سایت صنعت و بازار | مقالات و گزارش ها | کاربردهای فناوری نانو در محصولات تجاری صنعت محیط زیست
حوزه های صنعتـــی
حوزه های صنعتـــی
مشاهده گزارش

کاربردهای فناوری نانو در محصولات تجاری صنعت محیط زیست

تاریخ : ۱۳۹۶/۰۶/۰۸ تعداد بازدید :‌ ۱۶۳۰
نویسندگان : امیرمحمود بخشایش-نویسنده اول ، صبا شرف الدین زاده-نویسنده دوم
بر اساس تعریف استاندارد ISO TS 18110 به هر محصول تجاری جهت حفظ سلامت محیط طبیعی که در آن از فناوری نانو استفاده شده باشد، محصول فناوری نانوی صنعت محیط زیست گفته می شود. بر اساس آمار سایت استت‌نانو، تا ابتدای سال 1396، اطلاعات 487 محصول نانویی در حوزه صنعت محیط زیست که به‌وسیله‌ی 148 شرکت تولیدی از 28 کشور مختلف به بازارهای جهانی عرضه شده‌، در بانک اطلاعاتی محصولات فناوری نانو (NPD) به آدرس http://product.statnano.com به ثبت رسیده است. کنترل آلودگی هوا، آب و خاک از جمله حوزه های صنعتی است که برندهای تجاری آن‌ها به‌وسیله‌ی این بانک اطلاعاتی رصد شده است. پنج کشور برتر به لحاظ تعداد برند عرضه شده در بازار، ایالات متحده، کره جنوبی، چین، کانادا و آلمان هستند. تحلیل NPD نشان می دهد که کشورهای سه قاره آمریکا، آسیا و اروپا به ترتیب با 50، 31 و 19 درصد بیشترین سهم را در تولید محصولات مرتبط با حفاظت از محیط زیست داشته اند. شرکت های تولیدی عمدتاً از غشاها و فیلترهای دارای تخلخل نانویی جهت حذف آلودگی‌ها، باکتری‌ها و ذرات معلق موجود در آب، خاک و هوا استفاده کرده اند. نانوذرات نقره، دی اکسید تیتانیم، طلا و کربن سیاه از دیگر نانوموادی هستند که از آن‌ها جهت ایجاد و یا بهبود خواص محصولات استفاده شده است.

