بینی های الکترونیکی و اپتوالکترونیکی

بینی های الکترونیکی و اپتوالکترونیکی و توانایی‌های آن‌ها:
( این پست 4 مطلب مرتبط را شامل می شود که به ترتیب درج کردیده اند)

1- بینی الکترونیکی جدیدی که بوهای مختلف را شناسایی می‌کند.

« بینی الکترونیکی » مانند بینی انسان، بوهای مخلوط‌های گازی پیچیده را درک کرده و آنها را بر اساس (الگوهای) سیگنال خاص شناسایی می‌‌کند.
در تاریخ 2018/ 04/ 30 مطلبی با عنوان زیر رسانه ای شد:
"حسگریا سنسوری(sensor ) که بوی آتش‌سوزی کابل یا خوراکی‌های فاسد شده را به سرعت حس می‌کند."
بینی یک موجود زنده یک آشکارساز مولکولی بیولوژیکی ست که سیگنال‌های عصبی را به مغز می‌فرستد و سپس مغز یک رایحه خاص را رمزگشایی می‌کند.
بینی انسان با شش میلیون گیرنده بویایی، می‌تواند بیش از یک تریلیون رایحه را تشخیص دهد، در حالی که بینی برخی از سگ‌ها تا ۳۰۰ میلیون گیرنده دارد که حساسیت بیشتری را در هر تریلیون ارائه می‌دهد.
این گیرنده‌ها بوها را درک می‌کنند و الگویی از سیگنال‌های (خاص) تولید می‌کنند. مغز (الگوی) سیگنال را به یک بوی خاص - از قبل شناسایی شده - نسبت داده و بدین ترتیب "بو" شناسایی می شود*.
به گفته دکتر مارتین زومر(Martin Sommer ) که بر پروژه smelldect (تشخیص بو ) در موسسه فناوری کارلزروحه (آلمان) KIT نظارت دارد: "ما از بینی بیولوژیکی به عنوان مدل استفاده کردیم، این بینی الکترونیکی متشکل از نانوالیاف های معین، به مخلوط‌های گازی پیچیده یعنی بوها واکنش نشان داده و الگوهای سیگنالی (خاص) را تشکیل می‌دهند که حسگر برای تشخیص از آنها استفاده می‌کند، هدف smelldect طراحی و توسعه یک حسگرِ بوی ارزان قیمت مناسب برای تولید انبوه و استفاده روزمره است".
* در حاشیه از نگارنده وبلاگ:
این پروسه (دقیقاً) مشابه پروسه تشخیص رنگ‌‌ها به وسیله چشم است، چشم سیگنال های (نوری) را پس از دریافت به نقطه زرد» در شبکیه منتقل و از آنجا به مغز هدایت می کند. در " کامپیوتر مغز» این سیگنال‌ها با رنگ‌هایی- از قبل توسط چشم شناسایی شده‌اند- مقایسه شده و رنگ مشخص می گردد.
تعریف(Def.) رنگ به عنوان پدیده براساس استاندارد آلمانی : DIN : 5031-1 1970-03
« رنگ عبارت است از یک ادراک حسی که توسط چشم ضبط، به مغز منتقل و درآنجا "داده پردازی" و یا به عبارت دیگر با رنگهای قبلاً توسط مغز شناسائی شده مقایسه مي‌گردد.»
ادامه مطلب : قهوه تازه آسیاب شده، پاپ کورن، زباله‌های ارگانیک یا دود- در طول زندگی‌مان، با طیف گسترده‌ای از بوها آشنا می‌شویم و به لطف وجود بینی‌مان می‌توانیم آنها را حتی بدون دیدن منبع (بو)تشخیص دهیم- . محققان موسسه فناوری کارلسروهه (KIT) در پروژه smelldect ( تشخیص بو) حسگری را طراحی کردند که می‌تواند برای تشخیص طیف گسترده‌ای از بوها آموزش داده شود. این "بینی الکترونیکی" برای استفاده روزمره مناسب است و خطرات احتمالی مانند کابل‌های در حال سوختن یا مواد غذایی فاسد شده را زودتر از انسان تشخیص می‌دهد.
« بینی مصنوعی» شامل یک تراشه حسگر(sensorchip ) است که روی آن نانوسیم‌های دی‌اکسید قلع به بسیاری از حسگرهای منفرد متصل شده‌اند. این تراشه الگوهای سیگنال (های) خاص را بر اساس تغییرات مقاومت حسگرهای منفرد محاسبه می‌کند، این الگوها به مولکول‌های موجود در هوای محیط حساسیت دارند و برای بوهای مختلف، متفاوت و قابل تشخیص هستند. حال و اگر این (الگو) قبلاً به تراشه مورد نظر آموزش داده شده باشد، «حسگر بو» می‌تواند آن بو را در عرض چند ثانیه شناسایی کند.
« بینی الکترونیکی » تنها چند سانتی‌متر اندازه دارد و شامل تمام قطعات الکترونیکی فعال، از جمله فناوری تجزیه و تحلیل گازها می‌باشد. این تراشه حسگر می‌تواند انواع بوهای مختلف را "یاد بگیرد" و همین امر، آن را به ابزاری همه‌کاره تبدیل می‌کند: چه در خانه برای نظارت بر کیفیت هوای داخل خانه و چه به عنوان آشکارساز آتش‌سوزی، چه هنگام خرید برای تعیین تازگی ماهی یا در کنترل کیفیت نهایی عسل و بالاخره به عنوان بینی برای یک ربات.
به گفته مارتین زومر(Martin Sommer ) : « مشکل این است که همه بوها یکسان نیستند. به عنوان مثال بوی یک گل رز در آفتاب با بوی باران متفاوت است. به همین جهت فعلاً در حال "آموزش بینی الکترونیکی" برای استفاده در کاربردهای مختلف (وخاص) هستیم»
مختصری هم در باره مکانیزم فرایند:
گروه محققان برای شروع کار به یک دیود (ساطع‌کننده )نور که در محفظه حسگر ادغام شده است، تکیه می‌کند که به نانو سیم‌ها با نور فرابنفش می‌تاباند. این تابش(ها) مقاومت الکتریکی اولیه بسیار بالای دی‌اکسید قلع را تا حد نسبتاً زیادی کاهش می‌دهد. این تغییرات که (عملاً) توسط مولکول‌های مسئول بو ایجاد شده و روی سطح دی‌اکسید قلع رسوب کرده اند، به سرعت قابل تشخیص می باشند. به گفته مارتین زومر( Martin Sommer) : "اگر حسگر بویی را تشخیص دهد، مقاومت حتی بیشتر کاهش می‌یابد و اگر بو - بر هر دلیل- محو شود، شرایط اولیه با مقاومت الکتریکی به همان نسبت بالا (دوباره) بازیابی می‌شود، به طوری که "بینی" برای اندازه‌گیری‌های بیشترِ بو آماده می شود."
محققان موسسه KIT می‌خواهند مقرون‌ به‌ صرفه‌ترین حسگر ممکن را طراحی کرده و توسعه دهند تا برای تولید انبوه آماده شود. به گفته مارتین زومر Martin Sommer: " در آینده، بینی الکترونیکی باید این قابلیت را دارا باشد که در تمام دستگاه‌های الکترونیکی نصب شود تا به عنوان مثال از آتش‌سوزی کابل ها جلوگیری شود، از مواد خوراکی فاسد شده به سرعت اطلاع حاصل گردد . بگفته وی " ما همچنین در این فکر هستیم که تلفن‌های هوشمند را (نیز)به آن مجهز کنیم تا افراد هنگام خرید« بینی الکترونیکی » بسیار حساسِ خود را به همراه داشته باشند."
منبع اصلی :
Karlsruher Institut für Technologie ( KIT) 2018

2- بینی الکترونیکیِ قابل حمل طیف وسیعی از مواد شیمیایی را شناسایی می‌کند.

تاریخ انتشار منبع اصلی 23.03.2024
چکیده :
« بینی‌های الکترونیکی» دستگاه‌های الکترونیکی خاصی هستند که می‌توانند بوها و طعم‌های(بخار شده) را « بو کشیده » و شناسایی کنند. این بینی‌های مصنوعی اما باید (معمولاً )به تجهیزات آزمایشگاهی مجهزی متصل باشند، تجهیزاتی که (ولی) به راحتی قابل حمل نیستند. این معضل محققان را بر آن داشته است تا حسگرهای جدید و قابل حملی را را طراحی کرده و بسازند که قادر باشند طیف وسیعی از مواد شیمیایی را « در محل» شناسایی کنند.
محققانی از دانشکده مهندسی دانشگاه پیتسبورگ* (School of Engineering der Universität Pittsburgh ) با توسعه یک سیستم (کوچک) که الگوهای سه‌بعدی را تشکیل می‌دهد و به عنوان "اثر انگشت" شیمیایی عمل می‌کند، این سیستم همچنین پتانسیل آن را دارد که شناسایی مواد شیمیایی موجود در محلول‌ها را (نیز)عملی کند.
* ( دانشگاه پیتسبرگ(University of Pittsburgh ) یک دانشگاه تحقیقاتی دولتی در پیتسبرگ واقع در ایالت پنسیلوانیا آمریکا است که در سال ۱۷۸۷ میلادی بنیان‌نهاده شده‌است.)
به گفته آنا سی بالاز (Anna C. Balazs ) استاد مهندسی شیمی دانشگاه مذکور "کاتالیزورها بسیار گزینشی عمل کرده و قادرند اجزاء واکنش کننده (خاصی) را " وادار" به یک واکنش (کاتالیزوری) کنند. این گزینش ‌پذیری کاتالیزورهای موجود در یک محلول، عاملی‌ست برای آشکار سازی هویت اجزاء واکنش. حال و در صورتیکه واکنش‌ کننده‌های مناسب به مایع اضافه شوند، یک جریان سیال خود به ‌خودی ایجاد می شود که قادر خواهد بود به " تجمعی " متشکل از اجزاء انعطاف‌پذیر و شناور در محلول را جهت داده و شکل دهد. اکنون و وقتی این " تجمعاتِ انعطاف‌پذیر در کف یک محفظه پر از مایع که با آنزیم‌های خاصی پوشانده شده اند، با واکنش کننده‌های دیگر مواجه می گردند، مجبور به "خم شدن" در جهات مختلف شده و بدین ترتیب الگوهایی با اَشکال متفاوت تشکیل می‌شوند"
به گفته آنا سی بالاز(Anna C. Balazs )": شگفت‌انگیز این است که هر واکنش‌ کننده یا "تجمعی" از واکنش‌کننده ها
الگوی خاص خود را ایجاد می‌کنند و یا به عبارت دیگر یک «اثر انگشت» منحصر به فرد از خود به جا می‌گذارد که به ما این
امکان را می‌دهد که ترکیب شیمیایی درون محلول را شناسایی کنیم."
منبع :
chemie.de - Das Chemie Fachportal vom Labor bis zum Prozess, 23.03.2024
توجه : جزئیات کامل این مطلب در آینده در یک پست جداگانه درج خواهد شد.

