حذف آلاینده‌های خطرناک صنعتی و بیمارستانی در آینده

شناسایی، سنتز و فهم خواص نانوبیو مواد پیشرفته مسیری است که محققان کشور از طریق اهدای یک کرسی پژوهشی در حال پیمودن آن هستند تا تربیت نیروی متخصص و کارآمد همراه با پیشرفت علمی در این حوزه باشیم. این حوزه اهمیت‌های بسیاری دارد که یک نمونه کلیدی آن توسعه نانوساختارهای ابتکاری برای گندزدایی و حذف آلاینده‌های خطرناک صنعتی و بیمارستانی است.

«سنتز و مشخصه یابی مواد پیشرفته برای کاربردهای نوین» عنوان کرسی پژوهشی است که با پشتیبانی صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران معاونت علمی در حال انجام است. هدف این کرسی پژوهشی شناسایی ودرک مکانیزم عمل چند نسخه جدید از این مواد برای دستیابی به دانش فنی ساخت و کاربرد آنها است.

نانوکامپوزیت‌های برگ‌دار شده نمونه‌ای از اینگونه مواد هستند که برای بهبود شرایط زیست محیطی همچون سالم سازی هوا و آب و تولید انرژی پاک کاربرد دارند. پس درک رفتار نانو مواد پیشرفته می‌تواند کمک زیادی به ارتقاء کیفیت زندگی و خنثی سازی آلاینده‌های بیولوژیکی و صنعتی کند. این کرسی پژوهشی به تحقیق پیرامون نحوه عملکرد، چگونگی دستیابی و آسان سازی سنتز یک یا چند نمونه منتخب نانوبیو مواد خدمت رسان پیشرفته می‌پردازد.

توانمند در تخریب گستره وسیعی از مواد خطرناک آلی

سید خطیب الاسلام صدرنژاد مجری این کرسی پژوهشی درباره ضرورت دستیابی به دانش نانو مواد پیشرفته گفت: ویروس کرونا نمونه‌ای از یک نانوذره طبیعی (یا ساختگی) جهش یافته است که زندگی بشر را تحت تاثیر قرار داده است. تاثیر این ماده بر شرایط محیط زیست، دگرگونی و پایداری سامانه‌های صنعتی و اقتصادی اکنون بیش از پیش آشکار شده است. نقش کلیدی فعالیت‌های تحقیقاتی برای دفع معضل ناشی از فراگیری حمله کوید ۱۹ بر کسی پوشیده نیست. یکی از راه حل‌ها استفاده از فتوکاتالیست‌های نانوساختار غیرهمگن از جنس نیمه هادی‌های باکتری کش است.

وی ادامه داد: این مواد کارایی خود را در تخریب گستره وسیعی از مواد خطرناک آلی، میکروبی و بعضا" ویروسی به کمک تابش UV نشان داده‌اند. اکسید تیتانیوم نانومتری، فعال‌ترین نمونه این مواد است که به کمک انرژی فوتون می‌تواند آلاینده‌های خطرناک را تجزیه کند و ویروس‌ها را از بین ببرد. پوشش دهی این ماده روی لامپ های UV برای تصفیه هوای محیط های بیمارستانی مانند بخش مراقبت‌های تنفسی و نیز آمبولانس‌های حمل بیماران کرونایی، به عنوان یک گام برای حل مشکل آلودگی قابل طرح است.

به گفته صدرنژاد، گندزدایی پساب‌های بیمارستانی، ساخت ماسک‌های ضدویروس و طراحی سامانه‌های تولید هوای پاک گزینه‌های قابل توصیه دیگری برای استفاده در کشورهای دارای تابش فراوان خورشید مانند ایران هستند. با توجه به ضرورت افزایش سرعت عمل و تسهیل کاربری در مراکز بهداشتی و درمانی، دارا بودن سطح ویژه بزرگ برای مواد ضدعفونی کننده حیاتی است. بنابراین توسعه سامانه‌های نانوساختار غیرمتمرکز، به خصوص در کلان شهرهایی که با مشکل حجم زیاد آلودگی مواجهند، علاوه بر کاهش بار مراکز بهداشتی و درمانی، نقش حیاتی در توسعه پایدار، ارتقای سطح سلامت عمومی و حفاظت از محیط زیست را به همراه دارد.

وی  درباره اینکه اهدای این کرسی پژوهشی تا چه میزان به کشور برای دستیابی به دانش نانو مواد پیشرفته کمک می‌کند توضیحاتی ارائه داد و افزود: نتیجه فعالیت‌های روزآمد علمی و تحقیقاتی (علی رغم همه محدودیت ها) باعث رشد فناوری و تربیت نیروی انسانی کارا و مبرز در داخل کشور است. از آنجا که پژوهش درباره مواد پیشرفته، نقش کلیدی در رفع معضلات بنیانی جامعه و صنعت دارد، توجه به پژوهش به عنوان اقدامی راهبردی، دارای ارزش و اهمیت است.

عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف همچنین بیان کرد: حال که تحریم‌های ظالمانه قصد عقب نگه داشتن ملک و ملت را دارد، بهتر است به جای اتکا به محصول خارجی، امکانات تحقیق و توسعه برای دستیابی به مواد پیشرفته کلیدی در داخل کشور فراهم شود. پژوهش درباره سوژه‌های راهبردی مانند نانوبیو مواد پیشرفته در درازمدت قطعا ثمرات گرانبهایی به دست خواهد داد. دستاوردهای این نوع تحقیقات تربیت نیروهای متخصص و کارآمد همراه با پیشرفت علمی و اقتصادی کشور و توسعه مرزهای دانش از طریق فراهم سازی زمینه‌های خود باوری و خود اتکایی است.

صدرنژاد ادامه داد: فعالیت‌های بی وقفه محققان این کرسی پژوهشی در خصوص شناسایی، سنتز و فهم خواص نانوبیو مواد پیشرفته، می‌تواند منجر به درک توانایی معجزه آسای نهفته در طبیعت و امکان دستیابی به بخشی از این قابلیت‌ها برای بهبود سطح زندگی، افزایش سلامت، ارتقاء امید-به-زندگی و تسهیل امکانات سالم سازی محیط زیست شود. یک نمونه کلیدی که اهمیت آن امروز بیش از پیش آشکار شده، توسعه نانوساختارهای ابتکاری برای گندزدایی و حذف آلاینده‌های خطرناک صنعتی و بیمارستانی است.

وی توسعه عملکرد سلول‌های خورشیدی رنگ دانه‌ای را از دیگر فعالیت‌های این کرسی پژوهشی دانست و گفت: توسعه نانوساختارهای ابتکاری برای نابود سازی دائمی آلاینده های ویروسی و آلی و پیشبرد دانش فنی طراحی و ساخت فتوکاتالیست‌های مورد نیاز برای پاک سازی محیط زیست با استفاده از فناوری نانوبیو مواد پیشرفته گامی است در راستای حل معضلات مهم امروز بشر و کشور.

گسترش دارورسانی هدفمند

صدرنژاد همچنین افزود: یک نمونه دیگر، فعالیت در زمینه دارورسانی هدفمند به کمک ایمپلنت‌های بافت سخت دارای پوشش‌های دولایه نانولوله‌های اکسید تیتانیوم و نانوریسمان‌های پلیمری متخلخل است که نتایج حاصل در چندین مقاله علمی و پژوهشی منتشر شده و در اختیار علاقمندان و کاربران بالقوه قرار گرفته است. محاسبه، طراحی و ساخت انواع استنت هوشمند، تخریب پذیر و دارورسان برای بکارگیری در مجاری تنفسی، خون رسانی و گوارشی از دیگر فعالیت‌های علمی و پژوهشی پژوهشگران کرسی است.

 کشف پی در پی مواد پیشرفته، در حال دگرگون سازی مسیر تمدن بشری است. کارآیی، کنترل پذیری، هوشمندی و سرعت عمل نسخه‌های نوظهوری از مواد، از حد انتظار و تصور هم اکنون فراتر رفته است. به طوریکه افق‌های تازه برای تحقق رویاهای دیرینه را همراه با آینده‌ای پرابهام و مرموز در نظر مجسم می‌سازد.

یاخته‌های تکثیرپذیر، مواد نانومتری، نانوذرات بیولوژیکی، کاتالیست‌ها، فلزات فرمانبر، ریزحسگرها، میکرو عملگرها، ماشین‌های مولکولی، هیبریدهای الکترومغناطیسی، مایعات دارای شعور، نانو کامپوزیت‌ها، آشکار سازها و مواد بیواکتیو نمونه‌هایی از مواد نو هستند که با توانایی خارق العاده، تغییراتی شگرف را در عصر هوش مصنوعی یادآور می‌شوند.

کاربرد بیونانو مواد در بهبود شرایط محیط از طریق دگرگون سازی آلاینده سازها و ویروس‌های تخریب‌گر، جایگاه ویژه پژوهش و توسعه در راستای خدمت رسانی به بشر را خاطر نشان می‌کند. در این میان فتوالکتروکاتالیست‌های هیبریدی با کارایی بالا نمونه ای از این مواد هستند که می‌توانند با جذب انرژی تابشی، کاهش آلودگی محیط و بهبود شرایط زندگی را به ارمغان آورند. این مواد همچنین می‌توانند برای استرلیزاسیون محیط‌های درمانی مانند محوطه اورژانس و اطاق عمل بکار رفته و بیماران و پرسنل پزشکی را مصون از خطر کنند.