كاهش انتشار CO2 ناشي از ساخت سيمان با كمك فناوري‌نانو

این هم متن فارسی مطلب Could nano-engineered concrete cut CO2 emissions?      برای دیدن متن انگلیسی بر روی عبارت انگلیسی کلیک کنید و برای مشاهده متن کامل فارسی بر روی ادامه مطلب کلیک کنید

 

كاهش انتشار CO₂ ناشي از ساخت سيمان با كمك فناوري‌نانو

 

                      

بر طبق تحقيق انجام شده توسط مهندسان در موسسه فناوري ماساچوست (MIT)، مطالعات انجام گرفته بر روي نانوساختار بتون، مي‌تواند به کاهش نشر دي ‌اکسيد کربن( CO₂ )در طول ساخت آن کمک کند. حدود 35/2 بيليون تن بتون در هر سال توليد مي‌گردد، و توليد سيمان که جز اصلي سازنده بتون است بالغ بر %10-5 کل CO₂ را در جهان منتشر مي‌کند که سهم مهمي در گرم شدن زمين دارد.
Franz Josef Ulm و Georgios Constantinides از MIT دريافتند که به دليل اينکه بتون از نانوذرات سازمان‌يافته ساخته شده‌ است، بسيار قوي و پايدار مي‌باشد. Ulm توضيح داد که: اگر.................

 

 

این هم متن فارسی مطلب Could nano-engineered concrete cut CO2 emissions?      برای دیدن متن انگلیسی بر روی عبارت انگلیسی کلیک کنید

 

كاهش انتشار CO2 ناشي از ساخت سيمان با كمك فناوري‌نانو

 

بر طبق تحقيق انجام شده توسط مهندسان در موسسه فناوري ماساچوست (MIT)، مطالعات انجام گرفته بر روي نانوساختار بتون، مي‌تواند به کاهش نشر دي ‌اکسيد کربن (CO₂) در طول ساخت آن کمک کند. حدود 35/2 بيليون تن بتون در هر سال توليد مي‌گردد، و توليد سيمان که جز اصلي سازنده بتون است بالغ بر %10-5 کل CO₂ را در جهان منتشر مي‌کند که سهم مهمي در گرم شدن زمين دارد.
Franz Josef Ulm و Georgios Constantinides از MIT دريافتند که به دليل اينکه بتون از نانوذرات سازمان‌يافته ساخته شده‌ است، بسيار قوي و پايدار مي‌باشد. Ulm توضيح داد که: اگر هر چيزي(خاصيتي) به ساختار سازمان يافته نانوذراتي که بتون را تشکيل مي‌دهند، بيشتر از خود آن ماده، وابسته باشد، ما مي‌توانيم آن را با ماده‌اي که داراي خواص ديگر بتون مانند استحکام، دوام، فراواني و قيمت کم باشد، اما در طي فرآيند ساخت به همان اندازه CO₂ در هوا منتشر نمي‌کند؛ جايگزين کنيم.

 

                                        

سيمان، قديمي‌ترين ماده مهندسي ساختمان در جهان است که حتي در زمان رومي‌ها يا پيش از آن نيز استفاده مي‌شده است. براي ساخت سيمان، ابتدا اجزاي اصلي سازنده آن يعني سنگ آهک و خاک رس خرد شده و به صورت پودر درمي‌آيند، سپس تا دماي حدود 1500°cْگرم مي‌شوند. در اين دماهاي بالا، اين مواد از لحاظ ساختاري تغيير شکل يافته و انرژي در داخل پودر ذخيره مي‌گردد. اين فرآيند بيشترين CO₂ را منتشر مي‌کند. هنگامي که اين پودر با آب مخلوط مي‌شود، انرژي ذخيره شده در آن، در ميان پيوندهاي شيميايي آزاد شده و سازنده‌هاي اصلي اوليه سيمان يعني کلسيم- سيليکات- هيدرات (C-S-H) را تشکيل مي‌دهند.
مهندسين MIT بر روي محدوده وسيعي از خمير سيمان از سرتاسر دنيا با استفاده از روش جديد nano-indentation مطالعه انجام داده‌اند، اين روش شامل کاوش کردن خمير سيمان سخت شده توسط يک سوزن در اندازه نانو است. سپس يک ميکروسکوپ نيروي اتمي به آنها اجازه داد تا اين نانوساختار و مقاومت هر يک از خميرها را با اندازه‌گيري فرورفتگي‌ها (indentation) ايجاد شده با سوزن، محاسبه کنند. اين روش قبل از اين بر روي مواد همگن استفاده شده است ولي هرگز بر روي مواد ناهمگن مانند سيمان به کار نرفته است.
اين محققان کشف کرده‌اند که رفتار ذرات C-S-H، که اندازه آنها حدود 5nm است، در همه نمونه‌هاي سيمان يک اثر نانويي منحصر به فرد نشان مي‌دهد، ‌که به آن "کد ژنوميک" اين ماده مي‌گويند. اين مطلب نشان مي‌دهد که مقاومت خمير سيمان و بنابراين بتون، به مواد معدني خاصي بستگي ندارد اما به چگونگي سازمان‌دهي اين مواد معدني به صورت نانوذرات فشرده، بستگي دارد.
اين محققان مي‌گويند اگر دانشمندان، يا مهندسان نانو، بتوانند مواد معدني متفاوتي براي استفاده در خمير سيمان پيدا کنند، انتشار جهاني CO₂ مي‌تواند تا %10 کاهش يابد. مواد معدني جديد بايد چگالي فشردگي (Packing) سيمان را دارا باشند ولي براي توليد به دماهاي بالا نيازمند نباشند.
در حال حاضر اين گروه بر روي منيزيم به عنوان جايگزين ممکن کلسيم در پودر سيمان مطالعه مي‌کنند. منيزيم يک فلز خاکي، مانند کلسيم است، ولي اين ماده زائد و بي‌مصرف است که مردم براي از بين بردن آن بايد هزينه کنند.
اين گروه نتايج کار خود را در مجله Solids Mechanics and Physics of منتشر کرده است.