3-حسگر ساده ای که با تغییر رنگ، گازهای سمی را شناسایی می‌کند

تارخ انتشار: 11.08.2025
بینی‌های اپتوالکترونیکی
همه گازهای سمی بو یا رنگ ندارند. به عنوان نمونه می توان از گاز کربن مونوکسید یاد کرد که نه رنگ دارد و نه بو، ولی کشنده است!
گروهی از محققان در مجله ACS Sensors گزارش می‌دهند که الگوهای رنگی در (یک آرایه) حسگر کاغذی ارزان و بادوام آنها در حضور گازهای سمی تغییر کرده و امکان اندازه‌گیری سریع و دقیق را در عرض چند دقیقه فراهم می‌کند. در یک فرایند، شبکه ای کوچک از مربع‌هایی به رنگ‌های پاستلی و آبنباتی قادر خواهد بود که به طور مؤثر مواد شیمیایی خطرناک موجود در هوا مانند کلروسارین - یک جنگ افزار شیمیایی فلج کننده ( اعصاب)- را "بو کشیده" و به تشخیص آن کمک کند.
بینی‌های الکترونیکی ، دستگاه‌هایی هستند که بخارات شیمیایی مضر را تشخیص می‌دهند. با این حال ولی اجزاء الکترونیکی آنها می‌توانند گران باشند و برای محیط‌های مرطوب نیز مناسب نیستند. اما « بینی‌های اپتوالکترونیکی » قادرند با جایگزینی اجزاء الکترونیکی با مولکول‌های رنگی بر این محدودیت‌ها غلبه کنند.. این بینی های « اپتوالکترونیکی » هنگام واکنش با مواد شیمیایی خاص تغییر رنگ داده و می‌توانند به عنوان" معرف" برای ( مواد شیمیایی بکار رفته در آزمایش ها ) عمل کنند. به گفته ویجی تاک (Vijay Tak ) و همکارانش که این بینی اپتوالکترونیکی جدید را طراحی، ساخته و آزمایش کرده‌اند، این « بینی‌های اپتوالکترونیکی» از مجموعه‌ای از حسگرها تشکیل شده اند که گازهای کشنده را شناسایی کرده و اندازه‌گیری می‌کنند. هر حسگر درون این "آرایه" یک کاغذ مربعی کوچک حاوی ذرات میکروسکوپی دی اکسید سیلیکون است که با رنگ‌هایی پوشانده شده‌اند. این رنگ ها هنگام تماس با مولکول‌ها یا یون‌های خاص، فام ( رنگ) و شدت یا ضعف یا " عمق" رنگ خود را تغییر می‌دهند.
برای آزمایش این فرایند ویجی تاک (Vijay Tak ) و تیم همکار تحقیقاتی او، حسگرها را با غوطه‌ور کردن در میکروذرات دی‌اکسید سیلیکون در ۳۶ محلول رنگی مختلف " فعال کردند"، پس از خشک شدن در هوا، ذرات خشک شده در یک صفحه میکروتیتر(Microtiter plate) قرار داده شد. در گام بعدی آن‌ها یک تکه کاغذ چسبناک روی صفحه قرار داده، بطوریکه با برگرداندن صفحه مورد نظر ذرات دی‌اکسید سیلیکون حاوی رنگ روی کاغذ حک شده بود. با این روش یا ترفند یک آرایه ۱۲x۳ از حسگرهای تغییر رنگ دهنده ایجاد گردید. ضمناً برای پشتیبانی (ساختاری) از آرایه، یک ورق فلزی نازک به قسمت زیرین چسب کاغذ متصل کردند.
برای آزمایش دقت این "آرایه"( یا چینش مرتب شده) (آلمانی : Anordnung )، محققان آن را در معرض ۱۲ گاز سمی، هر کدام با دو غلظت، قرار دادند. این تیم عکس‌هایی از رنگ و شدت مربع‌ها را قبل و بعد از پنج دقیقه قرار گرفتن در معرض گاز مقایسه کردند.. این ( عملیات)منجر به الگویی شد که آنها می‌توانستند از آن برای شناسایی نوع و غلظت گاز استفاده کنند. در آزمایش‌های مکرر، حسگرهای تغییر رنگ دهنده در شناسایی نوع تهدید شیمیایی به دقت ۹۹٪ و در اندازه‌گیری غلظت در نمونه‌های گاز به دقت ۹۶٪ دست یافتند. علاوه بر این، یک نمایش دیگر تأیید کرد که دقت آرایه ( چینش مرتب شده) تحت تأثیر رطوبت قرار نمی‌گیرد.
به گفته تیم محققان " با هزینه تولید تخمینی ۲۰ سنت برای هر آرایه، می‌تواند طرح‌های آنها رویکردی مقرون‌به‌صرفه و سازگار برای (نظارت بر) محیط زیست در شرایط متفاوتِ دنیای واقعی ارائه دهد." تیم همچنین توضیح می دهد که "در مرحله بعد، آنها قصد دارند یک نمونه اولیه از بینی اپتوالکترونیکی دستی را برای آزمایش مواد شیمیایی خطرناک در فضای باز(نیز) توسعه دهند.
منبع :
chemie.de – (Das Chemie Fachportal vom Labor bis zum Prozess) 11.08.2025

4-حسگری که با استفاده از سیستم«دوربین سرعت»گازها را شناسایی می‌کند.

تارخ انتشار: 01.10.2025
پلتفرم ماژولار(Modular) برای طیف وسیعی از کاربردها:
تشخیص زودهنگام نشتی (گاز) در صنایع شیمیایی، بیماری دیابت*، نظارت بر تازگی خوراکی ها و...
(* دیابت و/یا مصرف داروهای دیابت می تواند عامل بوی بد دهان باشد.)
توصیح : ماژول به اجزای کوچک یک کلیت بزرگتر گفته می‌شود. ماژولار(Modular) اصطلاحی فنی مهندسی است و منظور از آن، تکه تکه بودن بخشهای یک سیستم است.
حسگرهای شیمیایی مرسوم معمولاً میزان چسبندگی یک ماده خاص به یک سطح را اندازه‌گیری می‌کنند.
هوا حاوی صدها ترکیب آلی فرار (VOC) است که اغلب در غلظت‌های پایین و همگی با هم مخلوط شده‌اند. همچنین بخار
آب که اغلب هزاران برابر فراوان‌تر از مواد" مورد هدف" است و لذا اندازه‌گیری دقیق را برای بسیاری از حسگرها دشوار می‌کند. از تجزیه و تحلیل تنفس گرفته تا تشخیص مواد منفجره نیاز به "بینی‌های" الکترونیکی قابل اعتماد می باشد و فناوری های فعلی اغلب پاسخگوی این نیاز نیستند. برای حل این مشکل محققانی به سرپرستی مارگوت وسترکن Margot Verstreken از دانشگاه لوون (leuven بلژیک)( فرانسه : Louvain ) یک (پلتفرم) ماژولار(Modular) برای طیف وسیعی از کاربردها طراحی کرده و حسگری (انعطاف‌پذیر) را کاربردی نموده اند که نه تنها ( اکثر)گازها را تشخیص می‌دهد، بلکه سرعت آنها را نیز - مانند یک دوربین سرعت سنج- ثبت می‌کند. این فناوری که ( خلاصه‌ای از آن) در مجله Nature Communications منتشر گردیده و ثبت اختراع شده است، سرعت حرکت مولکول‌ها را از طریق یک نانوماده خاص اندازه‌گیری می‌کند.
پلتفرم( حسگر) جدید دانشگاه KU Leuven از چارچوب‌های فلز-آلی MOF (Metal Organic Frameworks ) استفاده می‌کند. این گروه از ترکیبات متشکل از یون‌های فلزی کوردینه شده با لیگاندهای آلی بوده و در شبکه‌ای از نانوحفره‌ها که همگی دقیقاً به یک اندازه هستند گنجانده شده اند. این مواد مانند رعد و برق مولکولی عمل می‌کنند، وقتی مولکول‌های گاز در دمای کمی بالا از میان منافذ عبور می‌کنند، با توجه به ساختارشان این کار را با سرعت‌های مختلف و خاصی انجام می‌دهند. میزان این « سرعت» مانند یک « اثر انگشت » عمل می‌کند و با اندازه‌گیری آن می‌توان گازهای مختلف را حتی در شرایط دشوار که حسگرهای معمولی از کار می‌افتند، تشخیص داد.
برای ساختارِ این حسگر خاص ثبت اختراع شده است،
توضیح در حاشیه:
چارچوب های آلی فلزی (Metal Organic Frameworks) ساختارهایی بلوری هستند که از اتصال یون های فلزی و مولکول های آلی تشکیل می‌شوند. امروزه سنتز و کاربرد چارچوب های آلی- فلزی (MOFs) بسیار مورد توجه قرار گرفته است و از جمله جدیدترین موضوعات پژوهشی در شیمی محسوب می‌شود.
یک ویژگی خاص :
ویژگی خاص رویکرد دانشگاه KU Leuven این است که از یک پلتفرم مقیاس‌پذیر استفاده می‌کند، با استفاده از تطبیق این پلتفرم (چارچوب فلزی-آلی)می توان- حسگر را بدون تغییر فناوری اصلی- برای شناسایی گازهای خاص تنظیم کرد. این سیستم همچنین کمپاکت ( فشرده و جمع و جور)، کم‌مصرف و با عملکرد بالا بوده و (حتی) در محیط‌های مرطوب یا در مخلوط‌های گازی پیچیده و غلظت‌های پایین، مانند یک « بینی الکترونیکی » قدرتمند عمل می‌کند.
مارگوت وسترکن Margot Verstreken ورسترکن تأکید می‌کند: «این حسگر برای یک کار خاص ساخته نشده، بلکه یک پلتفرم ماژولار است.» با انتخاب MOF مناسب یا ترکیبی از MOF ها، می‌توانید حسگر را برای کار مورد نظر تنظیم کنید. این انعطاف‌پذیری، پلتفرم ما را برای طیف وسیعی از بخش‌ها، از مراقبت‌های بهداشتی گرفته تا امنیت، مناسب می‌کند.
کاربردها:
به گفته مارگوت وسترکن Margot Verstreken " طیف گسترده‌ای از کاربردهای بالقوه برای این فناوری وجود دارد. فقط به یک آزمایش تنفس برای تشخیص زودهنگام دیابت فکر کنید، یا تشخیص نشتی در صنایع شیمیایی و نقص در باتری‌های لیتیوم-یون، نظارت بر کیفیت هوای داخل یا خارج از منزل، یا ردیابی تازگی میوه و سبزیجات در انبار. حتی مواد منفجره یا داروهای (پنهان شده) را می‌توان با این فناوری سریع‌تر و دقیق‌تر تشخیص داد. این حسگر به دلیل طراحی مدولار آن، می‌تواند با انتخاب مناسب MOF برای کاربرد های مختلف مورد استفاده قرار گیرد."
منبع :
chemie.de - Das Chemie Fachportal vom Labor bis zum Prozess, 01.10.2025
( به نقل از : دانشگاه لوُوَن بلژیک)
Katholieke Universiteit Leuven , KU Leuven.be )