محیط زیست را طیف وسیعی از دانش‌های متفاوت از علوم پایه تا مهندسی در بر گرفته که دارای تأثیرات غیر قابل انکار بر زندگی یک فرد یا گونه است. هر محصول تجاری که به منظور حفظ سلامت محیط طبیعی یعنی آب، خاک و هوا باشد و در آن مطابق با تعریف استاندارد ISO TS 18110 از فناوری نانو استفاده شده باشد را محصول فناوری نانوی صنعت محیط زیست میگویند. بر اساس آمار سایت استت‌نانو، تا انتهای سال 1395، اطلاعات 487 محصول نانویی در حوزه صنعت محیط زیست که به‌وسیله‌ی 148 شرکت تولیدی از 28 کشور مختلف به بازارهای جهانی عرضه شده، در بانک اطلاعاتی محصولات فناوری نانو (NPD) به ثبت رسیدهاست. در حوزه صنعتی کنترل آلودگی آب‌ها، انواع محصولاتی چون اسمز معکوس ، سیستم یون‌زدایی خازنی ، دستگاه‌های تصفیه و یونیزه‌کننده آب، سیستم‌های متحرک هیدروژنی ، فیلترها و غشاها، دستگاه‌های اداری تهیه آب سرد و جوش، منعقد کننده‌ها و سورفکتنت‌ها رصد شدهاست. تصفیه‌کننده هوا ، تهویههای مطبوع هوا ، سنسور اخطار دهنده نشت گاز، سنسور تعیین سطح آلودگی هوا، کاتالیست‌ها، رطوبت سازها، رطوبت‌گیرها و کارتریج حذف‌کننده گرد و غبار از جمله محصولات عرضه شده در زمینه کنترل آلودگی هوا در بازارهای جهانی هستند. محصولاتی مانند اصلاح کننده‌های خاک نیز در این بانک اطلاعاتی به چشم میخورد. شرکتهای مطرح به لحاظ تعداد برند ثبت شده در بانک محصولات فناوری نانو عبارتند از: TriSepCorporation، Dow Chemical Company، Nanostone Water، Applied Membranes، LG Electronics، Hunan Keensen Technology، Chanson Water Ionizers، Health Air Technology، Caware Int'l Co و Nordic Air Filtration. پنج کشور برتر به لحاظ تعداد برند عرضه شده در بازار، ایالات متحده، کره جنوبی، چین، کانادا و آلمان هستند (شکل 1). همان‌طور که مشخص است حدود 45 درصد از محصولات ثبت شده ساخت کشور ایالات متحده است که نشان دهنده اهمیت این کشور نسبت به محیط زیست است. تحلیل NPD نشان میدهد که کشورهای سه قاره آمریکا، آسیا و اروپا به ترتیب با 50، 31 و 19 درصد بیشترین سهم را در تولید محصولات مرتبط با حفاظت از محیط زیست داشتهاند.
مهمترین ویژگی مورد نیاز در محصولات محیط زیست آن است که آلودگیها، باکتری‌ها و ذرات معلق موجود در آب، خاک و هوا حذف شوند. طبق تحلیل NPD خواص آنتی باکتریال، حذف آلاینده‌ها و قارچها، مقاومت در برابر خوردگی سیستم مورد استفاده برای حفاظت محیط زیست، کاهش مصرف انرژی، رطوبت زدایی و خودتمیزشوندگی، قابلیت کاهش سختی آب از طریق حذف یونها و مواد ارگانیک، شار عبوری بالا ناشی از سطح ویژه مناسب نانومواد، فشار کاری پایین، پایداری حرارتی، حذف بوی بد محیط و محافظت در برابر اشعه فرابنفش بیشترین فراوانی را میان محصولات رصد شده داشته‌اند. در جدول 1 مقایسه‌ای بین انواع محصولات صنعت محیط زیست به تفکیک ویژگی‌ها و نانومواد مهم موجود در آن‌ها صورت گرفته است. طیف وسیعی از مواد نانوساختار در محصولات رصد شده گزارش شدهاست که نانوذرات نقره، دی اکسید تیتانیم، طلا، کربن سیاه، اکسید منگنز، اکسید آهن و زئولیت پرکاربردترین آن‌ها هستند که در ادامه نقش تعدادی از آن‌ها در محصولات این صنعت به اختصار بررسی می‌شود: 
1- نانوذرات نقره به مرور زمان یونهای Ag+ را از خود ساطع میکنند. این یونها طی واکنش جانشینی باندهای HS- را در جداره میکرو ارگانیسم به باندهای AgS- تبدیل میکنند که نتیجه این واکنش تاتوره شدن و تلف شدن میکرو ارگانیسم است و به این ترتیب خاصیت آنتی باکتریال و ضدبوی قوی از خود نشان میدهد. 
