقات انجام شده اکثر انفجارات در اثر نشت همین گازها (کربن دی اکسید و متان) در معادن زغال سنگ بوده است. بر اساس آمار به دست آمده آخرین انفجار در معدن زغال سنگ ایران قریب به 34 نفر کشته داده است. با بررسی شمار بالای کشته شدگان به اهمیت وجود ماده یا وسیله ای جهت خنثی سازی شناسایی یا جمع آوری این مواد پی می بریم. در جهت انجام این کار شناساگرها و حسگرهای فراوانی از جمله شناساگرهای گاز مادون قرمز که با وجود عملکرد مناسب و شناسایی دقیق و به موقع قادر به جلوگیری از این انفجارات نبوده اند، وجود دارد. علت اتفاق افتادن این حادثه عدم توجه معدن چیان به علایم و هشدارهای این حسگرها به دلیل خستگی معدن چیان و تاریکی بوده است. در این پژوهش سعی شده است تا به جای استفاده از حسگرها به منظور شناسایی گازها روشی برای جذب این گازها و تبدیل آن ها به موادی مفید با کاربردهای متنوع ایجاد شود. برای این کار از نانو جاذب های آلی-فلزی برای جذب این گازها استفاده شد که علاوه بر جذب گازها قابلیت بهره بری از آن ها در موارد گوناگون را نیز دارد. همچنین می توان از این نانو جاذب ها بر روی صفحاتی متحرک در معادن استفاده کرد.
 
هدف
هدف از انجام این پروژه، نجات معدن چیان به ویژه معدن چیان معادن زغال سنگ و کاهش نسبی شمار جانباختگان این حوادث است. با عملی شدن این پروژه، محیطی با ایمنی بیشتر برای معدن چیان فراهم می شود. در طی انجام این پروژه، اطلاعات زیادی درباره انواع گاز های کشنده، شناساگرهای موجود، مواد جذب کننده این گازها و همچنین روش تبدیل این گازها به موادی مفیدتر کسب شد.

روش
پروژه حاضر از لحاظ هدف کاربردی و از لحاظ روش از نوع پژوهش‌های آزمایشی بود. در پروژه حاضر دانش آموزان ابتدا به جستجو در اینترنت و بررسی مواد جاذب گاز پرداختند. سپس با استفاده از وسایل و مواد آزمایشگاهی و نانو سیلیس قدام به ساخت ماده ای برای جذب گازهای خطرناک در معادن پرداختند. ماده به دست آمده به صورت پوششی بر روی صفحات متحرک و قابل حمل، قرار داده شد و پوشش تهیه شده جهت تست، اندازه گیری و مقایسه میزان جذب متان به دانشگاه فرستاده شد.

 مهارت های کسب شده
1. آشنایی با شیوه انجام کار گروهی
2. آشنایی با شیوه های جستجو در اینترنت
3.  آشنایی با شیوه انجام پژوهش و نوشتن مقاله
4.  آشنایی با نحوه ارائه گزارش عملکرد
5.  آشنایی با روش ایده یابی (توفان مغزی)
6. آشنایی با مهارت کاربرد ابزار و وسایل مورد نیاز
7. آشنایی با پروپوزال نویسی
8. آشنایی با نحوه انجام آزمایش
9. آشنایی با انواع گازهای خطرناک
10.آشنایی با مسائلی که معدن چیان با آن مواجه اند
11.  آشنایی با شیوه های جذب گاز

 پروژه حاضر در پی حل مشکل کدام قشر از افراد بود؟ معدنچیان
1.معدن چیان
2.کشاورزان
3.معماران
4. روزنامه نگاران

مطالب مرتبط:
نکات جالبی درباره ی گازها
انبساط و انقباض گازها

تهیه کننده: مهدی رحمانی - تنظیم کننده: محبوبه همت