پژوهش علمی

نانومواد | لایه نازک | فوتوکاتالیز

آینده‌ای پایدار به یاری نانوفناوری

تلاش برای دستیابی به آینده‌ای باثبات و پایدار، نقشی بی‌بدیل را برای فناوری‌های نوین، به ویژه در مهار انرژی خورشیدی، قائل می‌سازد. انرژی خورشیدی، منبعی پاک و تمام‌ناشدنی است که کلید حل بحران جهانی انرژی را در اختیار دارد. بهره‌مندی از این موهبت آسمانی، درهای دنیای شگفت‌انگیز نانوفناوری را نیز به روی ما می‌گشاید. دنیایی که در آن با ابعاد بسیار کوچک، کارهای بسیار بزرگی انجام می‌شود و نوآوری در سطح اتمی رخ می‌دهد.

نانوفناوری، قابلیت متحول ساختن روش‌های جمع‌آوری، ذخیره‌سازی و بهره‌برداری از انرژی خورشیدی را دارد. این امر، منجر به افزایش کارایی و در دسترس قرار گرفتن هر چه بیشتر این انرژی خواهد شد. در این قلمرو، رفتار مواد به گونه‌ای است که درک سنتی ما از علم مواد را به چالش می‌کشد. کاربردهای نانوفناوری به میزان وسعتش امیدبخش است، از پنل‌های خورشیدی خود- تمیزشونده تا سامانه‌های کارآمدتر ذخیره‌سازی انرژی.

نگارنده به عنوان پژوهشگری عمیقاً درگیر با این حوزه، از به اشتراک گذاشتن این پیشرفت‌ها با علاقه‌مندان، دانشجویان و همکاران پژوهشگر، بسیار خرسند است. این، سفری اکتشافی است که هر دستاورد جدید، ما را به سیاره‌ای سبزتر نزدیک‌تر می‌کند. یکی از انگیزه‌های ایجاد این پلتفرم، تسهیل در درک پیچیدگی‌های نانوفناوری و انرژی خورشیدی و ایجاد بستری برای جامعه‌ای است که در آن، دانش نه تنها کسب می‌شود، بلکه به اشتراک گذاشته شده و گسترش می‌یابد. بیایید با هم به کاوش در این فناوری‌های پایدار بپردازیم و ببینیم چگونه می‌توانند دنیایی بهتر را رقم بزنند.

لوگوی علمی

مقالات

Preparation of sputter-deposited Cu-doped BiVO4 nanoporous thin films comprised of amorphous/crystalline
          heterostructure as enhanced visible-light photocatalyst (2023)

Preparation of sputter-deposited Cu-doped BiVO4 nanoporous thin films comprised of amorphous/crystalline heterostructure as enhanced visible-light photocatalyst (2023)

Siavash Bakhtiarnia, Saeed Sheibani, Abbas Nadi, Eric Aubry, Hui Sun, Pascal Briois, Mohammad Arab Pour Yazdi.
Applied Surface Science, Volume 608, 2023, 155248.

این مقاله فیلم نازک نانومتخلخل BiVO4 تولید شده به روش کند و پاش با ساختار ناهمگن آمورف - بلور با فعالیت فوتوکاتالیستی بهبود یافته تحت تابش مرئی را بررسی می‌کند.

مطالعه مقاله
One-step preparation of Ag-incorporated BiVO4 thin films: plasmon-heterostructure effect in photocatalytic
          activity enhancement (2022)

One-step preparation of Ag-incorporated BiVO4 thin films: plasmon-heterostructure effect in photocatalytic activity enhancement (2022)

Siavash Bakhtiarnia, Saeed Sheibani, Eric Aubry, Hui Sun, Pascal Briois, Mohammad Arab Pour Yazdi.
Applied Surface Science, 580, 2022, 152253.

این مقاله روشی تک مرحله‌ای برای تولید فیلم نازک BiVO4 حاوی نقره را شرح می دهد و اثر پلاسمونیک در بهبود فعالیت فوتوکاتالیستی آن‌ها را بررسی می‌کند.

مطالعه مقاله
Deposition of nanoporous BiVO4 thin-film photocatalyst by reactive magnetron sputtering: Effect of total
          pressure and substrate (2022)

Deposition of nanoporous BiVO4 thin-film photocatalyst by reactive magnetron sputtering: Effect of total pressure and substrate (2022)

Siavash Bakhtiarnia, Saeed Sheibani, Alain Billard, Eric Aubry, Mohammad Arab Pour Yazdi.
Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 32, 2022, 957–971.

این مقاله اثر فشار کل و زیرلایه را بر پوشش‌دهی فیلم نازک BiVO4 به روش کند و پاش مغناطیسی واکنش‌پذیر بررسی می‌کند.

مطالعه مقاله
Enhanced photocatalytic activity of sputter-deposited nanoporous BiVO4 thin films by controlling film
          thickness (2021)

Enhanced photocatalytic activity of sputter-deposited nanoporous BiVO4 thin films by controlling film thickness (2021)

Siavash Bakhtiarnia, Saeed Sheibani, Alain Billard, Hui Sun, Eric Aubry, Mohammad Arab Pour Yazdi.
Journal of Alloys and Compounds, 879, 2021, 160463.

این مقاله اثر ضخامت فیلم BiVO4 بر فعالیت فوتوکاتالیستی فیلم نازک نانومتخلخل تولید شده به روش کند و پاش مغناطیسی واکنش‌پذیر را بررسی می‌کند.

