استفاده از ضایعات کارخانه‌های آبجوسازی برای سنتز نقاط کوانتومی کربنی
چند سالی است که از غلات مصرف‌شده، یعنی باقیمانده غلات کارخانه‌های آبجوسازی، در خوراک دام استفاده مجدد می‌شود.
این ماده همچنین می‌تواند در فناوری نانو مورد استفاده قرار گیرد. تیم پروفسور فدریکو رُزی در مؤسسه ملی تحقیقات علمی (INRS) نشان داده است که می‌توان از ضایعات کارخانه‌های آبجوسازی کوچک به عنوان منبع کربن برای سنتز نقاط کوانتومی استفاده کرد.
این کار که با همکاری کلودیان اوله-پلاموندون از مدرسه عالی فناوری (ÉTS) انجام شده است، در مجله انجمن سلطنتی شیمی، RSC Advances، منتشر شده است.
نقاط کوانتومی که اغلب به عنوان “اتم‌های مصنوعی” در نظر گرفته می‌شوند، در انتقال نور استفاده می‌شوند.
با طیف وسیعی از خواص فیزیکی وشیمیایی ، این نوع فناوری نانو با موفقیت به عنوان حسگر در زیست‌پزشکی یا به عنوان LED در نمایشگرهای نسل بعدی مورد استفاده قرار گرفته است.
اما یک اشکال وجود دارد، نقاط کوانتومی فعلی با فلزات سنگین و سمی مانند کادمیوم تولید می‌شوند.
ولی کربن جایگزین جالبی است، هم به دلیل زیست‌سازگاری و هم به دلیل دسترسی آسان.
رویکردی سازگار با محیط زیست
انتخاب ضایعات کارخانه‌های آبجوسازی به عنوان ماده اولیه، توسط دانیل بنتی، دانشجوی فوق دکترا در INRS، و اورل تیبو انکومالئو، دانشجوی کارشناسی ارشد در ÉTS که این کار را انجام دادند، صورت گرفت. اساساً، آنها می‌خواستند آزمایش‌های مختلفی را با استفاده از مواد در دسترس انجام دهند.
به این ترتیب دانشمندان برای به دست آوردن بقایای غلات خود با Brasseurs de Montréal همکاری کردند.
پروفسور رُزی می‌گوید: «استفاده از غلات مصرف‌شده، هم رویکردی سازگار با محیط زیست در مدیریت پسماند و هم ماده اولیه‌ای جایگزین برای سنتز نقاط کوانتومی کربنی، از منظر اقتصاد چرخشی، برجسته می‌کند.»
مزیت استفاده از ضایعات کارخانه‌های آبجوسازی به عنوان منبع نقاط کوانتومی کربنی این است که به طور طبیعی با نیتروژن و فسفر غنی شده است. این امر نیاز به مواد شیمیایی خالص را از بین می‌برد.
کلودیان اولت-پلاموندون، رئیس تحقیقات کانادا در زمینه مصالح ساختمانی چندمنظوره پایدار در ÉTS، می‌گوید: «این تحقیق بسیار سرگرم‌کننده بود و روشن کرد که با محصولات جانبی آبجو چه کارهایی می‌توانیم انجام دهیم.
علاوه بر این، ÉTS در محل کارخانه آبجوسازی سابق داو، یکی از کارخانه‌های اصلی آبجوسازی در کبک تا دهه ۱۹۶۰، واقع شده بود. بنابراین پیوندی تاریخی و میراثی با این کار وجود دارد.»
یک روش قابل دسترس
علاوه بر استفاده از مواد زیستی، تیم تحقیقاتی می‌خواست نشان دهد که تولید نقاط کوانتومی کربنی با روش‌های رایج امکان‌پذیر است.
دانشمندان از یک اجاق مایکروویو خانگی برای کربنیزه کردن دانه‌های مصرف‌شده استفاده کردند که منجر به تولید پودر سیاه شد.سپس آن را با آب مقطر مخلوط کرده و دوباره به اجاق مایکروویو بازگرداندند. عبور از سانتریفیوژ و فیلتراسیون پیشرفته امکان دستیابی به نقاط کوانتومی را فراهم کرد.
محصول نهایی آنها قادر به شناسایی و تعیین کمیت فلزات سنگین و همچنین سایر آلاینده‌هایی بود که بر کیفیت آب، محیط زیست و سلامت تأثیر می‌گذارند.
گام‌های بعدی، توصیف این نقاط کوانتومی کربنی از ضایعات کارخانه‌های آبجوسازی، فراتر از اثبات مفهوم، خواهد بود. تیم تحقیقاتی متقاعد شده است که این فناوری نانو پتانسیل تبدیل شدن به حسگرهای تشخیص پیشرفته برای محلول‌های آبی مختلف، حتی در سلول‌های زنده را دارد.
تاریخ:1404/3/5
مهسانعمتی
