پژوهشگران موسسه فناوری ناگویا ژاپن روشی برای تبدیل ضایعات ماهی به نانو پیاز کربنی با کیفیت بسیار بالا ارائه کردند.
این روش جدید از این جهت چشمگیر است که به دماهای بالا یا کاتالیزورهای پیچیده نیاز ندارد و تنها ۱۰ ثانیه طول میکشد.
این فناوری ژاپنیها، راه را برای توسعه نمایشگرهای نسل بعدی و نورپردازی حالت جامد هموار خواهد کرد.
CNOها نوعی از نانومواد مبتنی بر کربن هستند که سمیت کمی داشته، از پایداری شیمیایی بالایی برخوردار بوده و خواص الکتریکی و نوری خوبی دارند. آنها از پوستههای متحدالمرکز فولرن تشکیل شدهاند.
مزیت اصلی این نانوساختارها نسبت به سایر نانومواد مبتنی بر کربن، مساحت سطحی بزرگ آنها و همچنین رسانایی الکتریکی و حرارتی بالای آنها است.
تلاش برای ساخت CNOها از زمان کشف آنها در دهه ۱۹۸۰ با چالشهای مهمی روبرو شده است. به عنوان مثال، برخی از CNOها در طول فرآیند تولید به دمای بالا یا شرایط خلاء نیاز دارند. برخی دیگر زمان زیادی برای تولید احتیاج دارند.
تیم موسسه فناوری ناگویا در مقاله جدیدی که در مجله Green Chemistry منتشر شده است، روش ساده و جدیدی برای تبدیل ضایعات ماهی به CNO ارائه کردهاند.
محققان روشی را برای تبدیل فلسهای موجود در ضایعات ماهی به CNO در عرض چند ثانیه ابداع کردند. پیرولیز مایکروویو کلید این فناوری جدید است.
جالب اینجاست که محققان هنوز به دنبال دلیل کشف خود هستند، آنها هنوز به طور کامل درک نمیکنند که چرا فلسهای ماهی را میتوان به راحتی به CNO تبدیل کرد.
چیزی که آنها میدانند این است که این تبدیل میتواند به دلیل کلاژن موجود در فلسهای ماهی باشد که تابش مایکروویو کافی را جذب میکند و باعث افزایش سریع دما میشود. این به نوبه خود باعث تجزیه حرارتی میشود. پیرولیز گازهایی تولید میکند که به تشکیل CNO کمک میکند. این فرآیند همچنین CNOهایی با کریستالینیتی بسیار بالا تولید میکند.
محققان میگویند که روش آنها CNOهایی تولید میکند که به طور انتخابی گروههای (COOH) و (OH) دارند. تاکاشی شیرای، که در این پروژه مشارکت داشت، اظهار داشت: «CNOها نور مرئی فوقالعاده درخشان با بازدهی ۴۰ درصدی ساطع میکنند.
این مقدار که قبلا هرگز به دست نیامده بود، تقریباً ده برابر بیشتر از CNOهایی است که در گزارش شده قبلی و با استفاده از روشهای مرسوم سنتز شدهاند.»
کارایی CNOهای مبتنی بر ماهی در آزمایشگاه برای تولید LEDها و لایههای نازک ساطعکننده نور آبی استفاده شد. نتایج نشان داد که نور بسیار پایداری تولید میشود.
دکتر شیرایی توضیح داد: «خواص نوری پایدار ممکن است به ما اجازه دهد فیلمهای انعطافپذیر و دستگاههای LED تولید کنیم.»
این اکتشافات راه را برای توسعه نمایشگرهای نسل بعدی و نورپردازی حالت جامد هموار خواهند کرد.
استفاده از ضایعات ماهی نه تنها روشی سازگار با محیط زیست برای تولید وسایل الکترونیکی است، بلکه میتواند هزینههای تولید نمایشگرهای نسل بعدی را نیز کاهش میدهد.