ارائه روشی برای جداسازی گازها در پروژه مشترک بین المللی

محققان دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی با همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه‌های پنسیلوانیا و منچستر از الک‌های مولکولی برای جداسازی گازها استفاده کردند.

به گزارش ایسنا، از زمره جدیدترین روش‌ها برای جداسازی دقیق مخلوطی از گازها، استفاده از اَلَک‌های مولکولی است؛ چرا که این اَلَک‌ها در واقع مواد متخلخلی هستند که اندازه تخلخل‌های موجود در ساختار آنها به ‌صورتی تنظیم شده که تنها مولکول‌هایی با اندازه مشخص از آن‌ها عبور کنند.

ایجاد تخلخل­­‌های هدفمند در ساختارِ مواد دو بعدیِ نانو مقیاسِ اخیراً کشف شده، جهت جداسازی مخلوط گازها، یکی از موضوعات مورد توجه دانشمندان در سال­‌های اخیر است. تا قبل از سال ۲۰۰۴ و کشف گرافن، امکان جداسازی بسیاردقیق گازها فراهم نبود، ولی با کشف این ماده­ دو بعدی و ایجاد تخلخل‌های هدفمند در ساختار آن، امکان جداسازی یک نوع گاز از مخلوطی از گازها فراهم شد.

یکی از انواع مواد دو بعدی که امروزه بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است، دی کالکوژنایدهای عناصر واسطه (TMD) است و این فیلم‌هایِ نازکِ نیمه هادی،­ موادی با فرمول شیمیایی MX۲ هستند.

در مقاله محققان دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی ساختار­های متخلخل WS۲ از طریق بمباران اتمی، توسط پرتوی از یون­‌های گالیم بوجود آمدند. این ساختارهای متخلخل مورد آنالیزهای دقیق SEM ،TEM و غیره قرار گرفتند. باتوجه به اهمیت روزافزون غشاءهای دو بعدی در جداسازی انتخاب پذیر یک نوع گاز، در این مقاله عبور گاز هلیم از ساختارهای متخلخل WS۲ مورد مطالعه تجربی و نظری قرار گرفت. بر این اساس، این ساختارهای متخلخل در جداسازی گازی می­‌تواند بسیار جذاب باشد و نسل جدیدی از اَلَک­‌های مولکولی را به دنیای علم معرفی کند. همچنین مبانی فیزیکی مربوطه براساس پراکندگی کوانتومی می‌­تواند زیر بنای نظری قوی برای اینگونه مطالعات بوجود آورد.

این پژوهش با همکاری تیم‌های تحقیقاتی از دانشگاه های پنسیلوانیا، منچستر و دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی انجام شد. دکتر مهدی نیک عمل، عضو هیأت علمی دانشگاه شهید رجایی و دکتر حسنی محقق پسادکتری ایشان در این پژوهش همکاری داشته‌اند.

بر اساس اعلام ستاد نانو، نتایج این کار در مجله Science Advances به چاپ رسیده است.

ایسنا