در این پژوهش روشی ابداع شده است که غشاهایی با کارایی بسیار زیاد از طریق بارگذاری یک نانوساختار هیبریدی میزبان-مهمان در ماتریس پلی ایمید سنتز شده و تهیه یک نانوکامپوزیت جدید، مورد بررسی قرار گرفت.
استراتژی اصلی و نوآورانه این پژوهش، طراحی و اجرای استفاده همزمان از یک دی آمین، هم برای سنتز مونومر مورد استفاده در ساخت پلی‌ایمید و هم در ساختار کمپلکس هیبریدی فلزی-آلی محصور شده در ساختار زئولیتی (نانوکامپوزیت) می‌باشد که با این روش نقص روش‌های پیشین درخصوص عدم وجود سازگاری مناسب در سطح مشترک بین ذره و ماتریس پلیمری از طریق افزایش قابل توجه سازگاری ذره-پلیمر به طور قابل توجهی از بین رفت.
همچنین عملکرد جداسازی گاز دیاکسیدکربن، از طریق استفاده کاربردی مطلوب از گروه‌های عاملی موجود در ساختار هیبریدی ذره و همچنین پلی ایمید سنتز شده، به شکل چشمگیری افزایش یافت. نتایج این پژوهش نشان داد که با استفاده از این روش سنتزی جدید، می‌توان سیستم‌های غشایی ترکیبی سازگار هدفمند و مهندسی شده برای اهداف تجاری طراحی کرد.
این پژوهش که توسط تیم تحقیقاتی گروه مهندسی شیمی دانشگاه اراک در سال ۲۰۲۰ میلادی به انجام رسیده است در مجله معتبر Journal of Materials Chemistry A به چاپ رسیده است.
نشریهJournal of Materials Chemistry A یکی از مجلات بسیار معتبر علمی در تمام حوزه‌های تولید مواد، خواص و کاربردهای مربوط به ذخیره و تبدیل انرژی و پایداری فعالیت است. این مجله در سال ۲۰۱۷ دارای ضریب تاثیر ۱۰/۷۷۳ بوده است.
امروزه فناوری غشایی به عنوان یک روش موثر و فراگیر برای جداسازی‌های گوناگون در صنایع شناخته شده است. با این وجود، کارهای تحقیقاتی زیادی به منظور توسعه مواد و فناوری‌های جدید در این عرصه در حال انجام است. پلیمرها به عنوان پرکاربردترین مواد در زمینه تهیه غشاهای مورد نیاز این صنعت در حال رشد بوده و هر روز روش های جدیدی برای بهبود و اصلاح کارایی آنها در این خصوص ارائه می شود.
با وجود اینکه طی سال های طولانی از غشاهای ماتریس ترکیبی (پلیمر-معدنی) برای جداسازی دیاکسیدکربن از مخلوط گازها استفاده شده است، اما بسیاری از مواد پیشرفته جدید در سال‌های اخیر به سرعت در حال ظهور بوده‌اند.
این پیشرفت ها شامل استفاده گسترده از مواد سنتزی عامل‌دار شده می‌باشد تا قابلیت تهیه غشاهای ترکیبی سازگار فراهم شود و عملکرد جداسازی گاز در این غشاها به طور قابل توجهی ارتقا یابد.
امروزه، طیف وسیعی از کارکردهای قابل تصور برای مواد متخلخل وجود دارد که بسیار گسترده‌تر از گذشته است. این موضوع مرهون پیشرفت‌های سریع در طراحی ساختارهای جدید است که موجب ظهور روش جدیدی برای شناسایی و انتخاب صحیح بهترین مواد برای اهداف خاص جداسازی گاز شده است که فرصت ها و چشم اندازهای جذاب بسیاری را ایجاد کرده است.
خواص مطلوب نانوکامپوزیت‌های هیبریدی میزبان-میهمان که با محصور کردن یک ترکیب نانومقیاس فلزی-آلی (میهمان) در حفره‌های یک نانوساختار معدنی (میهمان) مانند زئولیت سنتز می‌شوند، موجب ارائه یک رویکرد جدید بوسیله تیم تحقیقاتی دانشگاه اراک، به عنوان یک روش اصلاح جایگزین از طریق طراحی کمپلکس‌های فلزی-آلی بر اساس توانایی عملکردی آنها در تولید نانوساختارهای دارای کارایی بسیار زیاد شد.
از سوی دیگر پلی‌ایمید‌های سنتزی، در حال حاضر به عنوان یکی از مهمترین و پرکاربردترین مواد مورد استفاده در تهیه غشاهای تجاری هستند که فناوری تولید آنها تنها در دست مراکز تحقیقاتی بسیار محدودی در چند کشور پیشرفته می‌باشد.
انتهای پیام/ ر