باروری ابرها با نانوذرات توسط محققان کشور

خبرگزاری مهر: این روزها بسیاری از کشورهای دنیا درگیر مسائل مربوط به خشکسالی و کم آبی هستند و برای برون رفت از این مشکل، دست به دامن فناوریهای مختلف برای کمک به بارندگی بیشتر و دستیابی به منابع آبی جدید شده اند. در این میان تکنولوژیهایی مانند شیرین سازی و انواع تصفیه آب نیز مورد توجه قرار گرفته اند و در بسیاری از کشورها استفاده می شوند.

کشور ما نیز در بسیاری از این فناوریها توانمندی و دستاوردهای خوبی کسب کرده است که می تواند برای جبران کم آبی به کار رود از این رو در نظر داریم با معرفی و تشریح ماحصل تلاش محققان کشور و بررسی مزیتهای استفاده از این فناوری های آبی گامی در جهت اطلاع رسانی دقیق و موثر در این زمینه برداریم.

فناوری نانو چاره ساز در باروری ابرها

دکتر محمد جغتایی، عضو هیات علمی دانشکده فیزیک دانشگاه یزد در مورد «فرآیند باروری ابرها با هواویزهای گرافنی» درگفتگو با خبرنگار مهر اظهار کرد: ما در این دانشگاه موفق شدیم که با فناوری نانو و ایجاد نانوذرات و تزریق آن به ابر در راستای باروری ابرها گام برداریم.

وی با اشاره به دلایل ضرورت باروری ابرها گفت: در طبیعت برای تشکیل ابر به سه عامل رطوبت هوا، صعود و ذرات ریزی که بخار آب می تواند روی آنها تجمع پیدا کند نیاز است؛ معمولا در دو عامل اولیه یعنی صعود هوا و رطوبت، امکان اعمال تغییر نیست.

این محقق با بیان اینکه در این پروژه از فناوری نانو بهره بردیم، گفت: طی این فرآیند برای کریستال سازی ابرها از نانو مواد استفاده کردیم که از جنس گرافن هستند اغلب دارای ساختار شش وجهی بوده و تطابق بسیار خوبی با شبکه کریستالی بلور یخ دارند.

جغتایی گفت: این نانومواد توسط شوک حرارتی وارد فضای ابر می شوند و به دلیل سایز مناسب ذره و گروه های عاملی مناسبی که در این ذره قرار دارد می توانند در کریستال سازی بسیار ارزشمند باشند، به طوری که منجر به بازدهی مناسبی نسبت به نمونه های خارجی می شود.

عضو هیئت علمی دانشگاه یزد با اشاره به روند پروژه باروری ابرها با فناوری نانو گفت: در فرآیند باروری ابرها هسته های میعان یا هسته های یخی را وارد محیط ابر می کنیم.

وی خاطر نشان کرد: معمولا باروری ابرهای سرد از اختلاف فشار بخار بین حالت های مختلف آب ایجاد می شود. از این رو در دماهای زیر صفر درجه بین حالت آب و حالت یخ اختلاف فشار بخار اشباع خواهیم داشت و مولکول های آب از روی قطره های آب ابرسرد (آب ابرسرد آب در حالت مایع زیر صفر درجه است) به سمت کریستال های یخ حرکت می کنند.

این محقق افزود: در این فرآیند قطره های آب ابرسرد کوچک و کوچک تر خواهند شد در نتیجه کریستال های یخ رشد می کنند سنگین و سنگین تر شده و بعد سقوط می کنند؛ این سقوط همان فرایند بارش است.

مه زدایی با ذرات گرافنی

جغتایی خاطر نشان کرد: در این آزمایشگاه ذرات شبه کریستال یخ تولید شده که در اثر فرآیند برژرون رشد می کنند.

وی با بیان اینکه مواد مورد استفاده در باروری و مه زدایی ساختار مشابهی دارند، این مواد هم در باروری ابرها و هم در مه زدایی می توانند استفاده شوند و با سازوکار نسبتا ساده ای قابلیت تبدیل به هواویزهای موثر در خرد فیزیک ابر را دارند.

جغتایی با بیان اینکه خیلی از فرودگاه های ما مانند مشهد، اردبیل، تبریز، همدان، فرودگاه هایی هستند که درگیر مه سرد هستند، گفت: ما می توانیم با استفاده از این مواد عملیات مه زدایی را در شعاع موثر یک فرودگاه انجام دهیم همچنین ما بیش از ۲۸۵ گردنه در ایران داریم که مه گیر هستند و می توانیم از این فناوری در گردنه ها نیز استفاده کنیم.

عضو هیات علمی دانشگاه یزد افزود: نانوموادی که در دانشکده فیزیک دانشگاه یزد سنتز شده و در محیط ابر آزمون شده، نانو موادی کم هزینه هستند که با مواد داخلی تولید می شود و همان اثر کریستال های یخی را برای ما ایجاد می کنند.

وی با بیان اینکه این موادنانویی در غلظت های مورد استفاده در باروری ابرها اثرات نامطلوب زیست محیطی ندارند، گفت: تاکنون چنین پروژه ای در داخل کشور انجام نگرفته و از ذره های گرافنی برای باروری ابر و مه زدایی استفاده نکرده است.

این طرح در دانشگاه یزد با همکاری دکتر فاطمه استواری عضو هیات علمی دانشگاه یزد اجرایی شده است.