تولید اقتصادی گرافن کوانتوم دات وگرافن اکساید در دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب

تصویر مطلب تولید اقتصادی گرافن کوانتوم دات وگرافن اکساید در دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب
  • شنبه 24 تیر 1396
  • 83
مرکز تحقیقات فناوری نانو دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب موفق به تولید اقتصادی گرافن اکساید و کوانتوم دات(نقاط کوانتومی) شد.

به گزارش روابط عمومی دانشگاه آزاد اسلامی به نقل از واحد تهران جنوب، گرافن ساختار دو بعدی از یک لایه منفرد شبکه لانه زنبوری کربنی می‌باشد. گرافن به علت داشتن خواص فوق‌العاده در رسانندگی الکتریکی و رسانندگی گرمایی، چگالی بالا و تحرک پذیری حامل‌های بار، رسانندگی اپتیکی و خواص مکانیکی به ماده‌ای منحصربفرد تبدیل شده است و اما، نقاط کوانتومی، نانو کریستال‌های نیمه هادی با قطر 2 تا 10 نانومتر هستند که بعد از تحریک شدن، از خود نور ساطع می‌کنند و به طور معمول از 200 تا 10000 اتم تشکیل شده‌اند. نقاط کوانتومى به دلیل اندازه کوچکشان قابلیت تطبیق پذیرى بسیاری دارند یعنى مى توان با تغییر ساختار آن ، خواص آن را مطابق با نیاز خود تنظیم کرد‌.

بر اساس مطالعات انجام شده با توجه به خواص بالقوه این نانو ساختار اتحادیه اروپا 1000 میلیون یورو برای همکاری در زمینه این نانو ساختار کمک مالی (سرمایه گذاری) کرده است، همچنین کشور کره جنوبی برای تجاری سازی این محصول 350 میلیون دلار و کشور انگلیس در آخرین مرکز بازاریابی 50 میلیون پوند هزینه کرده است.

همچنین، در آخرین گزارش منتشر شده در حوزه گرافن انتظار می رود که کسب و کار گرافن از تقریباً 67 میلیون دلار در سال 2015 به 680 میلیون دلار در سال 2020 افزایش یابد که نرخ رشد سالانه آن معادل 58.7 درصد در مدت 5 سال خواهد بود.

در همین راستا، دکتر لاله ملک نیا عضو هیئت علمی گروه مهندسی پزشکی واحد تهران جنوب و مهندس احمد ده دست محققین مرکز تحقیقاتی فناوری نانو دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب موفق به تولید اقتصادی نانو کوانتوم دات و نانو گرافن اکساید شدند که ضمن کاهش هزینه‌های تولید، قابلیت تجاری‌سازی نیز دارد.

دکتر لاله ملک نیا رئیس مرکز تحقیقات فناوری نانو واحد تهران جنوب با اشاره به اهمیت و کاربردهای گرافن کوانتوم دات و گرافن اکساید در حوزه‌های پزشکی، محیط زیست، انرژی، الکترونیک و منسوجات گفت: نقاط کوانتومی گرافن و گرافن اکساید به عنوان اعضای جدید خانواده کربن توجه زیادی را بدلیل پتانسیل های بالقوه خود برای برنامه های کاربردی مربوط به حوزه بیولوژیک، اپتیک، الکترونیک و انرژی جذب کرده‌اند که از جمله کاربردها میتوان به مواردی همچون دیودهای نوری، آشکارسازهای نوری، سلول های خورشیدی، فوتو کاتالیز، سنسور ها و بیوسنسورها اشاره کرد.