*****************************************

کتاب های تخصصی (علمی-کاربردی) صنعت رنگ از حمیدرقمی (نگارنده وبلاگ)

برای دیدن جزئیات بیشتر روی عنوان" کتاب های تخصصی ..." کلیک کنید!

بازیافت پلی‌استر

1- اولین کارخانه بازیافت پلی‌استرهای تجاری در( استانNRW)آلمان
"بازیافتی که محصولاتش مواد اولیه(مادر) برای ساخت محصولات جدید است"

تاریخ انتشار (اولین منبع خبری): 12.08.2025
ساخت اولین کارخانه صنعتی کوچک برای بازیافت انواع پلی‌استرهای صنعتی در استان نورد راین وستفالن (NRW) با کمک 30 میلیون یورویی اتحادیه اروپا تسریع می‌ گردد.

شرکت matterr ، متخصص در بازیابی پلی‌استرهای تجاری مصرفی در صنایع بسته‌بندی و منسوجات، با موفقیت در مسابقه تأمین مالی استان نورد راین وستفالن "Productive.NRW" به عنوان بخشی از برنامه *ERDF/JTF NRW 2021-2027 شرکت کرد. در مراسمی مرتبط (خانم) مونا نوی بائر وزیر فدرال امور اقتصادی و حفاظت از آب و هوا، گواهی جایزه تأمین مالی 30 میلیون یورویی را به ملانی هکلر(Melanie Hackler ) مدیرعامل matterr تقدیم کرد.
این بودجه صرف ساخت یک کارخانه صنعتی کوچک در نوردراین وستفالن خواهد شد. در این کارخانه قرار است تولید در سال ۲۰۲۷ با ظرفیت سالانه ۱۰،۰۰۰ تن (مواد) آغاز شود.
* ERDF/JTF NRW 2021-2027:
EFRE= Europäisches Fonds für regionale Entwicklung
(European Regional Development Fund )
Fonds für den gerechten Übergang = JTF
(JTF Just Transition Fund)
فناوری نسل جدید دراقتصاد چرخشی (Circular economy )
شرکت matterr با فناوری نوآورانه( innovativ) خود، به فرآیندی متکی است که پلی‌استرها از جمله- پلی اتیلن ترفتالات (PET )- را با دِپلیمریزاسیون تحت فشار اتمسفر به مواد اولیه (اصلی) خود تجزیه می‌کند.
مواد بدست آمده را می‌توان سپس و پس از خالص‌سازی در کارخانه های متداول تولید پلی استر (موجود) به محصولات جدید تبدیل کرده و بدین ترتیب به طور کامل مواد اولیه فسیلی حاصل از فرآیندهای پتروشیمی را جایگزین نمود.
این فرایند ولی، می‌تواند- برخلاف فرآیندهای بازیافت مکانیکی- امکان بازیافت(مخلوط)پسماندهای صنایع نساجی و صنایع بسته‌بندی‌های چندلایه را نیز فراهم ‌کند، پسماندهایی که در حال حاضر عمدتاً دفن یا سوزانده می‌شوند و این گامی ست تعیین‌کننده به سوی چرخه‌های بسته مواد، « اقتصاد چرخشی»
سرمایه‌گذاری در مقیاس‌بندی و مکان‌یابی
حجم کل سرمایه‌گذاری برای این کارخانه تقریباً ۶۳ میلیون یورو است. علاوه بر بودجه دولتی، این تأمین مالی با بودجه‌های اضافی از سایر منابع تکمیل خواهد شد. ملانی هکلر، مدیرعامل، توضیح می‌دهد: "تأیید این بودجه یک نقطه عطف حیاتی برای matterr است . این امر ما را قادر می‌سازد تا طرح خود را برای تأمین پلی‌استر بازیافتی به صورت اقتصادی و رشد یابنده با مواد اولیه با کیفیت اجرا کنیم. تصمیم برای استقرار در آلمان آگاهانه بود، زیرا فناوری ما در اینجا توسعه یافته است و ما آن را در اینجا مقیاس‌پذیر می‌کنیم. این امر استقلال استراتژیک ما را در یک فناوری کلیدی برای تحول چرخه‌ای بازارهای نساجی و بسته‌بندی در سراسر جهان تضمین می‌کند"

2- سیستمی جدید برای بازیافت (مجدد) پلی‌استرهای تجاری
(New upcycling system for commercial polyester )

تاریخ رسانه ای شدن : 01.08.2022
با استفاده از مواد ( رایج) در دسترس و یک فرآیند اختلاط و روش گرمایش ساده، می توان پلی‌استرها را به موادی با قابلیت بازیافت(مجدد) و کیفیت مناسب تبدیل کرد.

مواد مصنوعی یا پلیمرهای سنتتیک خواص مفید زیادی دارند، با این حال ولی استفاده غیر اصولی و نا صحیح از آنها منجر به آلودگی گسترده و بسیار زیانبار محیط‌ زیست گردیده و می‌گردد. یکی از راه حل های این مشکل، بازیافت (اصولی) و استفاده مجدد از این مواد است. به عنوان نمونه می توان از پلی‌اتیلن‌ترفتالات ( PET)- یک پلی‌استر- نام برد که در بسیاری از کشورها به چرخه « بازیافت » وارد می شود.
فرایند بازیافت های متداول ولی معمولاً مشکلاتی را به همراه دارند که یکی از آن‌ها این است که بخش هایی از زنجیر پلیمری تخریب شده و پلیمرهای( معمولا)کوچکتر و ضعیف‌تری از پلیمر " مادر" ایجاد می شوند . این مواد ( جدید) البته کیفیت مناسب نداشته و به هیچ وجه قابلیت جایگزینی با پلیمر "مادر"را ندارند.
مدت هاست محققانی در سراسر جهان در تلاش اند تا« مواد پلیمری شبکه‌ای پایدار» را به گونه ای توسعه دهند که بتوان آن ها را به طور موثر و مقرون به صرفه به چرخه « بازیافت مجدد » وارد کرد.
دکتر میکی هیرو هایاشی(Dr. Mikihiro Hayashi ) استادیار موسسه فناوری ناگویا (Nagoya ) و همکارانش در ژاپن، در سال 2022 فرآیندی را برای بازیافت پلی‌استر، یک ماده مصنوعی(یا پلاستیک) پرکاربرد و تبدیل آن به یک پلیمر «شبکه‌ای» به نام "ویتریمر" را توسعه داده‌اند که استحکام و خواص خود را در طول بازیافت حفظ کرده و می‌توانند به راحتی به محصولات مفید تبدیل شوند، بدون اینکه خواص ترمومکانیکی پلیمر اصلی را از دست داده و (همزمان) خواص پلیمر‌های شبکه ای( ترموست) جدیدی به آن اضافه شود. این روش شامل تبدیل پلی‌استر به « ویتریمر» ا ست- گروه نسبتاً جدیدی از پلیمرها- با پیوندهای کووالانسی(پویا) که قادرند به صورت برگشت‌پذیر اصلاح شده و پیوندهای عرضی جدیدی را ایجاد کنند. این پیوندهای کووالانسی پویا به « ویتریمرها » خواص مطلوبی مانند قابلیت بازیافت، قابلیت پردازش مجدد و قابلیت ترمیم می‌دهند که از ویژگی‌های بارز موادی کاربردی با کیفیت بالا می باشد.
این پژوهش در اول آگوست 2022 در مجله شیمی مواد (Journal of Materials Chemistry A ) منتشر شد.
در حاشیه :
روزی در یکی از کلاس‌های (اینجانب)مرتبط با موضوع پلیمر‌ها در پاسخ به این سوال که " پلی‌اتیلن‌ترفتالات چیست " ، دانشجویی از یک رشته مرتبط پاسخ داد : " کو پلیمری از اتیلن و ترفتالیک اسید" ! ! اینجانب (مسلماً) با این " جواب" موافق نبودم و امیدوارم که شما هم موافق نباشید ( شاید بعداً توضیح داده شود )

ویتریمر( Vitrimer) چیست ؟

نگارنده ( وبلاگ) در سال 1394 در پستی با عنوان " ویتریمر‌ها" و کشف آن‌ها گزارش کرد. حال بر این باورم که ذکر (چکیده ای ) از آن پست وبلاگ ( با کمی ویرایش)، می تواند پدیده « ویتریمر » را کم و بیش تشریح کند.

ویتریمر(Vitrimer)،یک ماده مصنوعی یا "پلاستیک" جدید
(هم ترموپلاست و هم ترموست ! )

«ویتریمر» ،پلیمری که به لحاط خواص شباهت های زیادی به دورومرها (یاترموست ها) دارد و اتصالات حاکم بر اجزاء آن از نوع کووالنت است. ساختار(فضائی) این پلیمر دردماهای بالا(تر) به نوعی بیشتر به ترموپلاست ها شبیه است. بدین معنی که نرم شده و با افزایش دما ریزش می‌کند و مجدداً با سردشدن- بازهم مشابه ترموپلاست ها-دوباره "جامد*" شده و دراین حالت مجدداً مشا به ترموست عمل می کند.
* "جامد" و یک توضیح الزامی :
واژه ("جامد") درپلیمرهای آلی- پلیمر غیر‌آلی نیز وجود دارد- صحیح نیست ، زیرا در اینجا موضوع " دمای انتقال شیشه ای مطرح است. واژه " جامد" برای مواد « کریستالی » موضوعیت دارد.

