استفاده از فناوری نانو برای پاکسازی منابع آب طبیعی
فناوری نانو، از نانوذرات استفاده می‌کند که به دلیل فوق العاده کوچک بودن، دارای خواص منحصر به فرد و مفیدی هستند که مواد در اندازه ذرات بزرگتر فاقد آن هستند. فناوری نانو از این مزایا برای توسعه فناوری‌های جدید بهره می‌برد که پیش از این امکان‌پذیر نبود. در زمینه حفاظت از محیطزیست، محققان از فناوری نانو برای توسعه روش‌های جدید پاکسازی آلاینده‌ها از منابع آب و هوا، و همچنین توسعه فناوری‌های پایدار که تأثیر منفی فعالیت‌های انسانی بر محیطزیست را با حذف گازهای گلخانه‌ای از اتمسفر، کاهش می‌دهد، استفاده می‌کنند.
فناوری نانو برای کمک به پاکسازی و نظارت بر میزان آلودگی سایت‌های آب آلوده به روش‌های متعدد توسعه داده شده‌است. در درجه اول، به ایجاد روش‌های قابل‌دسترس و مقرون‌به‌صرفه برای پاکسازی منابع آب آشامیدنی طبیعی کمک می‌کند. این روش‌ها امکان تشخیص و تصفیه سریع و کم هزینه آلودگی‌های آب را فراهم می‌کند، فناوری که برای توسعه مناطق در حال توسعه که ایمنی آب در آن تأمین نشده، بسیار ارزشمند است.
مهندسان همچنین از فناوری نانو برای ایجاد غشاهای فیلم نازک با نانوحفره‌ها استفاده کرده‌اند تا نمک‌زدایی با مصرف انرژی کم امکان‌پذیر شود. این فناوری می‌تواند دو تا پنج برابر حجم آب موجود در قلمرو سیستم‌های کنونی را فیلتر کند. دانشمندان همچنین از فناوری نانو برای ایجاد روش‌های جدید برای پاکسازی آلاینده‌های آب صنعتی از منابع زیرزمینی استفاده کرده‌اند. در نهایت، دانشمندان با موفقیت روشی برای پاکسازی روغن از آب را توسعه داده‌اند. این نوآوری از یک "حوله کاغذی" نانوپارچه استفاده می‌کند که از سیم‌های نازک پتاسیم منگنز اکسید بافته‌شده در هم تشکیل شده است که می‌تواند ۲۰ برابر وزن خود روغن جذب کند.
روش‌های ابداعی فناوری نانو بسیاری وجود دارند که برای پاکسازی منابع آب طبیعی توسعه‌یافته‌اند. یکی از کاربردهای بسیار تأثیرگذار فناوری نانو در این زمینه، پاکسازی موفقیت‌آمیز یک اکوسیستم حدوداً ۵۰ هکتاری در پرو بوده‌است.
احیای تالاب‌های آلوده با فناوری نانو
مارینو موریکاوا، دانشمند ژاپنی-پرویی، یک سیستم حباب‌زا نانو ایجاد کرد که حباب‌هایی 10 هزار برابر کوچک‌تر از نوشیدنی‌های غیر الکلی تولید می‌کند. این حباب‌ها به دلیل اندازه کم و منحصر به فردشان می‌توانند به راحتی روی سطح شناور شوند، عملکردی که موریکاوا از آن استفاده کرد و توانست از این حباب‌ها برای انتقال ویروس‌ها و باکتری‌های موجود در آب بهره ببرد. موریکاوا همچنین فیلترهای زیستی خاک رس را ایجاد کرد که قادر به نگه داشتن آلاینده‌ها در سطح آب هستند و می‌توانند به وسیله باکتری طبیعی تجزیه شوند.
موریکاوا در گسترش روش‌های فناوری نانو در تالاب‌های منطقه چانکای پرو، محیط تمیزی ایجاد کرد که برای تشویق پرندگان مهاجر به بازگشت به منطقه کافی بود. منطقه چانکای حدود ۵۰ هکتار از تالاب را تشکیل می‌دهد و درست در شمال لیما واقع شده‌است. موریکاوا با اتکا به منابع مالی و ذخایر خود در سال ۲۰۱۰ کارش را در منطقه آغاز کرد.
در احیای مناطق تالابی، پدر موریکاوا الهام‌بخش پسرش بود و به او اطلاع داد که منطقه‌ای که او در طی دوران کودکی به ماهیگیری رفته بود تخریب و آلوده شده‌است. موریکاوا با استفاده از مدرک خود در علوم محیطزیست از دانشگاه تسوکوبا ژاپن، مأموریت خود را برای پاکسازی منطقه آغاز کرد. موریکاوا در بازدید از تالاب‌ها، دریافت که فاضلاب و دفن زباله زباله غیرقانونی منطقه را آلوده کرده و حیات وحش را به انزوا کشانده است. در این نقطه، تالاب‌ها باتلاقی کثیف و پوشیده از گیاهان آبزی بودند.
هدف موریکاوا ایجاد راهی برای پاکسازی دریاچه‌ها بدون استفاده از مواد شیمیایی شدید بود که باعث آسیب بیشتر به محیط زیست می‌شود. برای انجام این کار، او سیستم میکرو-نانوبوبلینگ را ایجاد کرد که متشکل از حباب‌های کوچکی است که چهار تا هشت ساعت در آب باقی می‌مانند. موریکاوا فیلترهای زیستی خاک رس را اختراع کرد که می‌توانند آلاینده‌های غیر آلی (به عنوان مثال فلزات سنگین و مواد معدنی) را به دام بیندازند و با نگه داشتن آن‌ها روی سطح آب، موجب می‌شوند تا به وسیله باکتری‌ها تجزیه شوند.
نتایج کار موریکاوا در تالاب‌ها چشمگیر بود و به معنی استفاده بالقوه از فناوری نانو در پاکسازی دریاچه‌ها در مکان‌های دیگر است. فقط در مدت 15 روز، تالاب‌ها به سطحی رسیدند که در آزمایشگاه شش ماه طول می‌کشید. این روش نشان می‌دهد که چگونه با کمی کمک، طبیعت می‌تواند راه خود را ادامه دهد.
تا سال ۲۰۱۳، اقدامات موریکاوا این امکان را فراهم کرد تا تالاب‌ها بار دیگر توسط پرندگان آباد شوند. تنها در عرض سه سال، ۶۰ درصد از پرندگان مهاجر (مانند کاکایی فرانکلین) که منطقه را ترک کرده بودند، به زیستگاه خود بازگشتند. پس از آن، موریکاوا توجه خود را به دریاچه تیتیکاکا و مرداب هوآکاچینا معطوف کرد و در آن از فناوری خود برای پاکسازی آب در این مناطق متنوع زیست‌محیطی استفاده کرد.
درباره نویسنده «سارا مور»
سارا کارشناسی روانشناسی، کارشناسی ارشد علوم اعصاب شناختی و بالینی دارد. او پس از مطالعه روانشناسی و علم اعصاب، به سرعت لذت و شادی خود را در تحقیق و نوشتن مقاله‌های تحقیقاتی پیدا کرد.
سارا افتخار می‌کند که نزدیک به ۵ سال به عنوان نویسنده، پژوهشگر و ویراستار با تعدادی از صنایع همکاری کرده و مجموعه‌ای از آثار را تولید کرده‌است.