وی صنایع تولید صفحه نمایشگر نازک برای دستگاه های تلفن همراه ارزان قیمت، باتری یون لیتیومی با قابلیت شارژ سریع، نمک زدایی کم هزینه آب و طراحی سنسورو بیوسنسور را از حوزه‌های کاربردی گرافن اکساید نام برد و اظهار داشت: موارد فوق و سایر ویژگی های گرافن و قابلیت بالای صنعتی شدن آن سبب می شود که علاقه مندی به کاربرد صنعتی آن هر روز بیشتر شود. بطوری که بازار گرافن اساسا توسط افزایش تولید گرافن با خواص مناسب برای کاربرد قطعی هدایت خواهد شد و این شرایط برای دهه آینده ادامه خواهد یافت.

ملک نیا، کاهش هزینه‌های تولید را یکی از مهم ترین ویژگی های این مطالعات دانست و گفت: با توجه به روش خاصی که در این پروژه استفاده شده است هزینه تولید این فرایند به طور چشمگیری کاهش یافته است، بطور مثال تهیه یک گرم گرافن اکساید در حال حاضر مبلغی بالغ بر 450.000-400.000 ریال هزینه دارد که با تولید اقتصادی آن در این مرکز امکان تولید یک گرم آن با هزینه هر گرم حدود 50.000 ریال وجود دارد و ارزش طرح انجام شده نیز به اقتصادی بودن روش و تجاری شدن آن است.

وی افزود: در زمینه کوانتوم دات که قیمت بسیار بالا تری دارد می توان گفت : بعنوان هزینه خرید یک سی سی کوانتوم دات 7.000.000-5.000.000ریال می باشد که در این مرکز و این کار تحقیقاتی تولید یک سی سی کوانتوم دات هزینه ای حدود 100.000 ریال می باشد.

در ادامه مهندس احمد ده دست عضو مرکز تحقیقات فناوری نانو واحد تهران جنوب با تاکید بر این که دستاوردهای این مرکز قابلیت تجاری‌سازی را دارد، افزود: کاری که در این مرکز انجام شده یک کار گروهی است و این همکاری منجر به این شد که نتیجه ی کار بتواند به بازار عرضه و کاربردی شود و اساساً این از اهداف مرکز است که طرح های تحقیقاتی سمت بازار سوق داده شده و اقتصاد محور باشد.

مهندس ده دست در خصوص زمان مطالعات و بهینه سازی این اختراعات اظهار داشت: تقریبا بیش از شش ماه زمان برد تا مطالعات آزمایشگاهی را شروع کردیم و روش های مختلفی برای سنتز مورد آزمایش قرار گرفت اما در روش آخر که یک روش کاملاً مقرون به صرفه و اقتصادی بود نتایج مطلوب حاصل شد.

وی افزود: دنیای علم و فناوری به تولید مقاله اهمیت می دهد اما چیزی که در کشورهای صنعتی بیشتر از تولید مقاله به آن اهمیت می دهند انجام تحقیقات با قابلیت ارائه به صنعت می باشد.

وی بیان داشت: تمامی مراحل طراحی و سنتز این محصول در همین مرکز (مرکز تحقیقاتی فناوری نانو تهران جنوب) انجام شد. و این مرکز این مزیت را دارد که افراد کاملا بصورت گروهی فعالیت می کنند و تمامی ایده ها در بین محققین مرکز ارائه و نکات ضعف و مثبت ایده سنجیده میشود که در صورت تایید اجرایی شده به سمت فاز تحقیقاتی خواهد رفت. در این مرحله شاید به شاخه های متعددی برخورد کنیم که نهایتاً فازی که قابلیت تجاری شدن را دارد انتخاب و در آن مسیر حرکت می کنیم.

وی در پایان افزود: نگاه مسئولین و حمایت هایی که از تیم تحقیقاتی صورت گرفت سبب شد تا در این بازه زمانی کوتاه که از عمر مرکز می گذرد، بتوانیم گام بزرگی برای تولید یک محصول برداریم و همین جا از حمایت های ریاست واحد دکتر دانشیان و حوزه پژوهش دکتر شیخان و دکتر گیاهی تشکر می‌نماییم.

ب 2602