ادامه مبحث :
آنچه که (هم اکنون نیز) درخصوص ساختارهای پلیمرها از آن تبعیت می شود، براساس آیوپاک (IUPAC) اینگونه است که پلیمرها را در سه زیرگروه ترموپلاست، دورومر یا ترموست و الاستومر طبقه بندی می‌کند .
ترموپلاست پلیمری است که از مونومرهای دی فونکسیونل تشکیل گردیده و لذا ساختاری (دروحله اول) خطی دارد. این ماکروملکول های خطی سپس با یکدیگر از طریق نیروهای «واندروالز» به صورت ماده مصنوعی یا "پلاستیک"تجمع نموده اند. این گروه ازاتصالات- نیرو های واندروالز- با تزریق انرژی مانند حرارت از هم متلاشی شده و پلیمر «ریزش می‌‌کند». پلیمر ریزش کرده ولی قابلیت آنرا دارد که با سردشدن دوباره درفرم(جدید)"جامد" گردد. ترموپلاست ها همچنین درمقابل حلال های (مناسب) نیز غیرمقاوم هستند.
دورومر یا ترموست پلیمری است که مونومرهای تشکیل دهنده آن تری- و بعضاً نیز دی فونکسیونل – بوده ، اتصالات بین اجزاء آن(همه) ازنوع شیمیائی است و ساختاری شبکه ای (سه بعدی) دارد. این نوع ساختار، یعنی دورومر (یا ترموست*) با گرم شدن دچار تغییر حالت (فیزیکی) نگردیده و نسبت به حلال ها نیز مقاوم است .
اصطلاح « ترموست » و یک توضیح الزامی:
این اصطلاح ربطی به نوع سخت شدن یک بایندر(رنگ) - با / یا بدون حرارت- ندارد؛ فیلم پوشش‌های اپوکسی نیز « ترموست» است، اگر چه که انواع متداول(تر)آن ها در دمای محیط سخت می شوند !
الاستومر پلیمری است که( اصطلاحاً)"کش میاید". اجزاء تشکیل دهنده آن عمدتاً دی فونکسیونل به اضافه (فقط) تعداد کمی هم تری فونکسیونل می‌باشند، دارای ساختاری با شبکه نسبتاً ضعیف است و نوع خوب و با کیفیت آن تا دو برابر اندازه خود کش میاید، مانند لاستیک (وُلکانیزه باگوگرد)، دستکش های کار و...
ویتریمر
یک آسیب جزئی در رنگ بدنه اتومبیل، یک شکاف موئی در کلاه ایمنی و یا یک اسباب بازی پلاستیکِ آسیب دیده، همه این اشیاء (آسیب دیده) را می توان دوباره به حالت اول برگرداند، فقط باگرم کردن !
شیمی‌‌دان فرانسوی(64) رومانیائی تبارLudwik Leibler ، یکی ازصاحب نامان پلیمرشیمی، رئیس آزمایشگاه تحقیقاتی مواد وشیمی درموسسه فرانسوی Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielles (ESPCI) و بنیان گذار پلیمرهای سازگار با محیط زیست، راهی عملی برای مبارزه با انبوه مواد پلیمری ضایعاتی و مخرب محیط زیست را پی افکند. نامبرده جایزه اروپائی سال 2015 برای "تحقیقات برجسته" را درپاریس با حضور 400 نفر از بخش های اقتصاد، سیاست و تحقیقات دریافت نمود. وی اعلام کرد که او و گروه تحقیقاتی وی درموسسه فرانسوی مذکور با " کنجکاوی فراوان وقدری هم خوش شانسی "روی مواد پلیمری دورومری خاصی کارمی کردند که متوجه شدند که درصورتیکه از فلز زینک (روی) در کربنیک اسید به عنوان کاتالیزاتور استفاده شود، دردمای 150 درجه یک حرکات ویژه ای دراتصالات بین اجزاء ماده مصنوعی مشاهده می‌گردد"، اتصالاتی بین ملکول‌های تشکیل دهنده « دورومر» (یا ترموست) دچار نوعی دگرگونی شده و ماده مصنوعیِ = قاعدتاً نرم یا ذوب نشونده-، قابلیت فرم پذیری(جدید) پیدا می‌کند، بدون اینکه با افزایش دما - مانند ترموپلاست ها -"ریزش" کند. به گفته وی " ویتریمر متولد شده است، ماده جدیدی که کاملاً (درحلال ها) نامحلول است، درآن ها "متورم" نمی شود، ذوب نمی شود، ولی دریک محدوده دمایی نرم می شود و قابلیت فرم پذیری دارد، کاملاً قابل بازیافت است و می‌تواند دربسیاری ازکابردها جایگزین فلزات و شیشه شود، قابلیت جوشکاری و متصل شدن به مواد مشابه را دارد و هرکجا که موادمصنوعی ترموپلاست و/یا دورومر (کلاسیک) استفاده می شود، قابل استفاده است."
منبع :

chemie.de - Das Chemie Fachportal vom Labor bis zum Prozess , 15.06.2015

****************************************************

کتاب های تخصصی (علمی-کاربردی) صنعت رنگ از حمیدرقمی (نگارنده وبلاگ)

برای دیدن جزئیات بیشتر روی عنوان" کتاب های تخصصی ..." کلیک کنید!

اشعه فرابنفش

اشعه فرابنفش(UV )؛ دانش عمومی؛ ویژگی هاو خطرات احتمالی

تابش نوری؛ تعریف
اصطلاح" تابش نوری" (Optical radiation) عبارت است از « یک بخش» از طیف الکترومغناطیسی در طول موج های 100 نانومتر تا 1 میلیمتر . در این مجموعه تابش های فرابنفشUltraviolet (UV) ، قابل دید (برای انسان) visually (VIS ) و فرو سرخ یا مادون قرمز Infrared (IR ) ، قرار دارند. خورشید منبع (طبیعی) برای « تابش نوری» است . این نوع تابش (ها) را می توان بطور « مصنوعی» نیز تهیه کرد، مانند لیزر، لامپ، بخاری، سولاریوم، قوس و... توضیحاً اینکه چگونگی و میزان تأثیر اشعه فرابنفش از نوع (مصنوعی) ایجاد شده، با نوع طبیعی آن تفاوتی ندارد.
انسان بخش مرئی از« تابش نوری» را با چشم بصورت « دیدن» و بخش فرو سرخ یا مادون قرمز را بصورت گرما حس می کند، ولی قادر نیست تابش فرابنفش را بطور مستقیم حس کند، بلکه آثار (مخرب) آن را بیشتر در دراز مدت بصورت « آفتاب سوختگی» و سرطان پوست تجربه می نماید. با این تعریف واضح است که انسان به شخصه نقش بسیار مهمی در حفاظت از خود در مقابل این نوع از اشعه دارد. البته اقدامات حفاظتی(عملی) برای سایر مناطق تابش(های) الکترو مغناطیسی نیز ضروری می باشد که در حال حاضر موضوع بحث ما نیست.
اشعه فرابنفش ( اولترا ویولت)
محدوده طول موج اشعه فرابنفش از 100 تا 400 نانومتر است و بدین ترتیب پر انرژی ترین بخش از تابش نور است .
این اشعه اگر چه بخشی از تابش نوری می باشد ولی برای انسان غیر قابل دید است و با انواع « حس » روتین انسان (تقریباً) غیر قابل درک است. برخی از حیوانات، بخصوص پرندگان توانایی دید در بخشی از اشعه یو وی را نیز دارا هستند و به همین علت برخی از میوه های رنگی مانند آلبالو و گیلاس را قبل رسیدن ( کامل)، قابل تناول تشخیص می دهند .
اشعه فرا بنفش سرطان زا ست و آثار سریع یا/ و طولانی مدت روی پوست و چشم دارد. این نوع اشعه یک پارامتر مهم برای محیط زیست نیز بشمار می رود.
اشعه فرابنفش؛ از تولید ویتامین دی(D ) در بدن تا خطرات فراوان
آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان International Agency for Research on Cancer (IARC) وابسته به سازمان بهداشت جهانی (WHO ) اشعه فرا بنفش را صرف نظر از طبیعی یا مصنوعی بودن آن، به عنوان یک عامل سرطان‌زا طبقه ‌بندی کرده است.
اشعه فرا بنفش- بسته به طول موج و شدت تابش آن- اثرات مختلفی در بدن دارد.
از برنزه شدن پوست- و کم و بیش "فخر فروشیِ" پس از آن- گرفته تا تولید ویتامین D توسط بدن و... ، البته قرار گرفتن بیش از حد در معرض نور خورشید می‌تواند باعث آفتاب سوختگی، التهاب چشم و واکنش‌های آلرژیک شود. آسیب‌های درازمدت ناشی از تابش فرابنفش شامل تسریع پیری پوست و کدر شدن عدسی چشم (آب مروارید) و همچنین سرطان پوست می باشد. تابش این اشعه همچنین به ماده ژنتیکی (DNA) سلول‌های پوست آسیب می‌رساند. این سلول ها قادرند ( عمدتا) آسیب ها را ( خودشان) ترمیم کنند. حال و در صورت ناموفق بودن سلول های پوست در "پروژه" خود ترمیمی ، سلول ها تخریب شده و تومورها تشکیل می شوند. علاوه بر این، اشعه فرا بنفش می‌تواند سیستم ایمنی بدن را تضعیف کرده و در نتیجه از پاسخ ایمنی در برابر عوامل بیماری‌زا و سلول‌های سرطانی ، سرباز می زند.
تابش اشعه فرا بنفش از نوع B باعث تولید ویتامین D در پوست می‌شود.
برای این فرایند، قرار گرفتن بخشی از پوست (بدون محافظ) در معرض اشعه فرا بنفش خورشید کافی است. مدت زمان لازم – اضافه بر نوع پوست- به زمان، روز، فصل (سال) و همچنین مکان ، یعنی پارامترهای مهم در شدت تابش خورشید و میزان شاخص فرابنفش بستگی دارد. در کشور آلمان برای رایج‌ترین نوع پوست، قرار گرفتن در معرض آفتاب به مدت حدود ۱۲ دقیقه، ۲ تا ۳ روز در هفته از بهار تا پاییز کافی است، مشروط به اینکه دست‌ها، بازوها و صورت بدون پوشش و کرم ضد آفتاب باشند. قابل توجه اینکه با توجه به « ذخیره سازی ویتامین D در بدن» - مقدار ذخیره شده در بیشتر موارد، نیاز به این ویتامین برای زمستان را نیز به طور کلی تأمین می کند.
طبقه بندی اشعه فرا بنفش با منبع خورشید بر اساس طول موج

این اشعه که طول امواج آن در محدوده 100 تا 400 نانومتر قرار دارد، پر انرژی ترین بخش از تابش نور بوده و همانگونه که عنوان شد غیر قابل " حس و درک" توسط ارگان ها حسی انسان است. اشعه یو وی ( UV) بر اساس ویژگی های فیزیکی و بیولوژیکی در گروه هایی به شرح زیر طبقه بندی می شود.