2- زئولیت‌ها مواد جاذب با ساختار شبکه‌ای متخلخل‌ هستند که عمدتاً از آلومینوسیلیکات تشکیل شده‌اند. هدف اصلی بهکارگیری این نانومواد در محصولات محیط زیست حذف آلودگی‌ها با مکانیزم جذب سطحی است. در 10 درصد از محصولات محیط زیست ثبت شده در بانک محصولات فناوری نانو از نانوساختارهای زئولیت استفاده شدهاست. این محصولات تماماً در حوزه کنترل آلودگی خاک کاربرد دارند. از میان شرکتهای رصد شده فعال در این حوزه می‌توان به Bear river zeolite، Zeotech Corporation، Zeolite Australia، IDA-ORE، KMI Zeolite، Greenmaker، Grigg Brothers، Enviro Veritas و Richgro اشاره کرد.
3- شرکت کره‌ای LG Electronics Inc را می‌توان پیشتاز استفاده از نانوذرات طلا در این حوزه صنعتی دانست. این شرکت پوششی از نانوذرات طلا را برروی فیلترهای تعبیه شده در سیستم‌های تصفیه هوای خود لایه نشانی میکند که در حذف آلودگی‌های محیطی مؤثر خواهند بود. از دیگر ویژگیهای مهم نانوذرات طلا میتوان به زیست سازگار بودن و عدم سمیت اشاره کرد. 
4- نانوذرات اکسید منگنز دارای به خاطر سطح ویژه بالا، خاصیت کاتالیستی بالاتری نسبت به ذرات بالک اکسید منگنز از خود نشان می‌دهند. به همین دلیل بهعنوان کاتالیست‌های مورد استفاده در حذف آلودگی‌های محیط زیست مورد استفاده قرار می‌گیرند. سه شرکت American Elements، US Research Nanomaterials و Zhengzhou Dongyao Nano پیشتازان تولید محصولات فناوری نانو با بهکارگیری از این نانوذرات هستند. 
5- نانوذرات دی اکسید تیتانیم دارای خاصیت فتوکاتالیستی قوی هستند که در نتیجه آن می‌تواند در محصولات مرتبط با محیط زیست به حذف بهتر باکتریها، ویروسها، قارچها و آلودگیها کمک کند. سیستم‌های تصفیه‌کننده هوا و سنسورهای هشدار دهنده نشت گاز از مهمترین انواع محصولاتی هستند که با استفاده از این نانوماده تولید و عرضه شده‌اند. دو شرکت PBA air quality solution و Sensigent از ایالات متحده فعالترین تولید کنندگان محصولات فناوری نانو در حوزه کنترل آلودگی محیط زیست با کمک این نانوماده هستند.
ویژگی فناوری نانو انواع محصولات
آنتی‌باکتریال نانوذرات نقره، دی‌اکسیدتیتانیم و نانوفیبرهای کربنی، نانوتیوب کربنی، نانومتخلخلها، نانوذرات دی اکسید سیلیسیم، نانوذرات کربن سیاه تهویه مطبوع هوا، تصفیه‌کننده هوا، تنظیم‌کننده رطوبت هوا، غشا، فیلتر، سیستم فیلتراسیون
حذف آلودگی‌های هوا نانوذرات نقره، دی‌اکسیدتیتانیم زئولیت و غشاهای نانومتخلخل کارتریج کاهش گرد و غبار، محصولات کنترل آلودگی خاک، تهویه مطبوع هوا، تصفیه‌کننده هوا، تنظیم‌کننده رطوبت هوا
ضد بو زئولیت، نانوذرات نقره تهویه مطبوع هوا، تصفیه‌کننده هوا، تنظیم‌کننده رطوبت هوا، کارتریج کاهش گرد و غبار، محصولات کنترل آلودگی خاک
مقاومت به خوردگی نانوذرات طلا و نقره سیستم‌های تصفیه هوا
کاهش مصرف انرژی نانوذرات طلا و نقره، نانومتخلخلها، نانوذرات دی اکسید سیلیسیم، نانوذرات دی اکسید تیتانیم، نانوذرات اکسید روی سیستم‌های تهویه مطبوع هوا، غشا، فیلتر، سیستم فیلتراسیون، سیستم یون زدای خازنی
کاهش رطوبت نانوذرات نقره سیستم‌های تصفیه هوا و تنظیم رطوبت
خودتمیزشوندگی نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیم و نقره سیستم‌های تصفیه هوا
ضد آلرژی/ حذف آلاینده‌های آلرژی‌زا نانوذرات نقره سیستم‌های تصفیه هوا
ضد قارچ نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیم سیستم‌های تهویه مطبوع هوا
محافظت در برابر اشعه فرابنفش نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیم سیستم‌های تهویه مطبوع هوا
کاهش سختی آب نانومتخلخلها، نانوذرات دی اکسید سیلیسیم، نانوذرات دی اکسید تیتانیم، نانوذرات نقره، نانوتیوب کربنی، نانوذرات کربن سیاه غشا، فیلتر، سیستم فیلتراسیون، اسمز معکوس
غشا، فیلتر، سیستم فیلتراسیون، سیستم یون زدای خازنی، اسمز معکوس

اطلاعات بیشتر در خصوص محصولات فناوری نانو صنعت محیط زیست موجود در بازارهای جهانی در وبسایت NPD قابل دسترسی است: 
http://product.statnano.com/industry/environment
  

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)