آلوتروپ چیست؟

معرفی مفاهیم و چند مثال

عبارت آلوتروپ به اشکال مختلف یک عنصر شیمیایی اشاره دارد که حالت فیزیکی متفاوتی دارند. اختلاف در شکل فیزیکی به روش مختلف پیوستن اتمها به هم در شبکه بلوری آلوتروپها مربوط می شود. جونز ژاکوب برزیلیوس دانشمند بزرگ سوئدی در 1841 برای اولین بار مفهوم الوتروپ را عرضه کرد.

آلوتروپها با وجود فرمول شیمیایی یکسان می‌توانند خواص شیمیایی و فیزیکی بسیار متفاوتی داشته باشند. برای مثال گرافیت و الماس دو آلوتروپ معروف کربن هستند که به حالت جامد وجود دارند. گرافیت نرم و مشکی رنگ است در حالی که الماس بسیار سخت و شفاف است. آلوتروپهای فسفر رنگهای متفاوتی همچون قرمز، زرد و سفید دارند. با قرار دادن یک عنصر در معرض فشار، دما یا نور شدید ممکن است نوع آلوتروپ تغییر کند، برای مثال گرافیت در دما و فشار بالا به الماس تبدیل می‌شود.

در الماس اتمهای کربن در یک شبکه بلوری چهار وجهی به سختی به هم پیوسته اند در حالی که در گرافیت یک شبکه مسطح شش ضلعی لایه ای دارند و این لایه ها با نیوی ضعیف واندروالس به هم پیوسته اند. برا یشکستن مقاومت اتمهای کربن در شبکه چهار وجهی الماس نیروی بسیار زیادی لازم است در حالی که با مختصر نیرویی، لایه های مسطح گرافیت از هم جدا شده و بر سطح ماده (مانند کاغذ) اثری بجای می‌گذارند.

گاز اکسیژن O₂ و ازن O₃ آلوتروپهای عنصر اکسیژن هستند. در حالی که گاز اکسیژن ماده اصلی تنفس و حیات است ازن فعالیت شیمیایی شدیدی دارد و قابل تنفس نیست.

آلوتروپیسم را نباید با پلی مورفیسم اشتباه گرفت. آلوتروپیسم به معنای وجود ساختارهای مختلف اتمی یک عنصر خالص است در حالی که پلی مورفیسم به اشکال مختلف بلوری مواد مرکب گفته می‌شود.

منبع:

https://www.thoughtco.com/allotrope-definition-in-chemistry-606370

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.

محصولات مرکز تولید عصاره ها و مواد موثره گیاهی

تجهیزات

•          خط تولید تمام اتوماتیک و چند منظوره مجهز به سیستم کنترلی P.L.C جهت تولید انواع عصاره ها
•          آزمایشگاه های پیشرفته کنترل کیفیت میکروبی، شیمیایی و آنالیز دستگاهی مجهز به دستگاههای GC-MS, GC-ECD, HPLC...
•          خشک کن پاششی با فناوری نوین ویژه تولید انواع عصاره های پودری خشک 

محصولات

•              تولید و فروش ده‌ها تن عصـاره‌های ملیس، اکالیپتوس، بومادران، برگ سبز چـای و …
•          شناسایی و دستیابی به دانش فنی خالص سازی مواد موثره گیاهی با خلوص بالای ۹۰%
•          انتقال دانش فنی و ساخت واحدهای صنعتی تولید عصاره‌های مایع و خشـک
•          فرمولاسیون و عرضه آنتی اکسیدانهای گیاهی محلول در آب و چربی به بازار
•          تولید و عرضه انواع عصاره‌های مورد مصرف انسان، دام و طیور 
•      تولید و عرضه انواع اسانس و عرقیجات

اصول و مبانی عصاره گیری(قسمت اول)

عصاره گیری

وقتی مواد موجود در سلول های گیاهی با حلال ها از جمله آب یا حلال های آلی از گیاهان استخراج شود به آن عصاره می گویند.

در صورتی که عصاره با اتانول یا متانول استخراج شود با توجه به پلاریته های آنها حاوی کلیه مواد موجود در گیاه بوده و به عصاره بدست آمده عصاره تام می گویند در صورتی که عصاره گیری با حلال های دیگر انجام شود ممکن است قسمتی از مواد موجود در گیاه خارج گردد. اکثر داروهای گیاهی امروز با آب و اتانول از گیاهان استخراج می شوند.