1- اشعه یووی اِی (UV-A) با طول موج های از 400 تا 315 نانومتر
2- اشعه یو وی بی (UV-B) در طول موج های از 315 تا 280 نانومتر
3- اشعه یو وی سی (UV-C) با طول موج های از 280 تا 100 نانومتر
اشعه (UV ) خورشید با عنوان اشعه « طبیعی یا سولار» متناسب با طول موج مربوطه، به گونه ای متفاوت با سطح زمین بر خورد می کند.
پرتوهای خورشید شامل ۵۰٪ نورمرئی، ۴۴٪ تابش فروسرخ و حدود ۶٪ تابش فرابنفش است. نوع( خوشبختانه 6 درصدی!) خطرات متعددی را برای بدن انسان ایجاد می‌کند.
اشعه یو وی سی (UV-C ) که بسیار پر انرژی ست در لایه های بالایی جو بطور کامل جذب (یا فیلتر) شده و به سطح زمین نمی رسد. اشعه یو وی بی (UV-B ) که همچنین پر انرژی ست - با توجه و متناسب با چگونگی لایه اُزون- بطور معمول- توسط آتمسفر جذب گردیده و حدود 80% از آن به زمین نمی رسد ، حال و در صورت تخریب لایه اُزون – بسته به میزان تخریب- بخشی که به زمین می رسد نیز افزایش می یابد.
اشعه یو وی اِی (UV-A ) با طول موج بلند تر از دو نوع دیگر، تقریباً بطور کامل کره زمین را بدون هیچ مانعی " سیر اشعه" (بر وزن " سیر آب") می کند
فاکتورهای موثردیگر در شدت ( تابش) اشعه UV به زمین
تابش اشعه فرابنفش که شامل محدوده طول موج ۱۰۰ نانومتر (nm ) تا ۴۰۰ نانومتر است، از نظر انرژی بیشترین یا قوی ترین بخش «تابش نوری » است. (میزان) شدت تابش اشعه فرابنفش در سطح زمین به محل ( عرض جغرافیایی)، فصل و زمان روز بستگی دارد. هر بیشتر به خط استوا (equator ) نزدیک شویم و همچنین در تابستان، تابش اشعه فرا بنفش قوی‌تر از زمستان است و در ظهر شدیدتر از صبح یا عصر است. پوشش ابر نیز بر قدرت تابش اشعه فرا بنفش تأثیر می‌گذارد. یک لایه بسته و ضخیم از ابرها می‌تواند تا ۹۰ درصد از این اشعه را مسدود کند. از طرف دیگر پوشش ابر کم - که در آن هنوز می‌توان خورشید را دید- می‌تواند میزان تابش اشعه فرا بنفش را افزایش دهد. ارتفاع یک مکان نیز نقش مهمی ایفا می‌کند: تابش اشعه فرا بنفش به ازای هر ۱۰۰۰ متر ارتفاع حدود ۱۰ درصد افزایش می‌یابد. ( کوهنوردان مراقب باشند!)
آب، شن و برف نیز اشعه فرا بنفش را منعکس (و تقویت) می‌کنند. سایه، تابش اشعه فرا بنفش را کاهش می‌دهد - برای مثال، زیر چتر آفتابی حدود ۱۰ تا ۳۰ درصد و زیر درختی با تاج بزرگ و متراکم حدود ۲۰ درصد-.
شاخص فرابنفش (UV- Index )

اشعه فرا بنفش همانگونه که عنوان شد سرطان‌زا است، این اشعه همچنین اثرات فوری و طولانی‌مدت بر پوست و چشم انسان می‌گذارد و یک پارامتر مهم زیست‌محیطی است. به همین دلیل است که شدت تابش اشعه فرابنفش به طور مداوم در سراسر جهان رصد و به عنوان شاخص فرابنفش (UV-Index ) منتشر می‌شود.
شاخص فرابنفش (UVI ) مقیاسی است که از آن برای اندازه‌گیری قدرت تابش فرابنفش خورشید (UV) استفاده می‌شود. شاخص فرابنفش (UVI ) که در 11 گروه طبقه بندی شده است، اقدامات حفاظتی مرتبط با (میزان)تابش اشعه فرابنفش را مشخص می کند. به عنوان مثال شاخص فرابنفش بالا به معنای قرار گرفتن بیشتر در معرض نور خورشید است که برای پوست مضر بوده و خطر آفتاب سوختگی و آسیب های طولانی مدت به پوست را افزایش می‌دهد.
پیش بینی شاخص فرابنفش (UV- forecast )
شاخص UV در سراسر جهان معنای یکسانی دارد و توسط مؤسسات شناخته‌شده، از جمله سازمان بهداشت جهانی (WHO)، معرفی شده است. هرچه UVI بالاتر باشد، پوست محافظت نشده سریع‌تر آسیب می‌بیند - مثلاً از طریق آفتاب سوختگی.
در کشور آلمان « رسم » براین است که اداره فدرال محافظت از اشعه (BfS ) در همکاری با مؤسسات مرتبط با موضوع مانند « هواشناسی» هر ساله از آوریل تا سپتامبر، پیش بینی های « شاخص فرابنفش » را در دوره های 3 روزه بطور منظم برای مناطق مختلف منتشر می کند . این پیش بینی ها از طریق « خبر نامه» (Newsletter ) قابل دریافت می باشد.
وقتی آفتاب دوست ها صورت خود را به سمت آسمان بلند می‌کنند، نباید خطرات اشعه ماوراء بنفش را فراموش کنند: آفتاب سوختگی، چین و چروک زودرس و پیری پوست- و در دراز مدت، سرطان پوست.- از عوارض ناخوشایند تابش اشعه فرابنفش است. اگر سفری طولانی مدت به یک منطقه ساحلی پیش رو ست، می توان با مراجعه به « شاخص فرابنفش» (UVI ) از وضعیت و میزان تابش مطلع گردید. طبق گزارش سازمان هواشناسی آلمان، شاخص فرابنفش در آلمان معمولاً به مقادیر تا ۸، در موارد شدید به ۹ و در ارتفاعات بالاتر آلپ حتی به ۱۰ می‌رسد.

