دوازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.
 در این دوره از جشنواره تعداد 161  گروه در بخش های سمینار های علمی، غرفه های نمایشگاهی و مسابقات به عنوان گروه های تقدیری، برگزیده و معرفی شدند.
 بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های تقدیری علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.
مقطع: دوره اول متوسطه
 موضوع: تولید آسفالت نانو متخلخل با هدف کاهش آلاینده های زیست محیطی
 نام مدرسه: دبیرستان  علامه حلی 2 کرمان
 نام استاد: قاسم سرگزی
 دانش آموزان: سروش ابراهیمی فرسنگی، محمد امین اسلامی

چکیده: 
در مقاله حاضر ابتدا نانو مواد متخلخل کبالت با پیش ­ماده­کبالت نیترات و لینکر 2و6 پیریدین دی کربوکسیلیک به روش های سریع و آسان اولتراسونیک ساخته شدند. سپس با کمک آنالیزهای طیف سنجی مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی و تست پایداری گرمایی مورد تجزیه و تحلیل ساختاری قرار گرفته و مشخصه یابی می شوند. در مرحله بعدی نانو مواد متخلخل کبالت تولید شده به صورت جاذب گازهای آلاینده و به عنوان ماده اولیه برای تولید آسفالت نانوکامپوزیتی اضافه خواهد شد و در مرحله پایانی مطالعات جذبی مربوط به کربن مونو اکسید و متان بر روی نانو مواد متخلخل قرار داده شده بر روی آسفالت انجام می ­شود. نتایج نشان داد که این نانو ساختار ها دارای ظرفیت بالایی در جذب گازهای آلاینده می ­باشند.  

مقدمه: 
باتوجه به بحران­ هایی كه در طی سده گذشته از طریق انتشار گازهای آلاینده در محیط زیست بوجود آمده، مبارزه برای داشتن هوای تمیزتر در چند دهه اخیر همه گیر شده است و این مبارزه بصورت یك واقعیت بین المللی ظاهر گردیده است. گازهای آلاینده دارای منابع مختلفی هستند که قسمت اعظم آن ها ناشی از فعالیت های کارخانجات و وسایل نقلیه می باشد. هنگامی که این گازها در اتمسفر به صورت معلق درمی­آیند، شرایط برای حذف آن ها دشوار می­شود و چنانچه فرآیند به دام انداختن آن ها در مسافتی کوتاه انجام گیرد، بازده مطلوبی مورد انتظار خواهد بود. 

از آنجایی که مواد تشکیل دهنده آسفالت دارای چسبندگی بالایی برای پیوند با نانو مواد متخلخل هستند لذا در صورت اضافه شدن این نانومواد به آسفالت، در فاصله ­ای کوتاه و قبل از اینکه گازهای آلاینده به صورت مه رقیق در­آیند، می ­توان آن ها را به دام انداخت و مانع از انتشارشان شد.   

در شرایط كنونی و با توجه به رشد فناوری ­های نوین استفاده از نانو­ جاذب ­هایی که ویژگی­ های مطلوب جذبی، خواص فیزیکی و شیمیایی مناسب و قیمت ارزان و قابلیت تولید انبوه داشته باشند، از ضرورت خاصی بر­خوردار است. با مطالعه و بررسی موادی که قابلیت ذخیره­ مولکول­ های گاز را دارند، متوجه خواهیم شد که نانو مواد متخلخل گزینه مناسبی جهت جذب مولکول های گاز هستند. زیرا این ترکیبات دارای مزایایی همچون سینتیک سریع جذب بوده و دارای مساحت سطح بالا می­باشند. همچنین ظرفیت بالایی از جذب گاز را نشان می ­دهند، این شبکه از اتصال یون ­های فلزی با اتصال دهنده­ های آلی که شبکه متخلخل را حاصل کرده­اند‌ به وجود می ­آید. ساختار حاصل دارای اتم­ های 233047 سبکی است که تخلخل بالایی دارند و امکان کنترل اندازه تخلخل جهت داشتن بهترین جذب وجود دارد.
در این مقاله به منظور سنتز نانو مواد متخلخل کبالت از نمک کبالت نیترات به عنوان فلز و از ترکیب 2و6 پیریدین دی کربوکسیلیک اسید به عنوان لینکر استفاده شده است و از آب به عنوان حلال استفاده می­شود. به منظور اطمینان از تشکیل نانوساختار از طیف مادون قرمز استفاده می­ شود. میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM[1]) مورفولوژی و اندازه ذرات را مشخص می­ کند و جهت تعیین پایداری گرمایی نانومواد از آنالیز پایداری حرارتی (TGA[2])استفاده خواهد شد. در پایان نیز از دستگاه جذب استفاده خواهیم نمود تا مقادیر جذب گازهای آلاینده کربن مونواکسید و متان توسط نانومواد متخلخل مشخص شود.

منابع: 
[1] F. Brilli, B. Gioli, S. Fares, T. Zenone, D. Zona, B. Gielen, F. Loreto, I. Janssens, R. Ceulemans, Leaf ontogeny dominates the seasonal exchange of volatile organic compounds (VOC) in a SRC-poplar plantation during an entire growing season, in:  EGU General Assembly Conference Abstracts, 2015, pp. 6554.


برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.
   

 بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان
تهیه: نگار تجملیان - تنظیم: زینب شاه مرادی
با توجه به بحران هایی كه در طی سده گذشته از طریق انتشار گازهای آلاینده در محیط زیست بوجود آمده، مبارزه برای داشتن هوای تمیز تر در چند دهه اخیر همه گیر شده است و این مبارزه بصورت یك واقعیت بین المللی ظاهر گردیده است.