مطالعه مقاله
Investigation of post-annealing treatment effect on film properties of sputter-deposited BiVO4 nanoporous photocatalyst

Investigation of post-annealing treatment effect on film properties of sputter-deposited BiVO4 nanoporous photocatalyst (2022)

Siavash Bakhtiarnia, Saeed Sheibani, Alain Billard, Eric Aubry, Hui Sun, Mohammad Arab Pour Yazdi.
Journal of Ultrafine Grained and Nanostructured, Vol. 55, 2022, No.2, pp. 89-96

این مقاله اثر عملیات حرارتی بر روی فیلم نازک نانومتخلخل BiVO4 پوشش داده شده به روش کند و پاش را بررسی می‌کند و اینکه چگونه دمای آنیل بر ساختار و خواص فوتوکاتالیستی آن‌ها تأثیر می‌گذارد.

مطالعه مقاله
article logo

مقاله

Nanotechnology illustration

مقدمه‌ای بر نانوفناوری و تأثیرات کنونی آن

نانوفناوری حوزه‌ای پیشرو است که به بررسی و دست‌کاری ماده در مقیاس اتمی و مولکولی می‌پردازد و توانایی‌های خارق‌العاده‌ای را در پزشکی، انرژی، الکترونیک و راه‌حل‌های زیست‌محیطی فراهم می‌آورد. این مقاله مقدمه‌ای ساده اما دقیق بر چیستی نانوفناوری، دلایل رفتار منحصربه‌فرد نانومواد، کاربردهای امروزی آن‌ها و آینده‌ای که برای این علم در حال تحول سریع متصور است، ارائه می‌دهد.

مطالعه مقاله
article logo

مقاله

Nanotechnology illustration

مروری بر روش‌های سنتز نانومواد

این مقاله به‌صورت ساده و قابل‌فهم، مهم‌ترین روش‌های سنتز نانومواد را معرفی می‌کند؛ روش‌هایی که هرکدام سطح متفاوتی از کنترل، هزینه و مقیاس‌پذیری را ارائه می‌دهند. در این مرور، رویکردهای بالا به پایین مانند آسیاب‌کاری و لیتوگرافی، روش‌های پایین به بالا شامل مسیرهای فیزیکی و شیمیایی مانند CVD، PVD، سل–ژل و هیدروترمال، و همچنین سنتزهای زیستی، سبز و قالب‌محور بررسی می‌شوند. از آنجا که کاربردهای مختلف به شکل‌ها و ساختارهای متفاوتی از نانومواد—از نانوذرات و لایه‌های نازک گرفته تا نانوسیم‌ها و آرایه‌های منظم—نیاز دارند، انتخاب روش سنتز به عواملی مانند میزان دقت، خلوص، اثرات زیست‌محیطی و هدف نهایی بستگی دارد. با توضیح نحوه عملکرد هر رویکرد و مقایسه مزایا و محدودیت‌های آن‌ها، این مقاله چارچوبی عملی برای شناخت و انتخاب مسیرهای مناسب در سنتز نانومواد ارائه می‌دهد.

مطالعه مقاله
article logo

مقاله

انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی: فناوری‌ها، وضعیت کنونی و چشم‌انداز آینده

انرژی خورشیدی به‌سرعت از یک گزینه حاشیه‌ای به یکی از ستون‌های اصلی گذار جهانی انرژی تبدیل شده است. این مطلب توضیح می‌دهد که چگونه نور خورشید از طریق سامانه‌های فتوولتائیک، فناوری‌های خورشیدی حرارتی و مسیرهای نوظهور تبدیل خورشید به هیدروژن، به برق، گرما و سوخت‌های شیمیایی تبدیل می‌شود و در ادامه، مقیاس استقرار جهانی امروز و نقش خورشید در سیستم‌های قدرت را ترسیم می‌کند. سپس به مهم‌ترین جبهه‌های پژوهشی، از سلول‌های تندم پروسکایت–سیلیکون تا مفاهیم پیشرفته سوخت‌های خورشیدی می‌پردازد و سناریوهایی را بررسی می‌کند که در آن‌ها انرژی خورشیدی به منبع غالب برق در یک جهان با انتشار خالص صفر تبدیل می‌شود. در پایان نیز چالش‌های عملی مانند ناپایداری تولید، استفاده از زمین، مواد و عدالت انرژی و نوآوری‌های لازم برای شکوفایی کامل پتانسیل انرژی خورشیدی را مرور می‌کند.

مطالعه مقاله
article logo

مقاله

پاکسازی محیط زیست

نانو‌فناوری در پاکسازی محیط‌زیست: از مواد هوشمند تا آب، هوا و خاک پاک‌تر

نانوفناوری امروز به‌عنوان یکی از کارآمدترین ابزارها برای مقابله با چالش‌های محیط‌زیستی مطرح است. بسیاری از آلاینده‌ها در آب، هوا و خاک در غلظت‌های بسیار کم حضور دارند و فناوری‌های سنتی اغلب در حذف یا تجزیه مؤثر آن‌ها ناتوان‌اند. مهندسی مواد در مقیاس نانو، با افزایش سطح مؤثر، واکنش‌پذیری و گزینش‌پذیری، امکان حذف سریع‌تر آلاینده‌ها، تجزیه کاتالیستی ترکیبات مضر و حتی پایش لحظه‌ای آلودگی را فراهم می‌کند. این مقاله مروری مختصر و کاربردی بر نقش نانوفناوری در تصفیه محیط‌زیست، سازوکارهای مؤثر آن و نوآوری‌های در حال ظهور ارائه می‌دهد که مسیر سیستم‌های پاک‌تر و پایدارتر را هموار می‌کنند.

مطالعه مقاله