در ایران وضعیت « شاخص فرابنفش» چگونه است؟

1- خطر تابش اشعه فرابنفش بالای سر ایرانی‌ها در این ۳ روز
منبع : سایت فرارو؛ کد خبر: ۸۸۹۰۲۳ ؛ ۰۷ مرداد ۱۴۰۴
چکیده :
** پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو کشور پیش‌بینی خود را درباره شاخص پرتو فرابنفش از امروز تا پنجشنبه در نقاط مختلف کشور اعلام کرد که نکته قابل توجه در آن بالا بودن شاخص در ساعتی است که کسی انتظار آن را ندارد.
**شاخص قابل توجه پرتو فرابنفش هنگام صبح
به گزارش ایسنا، در ساعت ۹ و ۳۰ دقیقه شاخص پرتو فرابنفش در استان‌های شرقی کشور همراه با نیمه شرقی کهکیلویه‌ و بویراحمد، ارتفاعات شمال تهران و البرز و نیمه غربی و شمالی سمنان در محدوده ۷ تا ۱۱ و در سایر استان‌ها در محدوده ۵ تا ۷ قرار خواهد گرفت.
** شاخص بیشتر استان‌های کشور به بیش از ۱۱ می‌رسد
امروز در ساعت ۱۲ و ۳۰ دقیقه مقدار شاخص پرتو فرابنفش افزایش خواهد یافت و در بیشتر استان‌های کشور به بیش از ۱۱ خواهد رسید. در استان‌های شمالی و شمال شرقی و نیمه جنوبی ایلام، خوزستان به‌جز شمال شرق استان، سواحل سیستان‌ و بلوچستان و هرمزگان مقادیر شاخص بین ۷ تا ۱۱ مشاهده خواهد شد.
2- وضعیت تابش پرتوی فرابنفش طی شنبه ؛ ۱۱ مرداد 1404
(منبع : سایت فرارو 10مرداد 1404 )
بر اساس پیش‌ بینی صورت گرفته، در ساعت ۶ و ۳۰ دقیقه روز شنبه (۱۱ مرداد) مقدار شاخص پرتو فرابنفش برای تمام مناطق کشور کوچک‌تر از ۲ خواهد بود. شاخص پرتو فرابنفش در ساعت ۹ و ۳۰ دقیقه در استان‌های نیمه شرقی و مرکزی کشور همراه با ارتفاعات شمال تهران، البرز و نیمه شرقی کهکیلویه‌ و بویراحمد در محدوده ۷ تا ۱۱ و در سایر استان‌های در محدوده ۵ تا ۷ قرار خواهند گرفت.
در پایان مختصری هم در باره محصولات ضد آفتاب
مواد و ترکیبات ضد آفتاب محصولات آرایشی یا پوستی هستند که برای جلوگیری از عوارض جانبی قرار گرفتن در معرض نور خورشید- عمدتاً آسیب های سلولی ناشی از اشعه فرا بنفش- روی پوست اعمال می‌شوند. این ترکیبات به نوعی، عامل محافظت از پوست در مقابل نور خورشید هستند.
ضد آفتاب ها که در بیشتر موارد به عنوان ضد آفتاب و ضد پیری (پوست) شناخته می‌شود،( معمولاً) نه تنها ( فقط) و به طور خاص برای محافظت در برابر اشعه‌های زیانبار فرا بنفش - و نارسایی های کوتاه و بلند مدت ناشی از آن - بلکه برای مبارزه یا پیشگیری از علائم پیری پوست، مانند چین و چروک و لکه‌های تیره نیز فرموله شده اند.
مواد تشکیل دهنده ترکیبات ضد آفتاب
ترکیبات ضد آفتاب از موادی تشکیل شده‌اند که محافظت (واقعی) در برابر اشعه فرابنفش را فراهم می‌کنند،محصولات ضد آفتاب به اشکال مختلفی از جمله کرم، لوسیون و ژل و همچنین فوم، اسپری (آئروسل)، خمیر و رژ لب عرضه می شوند. ساختار فیزیکی (و عمومی ) اکثر محصولات تجاری موجود در بازار بر اساس امولسیون‌های روغن در آب یا آب در روغن می باشند. اجزاء تشکیل دهنده این ترکیبات اضافه بر مواد (اصلی) ضد آفتاب معمولاً حاوی افزودنی‌های خاص مانند امولسیفایرها، آنتی اکسیدان ها ، مرطوب کننده ها، پرکننده‌ها، رنگ‌ها، روان‌کننده ها، مواد نگهدارنده، حلال‌ها، و مواد خوشبو کننده نیز می باشند.
فاکتور (محافظت ) sun protection factor, SPF
طبقه‌بندی محصولات ضد آفتاب بر اساس اثربخشی خود که به صورت فاکتور محافظت در برابر آفتاب (SPF) بیان می‌شوند، میزان ( وغلظت) مواد اصلی (فیلتر) کننده، فاکتور محافظت در برابر آفتاب را تعیین می‌کند.
فاکتور محافظت در برابر آفتاب ( sun protection factor, SPF) به منظور شفاف‌تر و مشتری پسندتر کردن اطلاعات، روی برچسب‌های محصولات ضد آفتاب درج می گردند.
فاکتور محافظت در چهار گروه طبقه بندی می‌شوند
- ( SPF کم) : فاکتور محافظت 6 تا 10
- ( SPF متوسط) : فاکتور محافظت 15؛ 20 و25
- ( SPF زیاد و خیلی) : فاکتور محافظت 30 تا 50 و بالاتر
طبقه بندی فیلتر های اشعه فرابنفش
فیلترهای فرابنفش در محصولات ضد آفتاب را می‌توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد:
فیلترهای شیمیایی (آلی) و فیزیکی (غیر آلی)
ابتدا یک توضیح : در منابع مختلف فیلتر های فیزیکی را بعضاً با عنوان " فیلتر های معدنی " نام گزاری کرده اند که صحیح و اصولی نمی باشد .
فیلترهای فیزیکی ترکیباتی هستند غیر آلی که به عنوان یک «مانع» (در پوست)، تابش های اشعه فرابنفش را منعکس یا پراکنده - پخش دیفوز- می‌کنند . در مقابل ولی فیلترهای شیمیایی ترکیباتی هستند آلی که اشعه فرا بنفش را جذب و به صورت گرما پس می دهند.
هر دو نوع گروه این فیلتر ها که نیازهای شخصی مصرف کنندگان این محصولات را برآورده می سازند ، دارای جنبه های مثبت و منفی می باشند.
1- محصولات محافظت کننده از طریق فیزیکی
این محصولات همانگونه که عنوان شد تابش اشعه روی پوست را منعکس می کنند. این محصولات بطور عمده به عنوان ماده فعال حاوی تیتان دی اکسید یا زینک اکسید هستند.
احتیاط: زینک اکسید و تیتان دی اکسید مورد استفاده در این محصولات بعضاً از نوع نانومتری بوده و قادرند بخصوص در صورت استفاده از محصولات بصورت اسپری به مجاری تنفسی وارد شوند .
نقاط قوت:
- بلافاصله یعد از اِعمال " وارد عمل" می شوند.
- برای پوست های حساس و افراد داری آلرژی های پوستی مناسب ترند.
- از ثبات نوری کافی برخودارند
- با محیط زیست سازگار ترند
نقاط ضعف :
- می توانند یک « هاله از سفیدی » ( یاد موضوع " هاله " افتادم ! ) روی پوست باقی بگذارند. این ویژگی ناخوشایند در برخی از فرمولاسیون ها جدید تر برطرف شده است.
- در برخی از افراد کمی « خشک کننده » به نظر می رسند.
- در پوست های چرب حفره های پوست را مسدود می کنند.
- در برخی از انواع، از محصولات نانومتری استفاده شده است که در باره تأثیرات آن ها اختلاف نظر وجود دارد.
2- محصولات محافظت کننده از طریق شیمیایی
این مواد ترکیباتی هستند آلی که پس از اِعمال روی پوست ، انرژی نوری اشعه (عمدتاً) فرابنفش را جذب کرده و بصورت گرما پس می دهند.
جند نمونه :
Benzophenone: Benzophenon-3 (Oxybenzon), Benzophenon-4 (Sulisobenzon).
Salicylate: Homosalat, Ethylhexylsalicylat.
Cinnamate: Ethylhexyl Methoxycinnamate, Isoamyl P-Methoxycinnamate.
Camphorderivate: 4-Methylbenzylidencampher, Benzylidencamphersulfonsäure.
And : Bis-Ethylhexyloxyphenol Methoxyphenyl Triazine, Butyl Methoxydibenzoylmethane, Diethylamino Hydroxybenzoyl Hexyl Benzoate, Ethylhexyl Triazone, Octocrylene, Phenylbenzimidazol Sulfonsäure, Terephthalylidendicamphersulfonsäure.
نقاط قوت :
- بسرعت جذب پوست می شوند
- آثار « سفیدی» از خود بجا نمی گذارند
- برای کاربرد روزانه قبل از میک آپ مناسب می باشند
نقاط ضعف :
- حد اقل بین 20 تا 30دقیقه برای فعال شدن کامل نیاز دارند
- (معمولاً) فاقد ثبات نوری بوده و تجزیه می شوند
- به محیط زیست بطور معمول وارد شده و آثارشان در ماهی ها و شیر مادر به اثبات رسیده است
منابع
1- منبع اصلی : اداره فدرال (آلمان) برای محافظت در مقابل اشعه ؛ Bundesamt für Strahlenschutz (BfS)
توضیح : اطلاعات استخراج شده از انتشارات BfS در تاریخ 05.04.2025 بروزرسانی گردیده است .
2- برخی از سایر منابع
UV-Strahlung - UV-A - UV-B - UV-C - Infrarot - IR-Strahlung - Cosmacon
Home - Chemiezauber.de
UV-Strahlen: erhöhtes Krebsrisiko | DKFZ - Krebsinformationsdienst
Mineralische oder chemische Sonnencreme, parfumdreams
Sonnenschutz-/UV-Filter – Inhaltsstoffe/INCI: Stoffgruppe - haut.de
Sonnencremes im Test: Sicher in der Sonne – auch für wenig Geld | Stiftung Warentest

تبدیل «پِت» به اَسِت آمینوفن

باکتری هایی که ضایعات« پِت » را به « اَسِت آمینو فن» تبدیل می کنند
(محصول مشترکی از شیمی سنتی و زیست فناوری برای تولید مواد شیمیایی « پایدار » )

تاریج انتشار در منبع اصلی 25.06.2025
بررسی ها ی انجام شده نشان می‌دهد که تولید پاراسِت آمول*با استفاده از پسماندهای« پِت »( پلی اتیلن ترفتالات) و به کمک باکتری( ( Escherichia coli (E. coli) تغییرات ژنتیکی داده شده در آن، متحول می گردد. به گفته محققانی که این پروژه را به ثمر رساندند، " این روش جدید عملاً هیچ انتشار کربنی ندارد و از روش های فعلی و متداول تولید داروها بسیار « پایدار» (تر) است."
*« پاراسِت آمول » واژه ای ست که در آمریکا و...( و ایران ) به « اَسِت آمینو فن» یا به غلط ( متداول )به " استامینوفن" معروف است.
پاراستامول یا اَسِت آمینو فن به طور سنتی از منابع ( رو به کاهش) سوخت‌های فسیلی، از جمله نفت، تولید می‌شود.
برای تأمین انرژی کارخانه‌هایی که این داروی مسکن و سایر داروها و مواد شیمیایی را تولید می‌کنند، سالانه هزاران تن سوخت فسیلی استفاده می‌شود و این ارقام یقینا سهم قابل توجهی در تغییرات شرایط اقلیمی دارد.
مبارزه با آلودگی محیط زیست
صفر آلایندگی ( Zero emissions )
پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) که برای بطری‌های آب و بسته‌بندی مواد غذایی استفاده می‌شود ، سالانه بیش از ۳۵۰ میلیون تن زباله تولید می‌کند. این زباله (ها) در نهایت سر از محل‌های دفن زباله در آورده و/یا اقیانوس‌ها را آلوده می‌کنند.
«پِت » که باعث آسیب جدی به محیط زیست در سراسر جهان می گردد، اگرچه - به گفته محققان- قابل بازیافت است، اما در فرآیند بازیافت (نیز)محصولاتی تولید می‌ شود که همچنان به آلودگی ها ی " پلاستیکی" در جهان می افزاید.
حال و با این یافته جدید یعنی تبدیل پسماندهای«پِت» به پاراسِت آمول، پاسخی ارزشمند و چند وجهی به نیاز فوری به رهایی از میلیون ها تن ضایعات این پلاستیک بسیار پرکاربرد، داده می شود.
تیم تحقیقاتی فعال روی این پروژه به سرپرستی استفن والاس (Stephen Wallace) متخصص زیست فناوری از دانشگاه ادینبرو (Edinburgh *) با تغییرات ژنتیکی انجام شده روی یک نوع باکتری (معمولی)، E. coli Escherichia coli ( و به آسانی در دسترس) موفق گردید « ترِفتالیک اسید » را از « پت » بیرون کشیده ( استخراج کرده ) و سپس به اَسِت آمینوفن تبدیل نماید. در این پروسه از یک روش تخمیر، آنگونه که در تهیه آبجو متداول است، استفاده می شود و در کمتر از 24 ساعت ماده مورد نظر یعنی « پاراسِت آمول » با بازدهی 90 درصد بدست می آید . این فرایند به گفته استفن والاس در دمای محیط انجام می شود و عملاً هیچ گونه " رد پای کربنی" از خود بجا نمی گزارد.
* دانشگاه ادینبورگ در زمینه زیست‌شناسی مهندسی از دانشگاه های پیشرو در جهان است.
به گفته پروفسور استفن والاس، رئیس گروه محققان این پروژه و رئیس بخش بیوتکنولوژی شیمیایی دانشگاه ادینبرو "این دست آورد نشان می‌دهد که پلاستیک PET صرفاً زباله یا ماده‌ای نیست که محکوم به "پلاستیک" شدن باشد، بلکه می‌تواند با استفاده از میکروارگانیسم‌ها به محصولات جدید و ارزشمند، از جمله محصولاتی که پتانسیل درمان بیماری‌ها را دارند، مانند اَسِت آمینوفن تبدیل شود."
مکانیزم مختصر