در واقع عصاره گیری عمل خارج ساختن برخی مواد از یک ساختار متشکل یا توده غیر متشکل است که طی فرآیندهایی نظیر کشش، مکش، فشار، تقطیر، به کار بردن یک حلال و یا به طریق شیمیایی و فیزیکی انجام می شود. عصاره گیری عمل خارج ساختن برخی مواد از یک ساختار متشکل یا توده غیر متشکل است که طی فرآیندهایی نظیر کشش، مکش، فشار، تقطیر، به کار بردن یک حلال و یا به طریق شیمیایی و فیزیکی انجام می شود. در داروسازی عصاره گیری منحصرا به معنی خارج نمودن مواد متشکله قابل حل از داروهای خام یا داروهای نسبتا تصفیه شده، به وسیله حلال های مناسب است و برای جداسازی مواد متشکله از مایعات محلول، حلال های اختلاط ناپذیر یا روش های مکانیکی استفاده می شود. عصاره مواد حل شده ای که ضمن حل شدن قسمت های قابل حل گیاه دارویی در حلال به دست می آید، صرف نظر از اینکه کدام یک از دو فرآیند عصاره گیری به کار برده شود.

اصطلاحات عصاره گیری

تفاله: آنچه که پس از عصاره گیری (پرکولاسیون) از گیاه دارویی برجا می ماند.

خیساندن: غوطه ور نمودن گیاه دارویی درون حلال یا (حلال های) مناسب، برای مدت زمان معین از چند ساعت الی سه هفته تا وقتی که قسمت های قابل حل گیا ه در حلال حل شود.

فشردن: فرآیند جداسازی مایعات از جامدات به وسیله فشار دادن.

پرکولاسیون: نوعی خارج نمودن است که در آن قسمت های پودر شده یا بریده شده گیاهان دارویی را درون ظرف مناسبی که در ته آن دریچه خروج تعبیه شده قرار می دهند، در این فرآیند ضمن پایین رفتن حلال، ترکیبات حل شونده گیاه خارج می شود. به عنوان مثال پرکولاسیون آب از حلال خاکستر چوب. در این عمل پتاس و سایر مواد در آب حل می شوند، محلول را معمولا آب قلیایی می نامند.

جوشانده ها: معمولا جوشانده ها، از راه جوشاندن ماده گیاهی یا موادی که دارای محتویات محلول در آب و پایدار در برابر حرارت اند، طی مدت زمان معین تهیه می شوند. 

توجه: جوشانده ها تنها چند روز دوام می آورند، مگر اینکه حفاظت شوند یا در یخچال نگه داری گردند. دم کرده ها: معمولا دم کرده ها از مواد گیاهی که دارای محتویات محلول در آب اند تهیه می شوند. استاندارد کردن این مواد بسیار مهم است. دم کرده ها ناپایدارند و به ویژه مستعد حمله انواع قارچ ها و باکتری ها می باشند. لذا پس از تهیه هر دم کردنی، باید آن را در یخچال نگه داری کرد.

عصاره های سیال: عصاره های سیال از طریق خیساندن، پرکولاسیون و تبخیر به دست می آیند. الکل، آب یا گلیسیرین گیاهی و ترکیبات وابسته آن ها از متداولترین حلال هایی اند که در این زمینه استفاده می شوند. تنتور: بیشتر تنتورها حاوی 10 تا 20 گرم مواد متشکله فعال گیاه دارویی (بدون آب) در 100 میلی لیتر آب اند. از این رو قدرت آن ها 0.1 الی 0.2 عصاره سیال است. تنتور را می توان از همان روشی که برای تهیه عصاره سیال استفاده می شود تهیه کرد. خیساندن نیز راه دیگری برای تهیه تنتور است.

روش عصاره گیری

عصاره گیری با استفاده از حرارت و بدون دخالت حرارت انجام  پذیر می باشد. در صورتی که اجسام موجود در گیاهان به حرارت حساس باشند بهتر است از روش دوم استفاده کنیم. عصاره گیری با دخالت حرارت با وسیله ای به نام سوکسله و عصاره گیری بدون دخالت حرارت با وسیله ای به نام پرکوله صورت می گیرد.

وقتی برای عصاره گیری از حرارت  استفاده شود در نتیجه عمل عصاره گیری سریع تر و ارزان تر صورت می گیرد و برعکس وقتی برای عصاره گیری از روش دوم  که با حرارت است  استفاده شود عمل عصاره گیری به زمان  بیشتری نیاز دارد و میزان حلال مصرفی  نیز بیشتر و گران تر می باشد.

مزیت

عصاره گیری بدون دخالت حرارت سالم ماندن اجسام در عصاره است در این صورت اثر عصاره شبیه گیاه مربوطه می باشد. بعد از استخراج مواد حلال به کار رفته با کمک تقطیر و یا تقطیر در خلا جدا می شود. در صورتی که عصاره با آب یا اتانول استخراج شود می تواند بدون خارج کردن حلال آن را در داروهای خوراکی مصرف نمود ولی در صورتی که عصاره با حلال های دیگر استخراج شود خوراکی نبوده و حتما باید حلال های دیگر را خارج نمود.

پودر بوهمیت

عنوان ماده شیمیایی: پودر بوهمیت

کاربرد: صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

توضیح: ماده پیش ساز در تهیه انواع پایه کاتالیست (فازهای گاما، آلفا، اتا، تتا)