جدید ترین روش گند زدایی و تصفیه آب توسط پلاسما

پلاسما یک گاز یونیزه است به عبارتی گازی حاوی الکترون ها، یون ها، اتم ها، مولکول ها، رادیکال ها و فوتون ها.که به آن حالت چهارم ماده می گویند و در کمال تعجب، در همه چیز نفوذ می کند. پلاسماها که به‌طور مصنوعی با انتقال انرژی به گاز تولید می‌شوند، در لوله‌های فلورسنتی یافت می‌شوند که آشپزخانه‌ها را روشن می‌کنند، اما همچنین به موبایل‌ها اجازه می‌دهند کوچک‌تر و کوچک‌تر شوند.

پلاسما یک انقلاب واقعی در دنیای فناوری بوده است. پیش از این، برای حک کردن مدارها بر روی صفحات سیلیکونی مورد استفاده در وسایل الکترونیکی مانند تلفن همراه و استفاده از محصولات شیمیایی آلاینده ضروری بود. در حال حاضر استفاده از پلاسما این امکان را فراهم کرده است که این کار را با دقت و تیزبیتی بیشتری انجام دهیم چون  این امکان وجود دارد که شکاف ها را کوچکتر و کوچکتر کنیم و به همراه آنها دستگاه ها را نیز کوچکتر کنیم.

اما پلاسما کاربردهای دیگری نیز دارد، مانند تصفیه آب. گروه FQM-136 فیزیک پلاسما و FQM-346 کاتالیز آلی و مواد نانوساختار در دانشگاه کوردوبا در یک مطالعه تحقیقاتی با هدف حذف آلاینده‌های موجود در آب با استفاده از پلاسما برای ترویج فرآیندهای شیمیایی همکاری کردند.

با هدف مقابله با مشکل افزایش حضور آلاینده‌های آلی در آب‌ها، مانند رنگ‌ها و سایر ترکیبات حاصل از فعالیت‌های کشاورزی و صنعتی در آب‌هایی که اکوسیستم‌ها را بی‌ثبات می‌کنند، این محققان استفاده از پلاسما را انتخاب کردند.

در سال ۲۰۱۷، آنها برای اولین بار نشان دادند که پلاسمای آرگون القا شده توسط امواج مایکروویو به هوا، هنگام اثر بر روی آب، گونه‌های واکنشی حاوی اکسیژن و نیتروژن (مانند رادیکال‌های هیدروکسیل، پراکسید هیدرونوس، رادیکال‌های نیتروژن) را در آن تولید می‌کنند که اثر ضد آلودگی دارد. اکنون محققان موفق به طراحی راکتوری از این نوع پلاسما شده اند و میزان تولید این گونه های فعال در آب را به میزان قابل توجهی افزایش داده و در نتیجه تخریب غلظت های بالا را ممکن می سازند. در این آزمایش از رنگهایی مثل متیلن بلو استفاده شد که تنها در عرض چند دقیقه از بین رفتند.

این امر با تغییر طراحی سورفاترون، دستگاه فلزی که انرژی تولید کننده مایکروویو را با پلاسما مخلوط می کند تا آن را حفظ کند، به دست آمد. پروفسور ماریا توضیح داد: «کاری که ما انجام داده‌ایم این است که یک قطعه کوچک سیلیکون را در لوله تخلیه کوارتز قرار داده‌ایم که اجازه می‌دهد پلاسمای متفاوتی تولید شود، پلاسمایی که رشته‌ای نیست و در ایجاد گونه‌های فعال در هنگام تعامل با آب کارآمدتر است».

پروفسور سی گارسیا یکی از اعضای تیم تحقیقاتی افزود اجزای پلاسما فوق الذکر، هنگام تعامل با آب، گونه های اکسید کننده ای تولید می کنند که قادر به تجزیه ترکیبات آلی و کشتن میکروارگانیسم ها هستند، که به این راکتور پلاسما اجازه می دهد تا در برنامه های مربوط به تصفیه و گند زدایی آب استفاده شود. بنابراین این پیکربندی جدید، کاربرد این نوع پلاسما را گسترش می دهد. این طرح به طور کامل پیکربندی میدان الکترومغناطیسی تولید شده توسط سورفاترون را برای ایجاد پلاسما تغییر می‌دهد و در نتیجه پلاسمایی با خواص متفاوت و کارآمدتر به دست می‌آید و همچنین مشکل رشته‌بندی (تقسیم ستون پلاسما به رشته‌های زیادی) را که باعث بی‌ثباتی می‌شود، از بین می‌برد.

 پروفسور فرانسیسکو جی رومرو در باره خاصیت ضد آلودگی پلاسما گفت: «آن دسته از اکسیدکننده‌ که در اثر عمل پلاسما ایجاد می‌شوند، بسیار واکنش‌پذیر هستند و امکان نابودی مواد آلی داخل آب را فراهم می‌کنند». برای اینکه این اتفاق بیفتد، پلاسما وارد آب نمی شود. بلکه به گونه ای ساخته شده است که از راه دور عمل کند، به طوری که بین آب و پلاسما منطقه ای از هوا وجود دارد که در آن واکنش های متعددی به دلیل برخورد بین گونه های برانگیخته و مولکول های اکسیژن، نیتروژن و بخار آب رخ می دهد. 

پتانسیل ضد آلودگی این نوع پلاسما، تولید شده با این طرح جدید، برای کاهش غلظت های بالای رنگ متیلن بلو در آب، با نتایج بسیار کارآمد از نظر انرژی، دستیابی به حذف کامل رنگ در کاهش زمان های تصفیه، آزمایش شده است. محقق خوان آمارو گفت.

بنابراین، با این کار، پیشرفت در یکی از کاربردهای پلاسما حاصل می‌شود، آن «حالت چهارم ماده» که با تأمین یک گاز پایدار با انرژی و تبدیل آن به گاز یونیزه ایجاد می‌شود، که تقریباً برای همه چیز قابل استفاده است: ساخت ریزتراشه‌ها، ضدعفونی کردن سطوح، التیام زخم ها، رسوب پوشش های ضد انعکاس روی شیشه ها، بهبود جوانه زنی بذر، بازیابی ضایعات، فعال کردن سطح پلاستیک ها برای دستیابی به چسبندگی بهتر رنگ و کاربردهای بی شمار دیگر.

نظرات خود را با ما درمیان بگذارید

دیدگاهتان را بنویسید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

مطالب مرتبط

به کمک نیاز داری؟ با ما در تماس باشید!
شروع گفتگو
سلام! برای چت در WhatsApp روی یکی از اعضای زیر کلیک کنید
معمولا در عرض چند دقیقه پاسخ می دهیم

سوال خود را مطرح کنید

سوال خود را مطرح کنید

سوال خود را مطرح کنید

سوال خود را مطرح کنید

سوال خود را مطرح کنید