نانوحباب ها؛ راهکاری نوین برای حذف آلاینده های سمی در صنایع دریایی

به گزارش تین نیوز به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، این روش سبز، ایمن و کم هزینه می تواند جایگزین روش های سنتی و پرهزینه شود و راه را برای کنترل بهتر آلودگی هوا در صنایع دریایی هموار کند.

محققان موفق شدند فناوری میکروحباب و نانوحباب را در حذف ترکیبات آلی فرّار (VOCs) در فرایند رنگ کاری صنایع کشتی سازی به کار گیرند؛ راهکاری سبز، ایمن و کم هزینه که می تواند جایگزین مناسبی برای روش های مرسوم و پرهزینه مانند سوزاندن یا جذب با کربن فعال باشد.

این پژوهش نوآورانه، به رهبری جی ـ رن ژنگ، ون ـ هسی چنگ، و همکارانشان در دانشگاه ملی چنگ کونگ تایوان انجام شده و در نشریه Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects در سال ۲۰۲۵ منتشر شده است.

پژوهشگران با طراحی سامانه ای نوین شامل جاذب آبی مجهز به فناوری میکروحباب و نانوحباب (MNB-assisted absorber)، کارایی این روش را برای جذب و تجزیه گازهایی مانند استون و او-زایلن ـ دو ترکیب آلی فرّار رایج در رنگ های دریایی ـ مورد ارزیابی قرار دادند.

روش های سنتی مانند اکسیداسیون حرارتی یا جذب با کربن فعال، به سرمایه گذاری بالا، انرژی زیاد و شرایط عملیاتی پیچیده نیاز دارند. این در حالی ست که سامانه جاذب مبتنی بر نانوحباب تنها با بهره گیری از آب و برق، بدون ایجاد خطر انفجار یا اشتعال، می تواند VOCها را به شکلی ایمن، پایدار و مقرون به صرفه حذف کند.

نانوحباب ها، که اندازه ای در مقیاس چند ده نانومتر دارند، به دلیل سطح تماس بسیار بالا و پایداری زیاد در محیط آبی، توانایی بالایی در انتقال جرم و تولید گونه های فعال اکسیژن (مانند رادیکال های هیدروکسیل و سوپراکسید) دارند. این ویژگی ها موجب می شوند که ترکیبات آلی فرّار نه تنها جذب، بلکه تجزیه و به ترکیبات بی ضررتر مانند دی اکسیدکربن و آب تبدیل شوند.

در این مطالعه، استون به دلیل انحلال پذیری بالا، با بازده حذف بیش از ۹۰ درصد تجزیه شد و زایلن نیز در شرایط اسیدی (pH=۵) تا ۸۵ درصد حذف شد. پژوهشگران دریافتند که با استفاده از نازل دوگانه، که زمان تماس گاز و مایع را افزایش می دهد، می توان راندمان حذف ترکیبات با انحلال پذیری پایین را بهبود بخشید.

از دیگر یافته های این مطالعه، تأثیر pH محلول جاذب بر تشکیل رادیکال های آزاد و نرخ تجزیه VOCها بود. همچنین، طیف سنجی نشان داد که رنگ های دریایی مورد بررسی، دارای ترکیبات متنوعی از آروماتیک ها، آلکان ها، آلکن ها و ترکیبات اکسیژنه هستند و او-زایلن بیشترین سهم را در بین VOCهای منتشرشده داشته است.

در گام بعدی، پژوهشگران پیشنهاد می کنند مطالعات بیشتری درباره انتقال جرم در فصل مشترک گازـ مایع انجام شود تا طراحی این سامانه ها بهینه سازی شود و زمینه برای استفاده صنعتی و تجاری آن در صنایع کشتی سازی و فراتر از آن فراهم شود.

این فناوری، گامی نوین به سوی کاهش انتشار آلاینده ها در صنایع سنگین دریایی و بهبود سلامت شغلی کارگران به شمار می رود؛ به ویژه با توجه به اینکه عملیات رنگ کاری کشتی ها اغلب در فضای باز انجام می شود و VOCها به صورت فرّار و گسترده در هوا منتشر می شوند.