این پروسه ابتدا با تجزیه شیمیایی پسماند های«PET» شروع می‌شود. مولکول‌های حاصل سپس به « باکتری(مهندسی شده) اشریشیا کلی»(E. coli)، خورانده می‌شوند. در مرحله بعد این باکتری ها در واکنش موسوم به لوسِن (Lossen ) با استفاده از یک ترکیب حاوی فسفر به عنوان کاتالیزاتور، مولکول‌ها را به ترکیبی آلی و حاوی نیتروژن تبدیل کرده و... و در نهایت داروی پر مصرف اسِت آمینوفن بدست می آید.
حمایت کنندگان مالی از پروژه
این تحقیق که برای اولین بار در مجله Nature Chemistry رسانه ای گردید، از طرف شرکت زیست‌دارویی آسترازنکا (AstraZeneca ) تأمین مالی شده و توسط موسسه Edinburgh Innovations (EI) ، سرویس تجاری‌سازی دانشگاه، مذکور پشتیبانی می‌شود.
ایان هچ (Ian Hatch ) رئیس گروه مشاوره در EI، اعلام می دارد که " ما شرکت‌های استثنایی مانند آسترازنکا را به همراه استفن و دیگران در دانشگاه گرد هم می‌آوریم تا این اکتشافات پیشگامانه را به نوآوری‌های متحول‌کننده جهان تبدیل کنیم. زیست‌شناسی مهندسی پتانسیل عظیمی برای قطع وابستگی ما به سوخت‌های فسیلی، ایجاد اقتصاد چرخشی و توسعه مواد شیمیایی " پایدار" ارائه می‌دهد و ما از همکاران بالقوه دیگر دعوت می‌کنیم تا با ما تماس بگیرند"
کارخانه‌های میکروبی زنده
به گفته کارشناسان، این رویکرد جدید نشان می‌دهد که چگونه شیمی سنتی می‌تواند با زیست‌شناسی مهندسی برای ایجاد « کارخانه‌های میکروبی زنده » همکاری کنند. این کارخانه ها قادر خواهند بود ضمن کاهش ضایعات، انتشار گازهای گلخانه‌ای و وابستگی به سوخت‌های فسیلی را نیزکاهش داده و به تولید مواد شیمیایی پایدار بپردازند.
مختصری در باره اَسِت آمینو فن ( از پست های قبلی وبلاگ )

منظره رنگارنگ و زیبای فوق نه محصولی از زمین شناسی است و نه تصویری از طبیعت، بلکه تصویری ست میکروسکوپی با نور پلاریزه از کریستال های اَسِت آمینوفن.
اَسِت آمینو فن (پاراست آمول)
اَسِت آمینوفن یا پاراسِت آمول پودرکریستالی سفید رنگی است که یکی از پرفروش ترین داروها بوده که به کاهش تب و تسکین درد معروف است. دانستنش بسیارمهم است که در صورت مصرف این دارو بیش از دوز تجویز شده توسط پزشک ، خطر آسیب رسانی نسبتاً بالائی- تا حد اختلال در عملکِرد- به کبد وجود دارد. (به این موضوع مجدداً پرداخته خواهد شد)
پاراسِت آمول مشتقی است از پارا آمینو فنل (N-Acetyl-p-aminophenol). این ترکیب را می توان همچنین به عنوان مشتقی از آنیلین با نام p-Hydroxyacetanilid ویا به عنوان مشتقی از استیک اسید و فنل نیزدر نظر گرفت.
تاریخچه مختصر
پاراست آمول (اَسِت آمینوفن)برای اولین بار درسال 1878 سنتز گردید، و لی در ابتدای امر به عنوان یک دارو مفید تشخیص داده نشد. روش سنتز این ترکیب در سال مذکور، از احیاء پارا نیترو فنل به کمک پودر فلز روی در استیک اسید وتبدیل آن (ابتدا )به پارا آمینو فنل یا پارا هیدروکسی آنیلین و سپس به پارا ست آمول، صورت گرفت.
پس از جنگ جهانی دوم فارماکولوژ یست های آمریکا ئی برای اولین بار آثار کاهش دهنده درد در این دارو را کشف و گزارش کردند. با این کشف، اولین گام در به رسمیت شناختن این ترکیب شیمیائی و توانائی های آن به عنوان دارو برداشته شد.
درسال 1955 اَسِت آمینوفن برای اولین بار در آمریکا به عنوان دارو وارد بازار گردید، به صورت قرص های حاوی 500 میلی گرم ماده موثر. در همان سال در انگلستان به صورت داروئی- ملزم به ارایه نسخه پزشک- جهت کاهش تب و درد تبلیغ گردید. همچنین در همان سال ها از این دارو – (برخلاف) آ اس اَ ( اَستیل سالیسیلیک اسید Acetylsalicylic acid یا آسپیرین- به عنوان یک ترکیب "سازگار" و مناسب برای معده نیز گزارش شد. قابل اشاره اینکه به آسپیرین از همان ایام " مهر" ناسازگار ی" با معده و در کل دستگاه گوارش خورده بود!
در آلمان پاراست آمول برای اولین بار سال 1958 توسط کارخانه دارو سازی bene-Arzneimittel با نام " بن- او- رون (ben-u-ron) به بازار عرضه گردید.
در سال 1982 در آمریکا بخاطر یک سهل انگاری ( یا توطئه ! !) که گویا دراثر مسموم بودن یا آغشته به سمّ کردن دارو ! بوده است، تعداد 7 بیمار فوت کردند و از آن پس ضوابط سخت تری برای عرضه آن از طرف سازمان نظارت برغذا و داروی آمریکا FDA(Food and Drug Administration) برقرار شد. در همان تاریخ حدود یکصد میلیون دلار از داروی مذکور از بازار جمع آوری گردید. همچنین و بازهم در سال 1982 یک داروی متشکل ازمخلوطی از اَسِت آمینو فن و کدئین (Codein) با نام های تجاری Co-Codamol یا Tramadol، به عنوان یک مُسکّن قوی وارد بازار گردید.
مهم : در اینجا لازم می دانم یادآوری کنم که پاراسِت آمول – برخلاف آسپیرین- از ویژگی تأثیر گذاری روی جلوگیری از تجمع پلاکت ها (ترومبوسیت‌ها ) در خون برخوردار نبوده و لذا بازدارنده ای برای جلوگیری از " لخته شدن" خون نمی باشد.
شناسنامه اَسِت آمینو فن