 

 

منبع:

 

www.mahdihashemi.blogfa.com

www.nanotechweb.org

www.mh.coo.ir

www.nano.ir*

این هم متن فارسی مطلب Could nano-engineered concrete cut CO2 emissions?      برای دیدن متن انگلیسی بر روی عبارت انگلیسی کلیک کنید

 

كاهش انتشار CO2 ناشي از ساخت سيمان با كمك فناوري‌نانو

 

بر طبق تحقيق انجام شده توسط مهندسان در موسسه فناوري ماساچوست (MIT)، مطالعات انجام گرفته بر روي نانوساختار بتون، مي‌تواند به کاهش نشر دي ‌اکسيد کربن (CO₂) در طول ساخت آن کمک کند. حدود 35/2 بيليون تن بتون در هر سال توليد مي‌گردد، و توليد سيمان که جز اصلي سازنده بتون است بالغ بر %10-5 کل CO₂ را در جهان منتشر مي‌کند که سهم مهمي در گرم شدن زمين دارد.
Franz Josef Ulm و Georgios Constantinides از MIT دريافتند که به دليل اينکه بتون از نانوذرات سازمان‌يافته ساخته شده‌ است، بسيار قوي و پايدار مي‌باشد. Ulm توضيح داد که: اگر هر چيزي(خاصيتي) به ساختار سازمان يافته نانوذراتي که بتون را تشکيل مي‌دهند، بيشتر از خود آن ماده، وابسته باشد، ما مي‌توانيم آن را با ماده‌اي که داراي خواص ديگر بتون مانند استحکام، دوام، فراواني و قيمت کم باشد، اما در طي فرآيند ساخت به همان اندازه CO₂ در هوا منتشر نمي‌کند؛ جايگزين کنيم.

 

                                        

سيمان، قديمي‌ترين ماده مهندسي ساختمان در جهان است که حتي در زمان رومي‌ها يا پيش از آن نيز استفاده مي‌شده است. براي ساخت سيمان، ابتدا اجزاي اصلي سازنده آن يعني سنگ آهک و خاک رس خرد شده و به صورت پودر درمي‌آيند، سپس تا دماي حدود 1500°cْگرم مي‌شوند. در اين دماهاي بالا، اين مواد از لحاظ ساختاري تغيير شکل يافته و انرژي در داخل پودر ذخيره مي‌گردد. اين فرآيند بيشترين CO₂ را منتشر مي‌کند. هنگامي که اين پودر با آب مخلوط مي‌شود، انرژي ذخيره شده در آن، در ميان پيوندهاي شيميايي آزاد شده و سازنده‌هاي اصلي اوليه سيمان يعني کلسيم- سيليکات- هيدرات (C-S-H) را تشکيل مي‌دهند.
مهندسين MIT بر روي محدوده وسيعي از خمير سيمان از سرتاسر دنيا با استفاده از روش جديد nano-indentation مطالعه انجام داده‌اند، اين روش شامل کاوش کردن خمير سيمان سخت شده توسط يک سوزن در اندازه نانو است. سپس يک ميکروسکوپ نيروي اتمي به آنها اجازه داد تا اين نانوساختار و مقاومت هر يک از خميرها را با اندازه‌گيري فرورفتگي‌ها (indentation) ايجاد شده با سوزن، محاسبه کنند. اين روش قبل از اين بر روي مواد همگن استفاده شده است ولي هرگز بر روي مواد ناهمگن مانند سيمان به کار نرفته است.
اين محققان کشف کرده‌اند که رفتار ذرات C-S-H، که اندازه آنها حدود 5nm است، در همه نمونه‌هاي سيمان يک اثر نانويي منحصر به فرد نشان مي‌دهد، ‌که به آن "کد ژنوميک" اين ماده مي‌گويند. اين مطلب نشان مي‌دهد که مقاومت خمير سيمان و بنابراين بتون، به مواد معدني خاصي بستگي ندارد اما به چگونگي سازمان‌دهي اين مواد معدني به صورت نانوذرات فشرده، بستگي دارد.
اين محققان مي‌گويند اگر دانشمندان، يا مهندسان نانو، بتوانند مواد معدني متفاوتي براي استفاده در خمير سيمان پيدا کنند، انتشار جهاني CO₂ مي‌تواند تا %10 کاهش يابد. مواد معدني جديد بايد چگالي فشردگي (Packing) سيمان را دارا باشند ولي براي توليد به دماهاي بالا نيازمند نباشند.
در حال حاضر اين گروه بر روي منيزيم به عنوان جايگزين ممکن کلسيم در پودر سيمان مطالعه مي‌کنند. منيزيم يک فلز خاکي، مانند کلسيم است، ولي اين ماده زائد و بي‌مصرف است که مردم براي از بين بردن آن بايد هزينه کنند.
اين گروه نتايج کار خود را در مجله Solids Mechanics and Physics of منتشر کرده است.

 

 

منبع:

 

www.mahdihashemi.blogfa.com

www.nanotechweb.org

www.mh.coo.ir

www.nano.ir*