سفر به ریزها؛ آشنایی سیستمی با علم نانو و فنآوری نانو[۱]؛
فصل بیست و فایل صوتی بیستم
کاتالیز و زئولیت‌ها – فن آوری نانو برای رهایی و آزادسازی انرژی[۲]
با درود، من ریموند رخشانی هستم. در این سلسله از مقالات[۳] و فایل‌های صوتی[۴]، کوشش میکنم که علم نانو[۵] و فنآوری نانو[۶] را (به زبان فارسی) از پایه، بنحوی سیستماتیک[۷] به دوستانی که علاقمند هستند، در حد توان، ارائه کنم[۸].
در واقع این مقالات، فصلهای کتاب جدیدی با همین نام (سفر به ریزها) هستند که سالهاست بر روی آن پژوهش کرده و کار میکنم و در دست تهیه است، و تصمیم گرفته‌ام که پیشاپیش آن را، فصل به فصل، بطوری مجازی منتشر کنم.
از پژوهشگران و اندیشمندان عزیز خواهشمندم که لینک‌ها را به دوستان و بویژه به جوانان دانش پژوه ما (که اغلب دسترسی نظام مند برای آشنایی با علم و فنآوری نانو[۹] – به زبان فارسی – ندارند) ارسال فرمایند. با احترام، ر. رخشانی
کاتالیز و زئولیت‌ها – فن آوری نانو[۱۰] برای رهایی[۱۱] و آزادسازی انرژی[۱۲]
در پایان فصل پیشین[۱۳] پیرامون روش دیگری برای نگهداشت و آزادسازی انرژی نوشتم که سلول‌های سوختی[۱۴] نامیده شده ا‌ند[۱۵]. در این فصل مبحث خود را، با سلول‌های سوختی[۱۶]، ادامه میدهیم. همچنین مایل هستم تا، در این مسیر، به جهان شگفت انگیز کاتالیز[۱۷] نیز بپردازم. کاتالیزور واژهای است که بسیار شنیدهایم و کمی هم با آن آشنا هستیم[۱۸]. در زبان فارسی این واژه را خارج از دنیای علم هم بکار گرفته ایم. حالا، منظور ما از آن واژه چیست؟ برای مثال در گردهمآیی دوستانهای شنیدهایم که “فلانی کاتالیزور مناسبی برای ایجاد گفت و شنود جمع ماست[۱۹]. ” همین جمله، تمثیل خوبی است تا کمی به تعریف علمی واژه هم بپردازم، که اغلب به مفهوم تزریق چیزی به فرآیندی[۲۰] است که میتواند موجب ایجاد نوعی واکنش شود، که حالا آن چیز میتواند سطحی[۲۱] باشد[۲۲]، یا شکلی مشخص، یا زاویه ای ویژه[۲۳]، یا حتی وفور الکترونهایی که شاید موجب نوعی کنش شیمیایی شود[۲۴]، و نهایتا در همه ی موارد علمی، کاتالیزور چیزی است[۲۵] که موجب ایجاد واکنشی میشود[۲۶] بدون اینکه خود در آن واکنش مصرف شود.[۲۷]
در نتیجه کاتالیزور میتواند نفوذ و قدرتی بسیار، و تاثیری مهم در فرآیند واکنش داشته باشد[۲۸]. اما در سلول‌های سوختی قواعد کاتالیز[۲۹] چگونه است[۳۰]؟ در سلول‌ها همانگونه که در نام‌شان هست سوختی داریم، برای نمونه هیدروژن. چنین چیزی بسیار برای کارکرد سلول سوختی جذاب است، زیرا که بسادگی با استفاده از اکسیژن موجود در هوا، و انبار هیدروژنمان در سلول، ما قادریم ملکولی با انرژیای پایین تر، یعنی آب، تولید کنیم. تفاوت انرژی ای را که، از هیدروژنی با انرژی بالاتر در واکنش با اکسیژن برای برونفرستی آبی پاکیزه[۳۱]، در چنین واکنشی هست[۳۲]، میتوان برداشت کرد[۳۳] و آن را به نیرویی برقی تبدیل کرد[۳۴]. سپس، ما میتوانیم چنین نیرویی را برای خودرویی بکار بگیریم و یا حتی برای گرمایش منزلی استفاده کنیم. چنین واکنشی اما، نیاز به کاتالیزور دارد.
پلاتین نمونه ی فلز بی‌نهایت موثری به عنوان کاتالیزور میباشد که به کرات برای کاربرد سلول‌های سوختی بکار گرفته شده است. اگرچه، بدلیل گرانبها بودن، نگرانی اصلی استفاده از پلاتین، هزینهی آن میباشد. پدیدهی دیگری نیز بنام مسمومیت کاتالیزی[۳۵] هست که از استفاده چندباره ی پلاتین جلوگیری میکند. پژوهشگران و فنآوران نانو سالهاست که بدنبال روشهایی هستند تا پلاتین را موثرتر بکار گیرند و همینجاست که سطوح نسبی وسیع نانومواد برای پژوهشگران سودمند و جذاب هستند. البته کوششهایی نیز برای یافتن کاتالیزورهایی دیگر هم بوده ا‌ند تا براساس فلز‌های گرانبها مانند پلاتین نباشند تا هزینه‌ها کاهش داده شوند.
