روش جدیدی برای تبدیل زباله به گرافین با ارزش

27 ژانویه 2020 – Science Daily News

فرایندی جدید که در آزمایشگاه شیمی دانشگاه رایس ابداع شده می‌تواند هرگونه منبع کربن را به تکه‌های با ارزش گرافین تبدیل کند. این فرایند سریع و ارزان است. فن "فلاش گرافین" می‌تواند یک تن زغال سنگ، ته مانده غذایی یا پلاستیک را با کسری از هزینه روشهای دیگر به گرافین تبدیل کند (گرافین یک آلوتروپ دوبعدی کربن به شکل یک شبکه دوبعدی شش ضلعی است که در هر راس شش ضلعی یک اتم کربن قرار دارد. گرافین عنصر ساختاری اصلی برخی مواد مانند گرافیت، زغال سنگ، نانولوله‌های کربنی و فلورین‌هاست).

در سراسر دنیا بین 20 تا 40 درصد مواد غذایی به دور انداخته شده و ضایعات پلاستیکی منشا نگرانی هستند. تاکنون روشهایی برای تبدیل تمام مواد کربنی از جمله ضایعات پلاستیکی و تایرهای لاستیکی به گرافین ابداع شده است.

فلاش گرافین با گرما دادن مواد حاوی کربن تا 3000 درجه کلوین در مدت ده هزارم ثانیه  بوجود می‌آید. این مواد می‌توانند هرچیزی که حاوی کربن است باشند از ضایعات غذایی گرفته تا زغال سنگ و تراشه چوب. بهای تجاری گرافین در حدود 67000 تا 200000 دلار در هر تن است و بدین سبب آینده این فرایند می‌تواند بسیار درخشان باشد.

تولید سیمان در حدود 8 درصد دی اکسید کربن تولید شده توسط انسان را به خود اختصاص می‌دهد. با تقویت سیمان توسط گرافین، می‌توان از سیمان کمتری برای بنا استفاده کرد و تولید و حمل آن نیز هزینه کمتری می‌گیرد. نتیجه مهمتر کاهش تولید دی اکسیدکربن در تولید سیمان است.

تبدیل ضایعات به مواد با ارزش کلید اقتصاد مبتنی بر چرخه است. روزبه شهسواری از نویسندگان مقاله‌ای که دانشگاه رایس در این زمینه در نشریه نیچر به چاپ رسانده و استادیار مهندسی عمران و محیط زیست در دانشگاه رایس و رییس شرکت C-Crete Technologies است. به گفته او گرافین در اینجا هم به عنوان یک قالب دوبعدی و هم یک عامل تقویت کننده عمل می‌کند که آبگیری سیمان و سپس تقویت آن را کنترل می‌نماید.

در گذشته استفاده از گرافین بسیار گران بود. فرایند فلاش هزینه آن را کاهش زیادی داده و امکان مدیریت بهتر ضایعات را فراهم ساخته است.

این فرایند در راستای اقدام اخیر دانشگاه رایس برای آینده بدون انتشار گازهای آلاینده که هیدروکربنهای نفت و گاز را برای تولید گاز هیدروژن و کربن جامد بکار می گیرد تا انتشار دی اکسید کربن به حداقل خود برسد. فرایند فلاش گرافین می تواند کربن جامد را به گرافین برای تولید بتن، آسفالت، ساختمانها، خودروها، لباس و ... تبدیل کند.

ویژگی خوب دیگر این فرایند تولید گرافیت توربو استراتیک است که به شکل لایه های غیر همراستا بوده و جداسازی آنها آسان است. این لایه ها سریعا در محلول یا با آمیخته شدن در کمپوزیت ها از هم جدا می شوند.

منبع:

Materials provided by Rice University. Note: Content may be edited for style and length.

تحلیل بلورها، مکان قدیمی‌ترین برخورد شهاب سنگ به زمین را آشکار ساخت

22 ژانویه 2020

تحلیل شیمیایی بلورهای کهن، پرده از برخورد یک شهاب سنگ در استرالیا برداشتد که به 2.229 میلیارد سال قبل بازمی‌گردد. این، قدیمی‌ترین برخورد ثبت شده است.

شهابسنگ زمانی به سیاره ما برخورد کرد که زمین از یخ پوشیده شده بود و پژوهشگران بر این باورند که در نتیجهه این برخورد ابر عظیمی از بخار آب به اتمسفر وارد شد که به عوان گاز گلخانه‌ای عمل کرده و موجب گرم شده سیاره زمین شد. بلورهای تحت مطالعه در سال 2014 در مکانی به فاصله 620 کیلومتری پرث در غرب استرالیا گردآوری شده‌اند. در این مکان در بیش از 2 میلیارد سال قبل، شهابسنگی که احتمالا 7 کیلومتر قطر داشته است به زمین برخورد کرده است. لیکن گودال 70 کیلومتری ایجاد شده توسط آن در طول زمان فرسایش زیادی یافته بطوری که اکنون تنها به صورت یک ناهنجاری شکلی مرکزی در نقشه‌های زمین شناسی پدیدار است.

دانه بندی بلورها در مکان یاد شده به صورتی است تنها در اثر یک برخورد عظیم می‌توانسته ایجاد شود. دانشمندان با تحلیل تلاشی رادیواکتیو عناصر این بلورها توانسته اند به سن آن پی ببرند. بدین ترتیب برخورد این شهابسنگ می‌تواند یکی از دلایل اصلی پایان عصر یخبندان عظیمی باشد که کل سیاره زمین در طی آن به صورت یک گلوله برفی درآمده است. برخورد این شهابسنگ باعث افزایش دمای زمین به حدی شده که تداوم حیات در آن امکان پذیر گردد.

آیا جایزه نوبل شیمی در حال تبدیل شدن به جایزه نوبل علوم زیستی است؟

نهم ژانویه 2020

گاهی اوقات شنیده می‌شود که تعداد جوایز شیمی که به آثار ریشه گرفته از علوم زیستی اعطا می‌شود (حدافل نه جایزه نوبل از سال 2000) نشانی از گسترده بودن علم شیمی دارد: در مقیاس مولکولی، زیست شناسی همان شیمی است. اما پژوهشگران شیمی بر این باورند که نه تنها جوایز شیمی هرچه بیشتر ماهیت زیست شناختی به خود می‌گیرند، بلکه جوایز شیمی اکنون میان رشته‌های مختلفی تقسیم شده‌اند. بنا به نظر دو پژوهشگر انستیتو ماکس پلانک آلمان، نسبت جوایز نوبل شیمی که برای دستاوردهایی در علوم زیستی اعطا شده از یکی در هر دهه در ابتدای قرن بیستم بطور پیوسته به چهار یا پنج تا در دهه 1980 افزایش یافته است. بسیاری از برندگان جایزه نوبل شیمی، سهمی در دانش بشری داشته‌اند که بطور یکسان می‌توانست جایزه‌ای در فیزیولوژی یا پزشکی را نصیب آنها کند. این امر پرسشهایی را در جامعه علمی در مورد دقت انتخاب کمیته‌های نوبل برانگیخته است لیکن گروهی معتقدند دامنه علم شیمی چنان گسترده شده است که همپوشانی زیادی با بسیاری از زمینه‌های علمی دیگر دارد.

منبع:

https://www.chemistryworld.com/news/has-the-chemistry-nobel-prize-really-become-the-biology-prize/4010993.article