——-
برای مطالعه متن کامل نوشته با فرمت پی دی اف لطفا اینجا کلیک کنید
———————-
برای شنیدن فایل صوتی فصل بیستم در تلگرام لطفا اینجا کلیک کنید
———
Rakhshani, Raymond. Systemic Introduction into Nanoscience and Nanotechnology. To Be Published in 2023, Createspace, Columbia, South Carolina.
Catalysis and Zeolites – Nanotechnology for Releasing Energy
برای دسترسی به مقاله بشکل پی دی اف و همچنین به فایل صوتی، از “کیو آر کد” زیر با موبایل عکس گرفته و مستقیم به کانال تلگرام بروید
همچنین می توانید به کانال لینکدین زیر مراجعه فرمائید
https://www.linkedin.com/in/raymond-rakhshani-16628a5/detail/recent-activity/shares/
با سپاس از دوست گرامی، جناب اسفندیار منفردزاده، که با مهر و دوستی آهنگ آغازین و پایانی “سفر به ریزها” را برای فایل های صوتی من ساختند.
“The Handbook of Nano Technology, Policy and Intellectual Property Law”, John C. Miller, et al, Hoboken New Jersey: John Wiley and Sons, 2005.
چاپ و انتشار این مقالات و فایل های صوتی بدون ذکر نام نویسنده (ر. رخشانی) و مرجع، و هرگونه استفاده برای مقاصد خصوصی و اهداف انتفاعی بدون گرفتن مجوز از نویسنده اکیدا غیرقانونی است.
Sanders, Wesley, C. Basic Principles of Nanotechnology. CRC Press, 2018.
Sattler, Klaus, D. 21st Century Nanoscience – A Handbook: Industrial Applications. CRC Press, 2020.
Ed Regis (Author), Dean Sluyter (Narrator), Audible Studios (Publisher.) Nano: The Science of Nanotechnology. Audible Studios, 2013.
Frankel, Felice, C. and Whitesides, George, M. No Small Matter: Science on the Nanoscale. Belknap Press of Harvard University, 2009
Holmes, Paul, and Bhadra, Sitav. Off Grid Solar Power: How to Design and Install a Mobile Solar System for RVs, Vans, Boats and Tiny Homes. Independently Published, 2021.
Duskin, Bob. Extreme Fudamentals of Technology: Second Edition. Amazon Kindle, 2020.
برای دسترسی به مقاله بشکل پی دی اف و همچنین به فایل صوتی، از “کیو آر کد” زیر با موبایل عکس گرفته و مستقیم به کانال تلگرام بروید
Fuel cells
Bertino, Massimo, F. Introduction to Nanotechnology. WSPC, 2022.
Larminie, James, and Dicks, Andrew. Fuel Cells Explained, 2nd Edition. Wiley, 2003.
Catalysis
Jain, Faquir, C. and Broadbridge, C. and Gherasimova, M. and Tang, Hong. Nanotechnology for Electronics, Biosensors, Additive Manufacturing and Emerging Systems Applications. World Scientific, 2021.
Sels, Bert, F. and Van de Voorde. Nanotechnology in Catalysis: Applications in Chemical Industry, Energy Development, and Environmental Protection. Wiley – VCH, 2017.
Injection of something into a process
A surface
یادمان باشد که واکنش‌ها در اکثر موارد در سطوح اتفاق می افتند.
A specific shape or a particular angle
Particular availability of electrons leading to a rush of chemical activity
Ahmad, Awais, and Verpoort, Francis, Ahmad, Ikram, and Tabassum, Sobia. Nanomaterial-Based Metal Organic Frameworks for Single Atom Catalysis. Elsevier, 2023.
Chorkendorff, I, and Niemant, Sverdriet. Concepts of Modern Catalysis and Kinetics. Wiley-VCH, 2017.
Fosters a reaction without being consumed
Hanefeld, Ulf, and Lefferts, Leon. Catalysis: An Integrated Textbook. Wiley-VCH, 2018.
Catalysis
Franklin, Feng, and Tao. Metal Nanoparticles for Catalysis: Advances and Applications. Royal Society of Chemistry, 2014.
Emission of clean water
Asthagiri, Aravind, and Janik, Michael. Computational Catalysis. Royal Society of Chemistry, 2023.
Can be harvested
U.S. Energy Information Administration, Annual Energy Outlook; ۲۰۲۰٫
Catalyc poisoning
——-
فصل نوزدهم سفر به ریزها؛ آشنایی سیستمی با علم و فن آوری نانو
به کانال تلگرام سایت ملیون ایران بپیوندید