روش سنتز کلاسیک و برخی از واکنش های مهم

فارماکودینامیک
ابتدا یک توضیح :
فارماکولوژی یا داروشناسی شامل دو حوزه( اصلی ) تحت عنوان های فارماکودینامیک و فارماکوکینتیک می باشد.
فارماکو دینامیک عبارت است از چگونگی ( و مکانیزم) اثر گذاری دارو بر بدن و فارماکو کینیتیک چگونگی مقابله بدن با دارو، متابولیسم و دفع دارو از بدن.
مبحثی که اکنون سعی بر تشریح آن است، فارما کودینامیک یعنی چگونگی ومکانیزم اثرگذاری اَسِت آمینو فن است. حال و نظر به اینکه در اینجا قرار است به چگونگی " تسکین درد" به وسیله داروی مذکور پرداخته شود ، لازم است ابتدا مروری کوتاه بر پدیده " درد" داشته باشیم .
ابتدا " نظریه ای درباره درد" از گذشته های دور :
کارل لودویک بورنه (Carl Ludwig Börne) (ماه مه 1786 فرانکفورت - فوریه 1837 پاریس) ژُورنالیست، نمایشنامه نویس و منتقد ادبی در بیش از 150 سال پیش معتقد بود که : "درد شادی سعادتمندان است و طولانی ترین زندگی را کسی دارد ، که بیشترین رنج را می برد". البته بعید به نظر می رسد که این "نظریه"حتی در 150 سال پیش طرفدارانی زیادی دارا بوده باشد، ولی امروزه با صراحت می توان گفت که اینگونه " نظریه پردازی ها " فاقد هرگونه و جاهت عقلی، احساسی و... بوده و میلیون ها انسانِ گرفتار در مصائب دردهای گوناگون، در جستجوی داروئی برای کاهش دردهایشان هستند !
درد چیست ؟
زمانی که عضوی آسیب می بیند، این آسیب دیدگی معمولاً با درد، التهاب و بعضاً تب همراه است.
درد عبارت است ازیک سیستم حیاتی اعلام خطرکه ارگانیسم را درمقابل آسیب ها محافظت می کند، به این ترتیب که با ایجاد احساس درد، خبر از یک اتفاق (ناگوار) یا بی نظمی درمنطقه آسیب دیده می دهد. به عبارت دیگرمی توان گفت که درد چیزی نیست جز ثبت علائمی از انواع آسیب دیدگی های اعضاء که به وسیله ردیاب ها درمنطقه آسیب دیده شناسائی و توسط خبررسان ها به مغز منتقل می گردد. دراینجا لازم به یادآوری است که احساس درد – و شدت و ضعف آن- کمی تا قسمتی به شخص آسیب دیده نیز مربوط است، به طوریکه برخی یا تحمل بیشتر دارند ویا به نوعی کمتر"قِشقِرق"راه می اندازند! برای مثال، اگر شما با چکش بر دست خود بکوبید، درآن بخش از انگشت شما، ردیاب ها و خبررسان ها فعال و متمرکز میشوند و- مهمتر اینکه- دراین منطقه از محل آسیب دیدگی، مواد شیمیائی خاصی ترشح می شوند که موجب می شوند این ضربه ناگهانی، بیش از آنچه هست شدید به نظر برسد و انتقال خبرِ وجود این آسیب دیدگی به مغزبا سرعت و وضوح بیشتری صورت گیرد . از این طریق، شما متوجه می شوید که دستتان آسیب دیده است. درد در اینجا هدفی داشته است، درد به شما میگوید که انگشت شما صدمه دیده و باید از آن مراقبت کنید و تا زمانی که بهبود نیافته است باید از آن کمتر استفاده نمایید. البته بدن بعضاً بدون ضربه دیدن نیز به درد می آیند برای مثال انواع سردردها یا دردهای عضلانی ، آرتروز یا دردهای مفصلی، دردهای دوران "عادات پریودیک" دربرخی ازخانم ها و...
مطلبِ (تیتر فوق) به نقل از مجله اینترنتی فریا- از یک مقاله از دکتر لوکاس هوفمن محقق و پزشک اطفال است )
شیمیِ درد
مهمترین ماده شیمیایی ترشح شونده درصورت وجود یک آسیب دیدگی- معمولاً توام با درد- در عضوی از بدن، پروستا گلندین (Prostaglandin) نام دارد که عامل مخابره پدیده "درد" بوده و توسط آنزیمی به نام سیکلو اکسیژناز (COX-2 ) ساخته میشود. این آنزیم یک پروتئین است که درتمام بدن وجود دارد ولی- و بخصوص- توسط بافت های آسیب دیده ترشح میشود. و کار آن، گرفتن مواد شیمیایی شناور در بافت و تبدیل کردن آن به پروستا گلندین است. پروستا گلندین همانگونه که عنوان شد، در واقع عامل اصلیِ مخابره پیام های (قوی ترِ) حاکی از وجود یک درد یا "بی نظمی" به مغز است و ایجاد آن منوط به وجود میزان کافی از آنزیم سیکلو اکسیژناز (COX-2 ) است.
پاراسِت آمول ومکانیزم آن در فرایند " کاهش درد"
مدت های مدیدی روی فارماکودینامیکِ پاراسِت آمول بحث و مجادله بین کارشناسان مرتبط جریان داشت، ولی در مجموع این نظریه حاکم بود که ویژگی این دارو به عنوان کاهش دهنده درد عمدتاً به مغز و نخاع مربوط می شود ، بدون اینکه جزئیاتی از این نظریه روشن شده باشد. بخش قابل توجه ای از این حدس و گمان ها برپایه مکانیزم آسپیرین در جلوگیری از درد - که شرح دقیق آن در مبحث آسپیرین (در همین وبلاگ) گزارش شد- بنا گردیده بود، به عبارت دیگر دراینجا نیز گمان براین بود که آنزیم سیکلو اکسیژناز- آنگونه که شرح آن رفت- و بلوکه شدن آن به وسیله دارو، نقش اساسی درکاهش درد را دارد، تئوری و ایده ای که بالاخره پس از چند سال باطل اعلام گردیده و به فراموشی سپرده شد.
رمز گشائی کامل در سال 2011
از کشف پاراسِت آمول بیش از یکصد سال پیش، نحوه عملکِرد و مکانیزم تأثیرگذاری این دارو نسبتاً نا مشخص بود. در سال 2011 ولی بطور دقیق مشخص گردید که پاراسِت آمول، ادامه انتقال خبرِ وجود درد به مغز را در نخاع مختل(یا متوقف) می کند. عامل این "مختل سازی انتقال خبر"دو ترکیب حاصل از تجزیه پارا سِت آمول است که تغییراتی در فعالیت یک پروتئین عمل کننده به عنوان سنسور انتقال خبرِ درد ایجاد می کنند. به گفته اِدوار هوگه شتِت (Edward Högestätt) و همکاران محقق او در دانشگاه لُوند در سوئد (Lund University in Sweden)" مدت ها ی مدیدی حدس وگمان براین بود که این دارو به عنوان مُسکّن در نخاع فعال می شود و در سال 2011 صحت این حدس و گمان ها با آزمایشاتی که روی موش ها انجام شد، به اثبات رسید" پژوهشگران دانشگاه سوئدی لوند نوعی پروتئین را در مغز استخوان شناسائی کردند که به نام TRPA1 protein معروف شد. موش هائی که فاقد این پروتئین بودند ، با نزدیک کردن یک صفحه داغ شده به پاها یشان ، عکس العملی نسبت به وجود صفحه داغ شده نشان ندادند، درحالیکه در موشهائی که پروتئین مذکور وجود داشت عکس العمل به داغی نشان داده شد. درادامه آزمایش ها به موش ها (ابتدا) پاراسِت آمول خورانده شد و سپس عکس العمل آن ها نسبت به صفحه داغ شده مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه این آزمایشات حاکی از آن بود که موش های تحت آزمایش پاهای خود را به هنگام مواجه شدن با صفحه داغ شده، بسیار دیر تر جمع کردند و این بدان معنی است که پاراسِت آمول موثر واقع گردیده و انتقال خبر درد به مغز را( به نوعی) با از کارانداختن TRPA1 protein ، مختل کرده است. به گفته محققان فعال روی این پروژه " بنابراین وجود ( یا عدم وجود) TRPA1 protein نقش تعیین کننده در کاهش درد به وسیله پاراسِت آمول دارد" درآخر ذکر این موضوع نیز الزامی به نظر می رسد که اگر قرار بر کاهش درد به وسیله پاراسِت آمول باشد ، می بایست دارویا از طریق سیستم گردش خون وارد نخاع گردیده ویا اینکه مستقیماً در نخاع تزریق شود.
نکته آخر:
شواهدی وجود دارد که پاراسِت آمول نه تنها دردهای "فیزیکی" بلکه دردهای" روحی" را که بعضاً به " درد اجتماعی" (sozialer Schmerz, social pain ) معروف شده اند را نیز کاهش می دهد و این امر می تواند ناشی از وجود منطقه ای در مغز باشد که در آن احتمال یک همپوشانی (overlap) بین دردهای جسمی و روحی وجود دارد! ؟
مهم ترین عوارض جانبی اَسِت آمینو فن
خطر مصرف بیش از حد (Overdose ) اَسِت آمینو فن یعنی حدود بیش از 150 میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن یا حدود 10 گرم برای یک فرد بالغ، می تواند به نارسائی های غیر برگشت پذیرکبد بیانجامد. افراد الکلی با بسیار کمتر از این میزان دچار نارسائی های حاد و برگشت ناپذیر کبدی می گردند. علت اصلی سمیت پاراست آمول برای کبد، یک ترکیب سمّی حاصل از متابولیسم این دارو با نام اِن استیل-پارا- بنزوشینون ایمین N-Acetyl-p-benzochinonimin (NAPQI ) است که بخصوص در صورت مصرف بیش ازحد الکل همزمان با دارو، بسیار تشدید می گردد. همچنین مصرف پاراسِت آمول دردوران بارداری می بایست حتماً تحت نظر و با تجویز پزشک صورت گیرد ، زیرا می تواند آثار سوء برجنین داشته باشد.
برخی از منابع :

Fachzeitschrift ,Nature Chemistry
chemie.de - Das Chemie Fachportal vom Labor bis zum Prozess
Deutsches Ärzteblatt
Deutschlandfunk, Juni 2025
News aus Wissenschaft von University of Edinburgh Life ...bionity.com
Wissenschaft - DER SPIEGEL

شیمی به عنوان کلید پایداری

« شیمی به عنوان کلید پایداری»
ارائه « استراتژی پایداری ۲۰۳۰» توسط انجمن شیمی دانان آلمان

تاریخ انتشار مقاله اصلی : 25.04.2025
پروفسور دکتر استفانی دهنن رئیس انجمن شیمی دانان آلمان (GDCh ) :

"جهان با چالش‌های بزرگی روبرو است و شیمی می‌تواند کلید مهمی برای شکل‌دهی به آینده‌ای پایدار باشد. برای من به عنوان رئیس انجمن شیمی دانان آلمان (GDCh ) ،( قلباً ) بسیار مهم است که با این مسئولیت روبرو شویم و برای حرکت به جلو تلاش کنم."
نامبرده همچنین ادامه می دهد : "به همین دلیل، خوشحالم که امروز « استراتژی پایداری » خود را به شما ارائه دهم. برای ما پایداری فقط یک شعار نیست، بلکه یک اصل راهنما است که می‌خواهیم در تمام فعالیت‌هایمان آن را لحاظ کنیم. هدف از استراتژی ما، گنجاندن پایداری در تمام فرآیندهایمان درانجمن(GDCh) است. ما می‌خواهیم بر اساس تخصص خود اطلاعات ارائه دهیم و از این طریق به ایجاد راه‌حل‌ها و مشارکت در اقدامات پایدار در علم، تجارت و سیاست کمک کنیم".
استراتژی پایداری
در سال ۲۰۲۴ سازمانی تحت عنوان "استراتژی پایداری" توسط یک کمیسیون ویژه (تعیین‌ شده) تدوین گردید.
سازمان ایجاد شده جدید را مدیر ارشد پایداری Chief Sustainability Officer (CSO ) پروفسور دکتر هرویگ بوخهولز (Prof. Dr. Herwig Buchholz )، متخصص شناخته شده و با تجربه در زمینه ( پایداری)، رهبری خواهد کرد. او به همراه کمیسیون پایداری، که متشکل از نمایندگان متخصص و باتجربه از گروه‌ها و مؤسسات تخصصی مختلف است ، مسئول اجرای « استراتژی پایداری» خواهد بود. ضمنا این کمیسیون مستقیماً به هیئت رئیسه انجمن... (GDCh) که عنصر اصلی "حکمرانی پایدار" را تشکیل می‌دهد، گزارش می‌دهد:
هیئت مدیره انجمن شیمی دانان آلمان(GDCh ) از توصیه‌های کمیسیون مذکور پیروی کرده و برنامه ریزی جهت ایجاد ساختارهای لازم برای اجرای مؤثر "استراتژی پایداری" را در دستور کار قرار می دهد.
به گفته پروفسور دکتر هرویگ بوخهولز (Prof Herwig Buchholz ) مدیر ارشد پایداری، اهداف پایداری جهانی تنها با حمایت قابل توجه از سوی صنایع شیمیایی قابل دستیابی است. چه در تولید انرژی، چه در اقتصاد چرخشی یا کاهش گازهای گلخانه‌ای. شیمی قادر است راه‌حل‌های مناسب و ضروری را برای این منظور ارائه ‌دهد. انجمن شیمیدانان آلمان (GDCh) نیز در حال اجرای یک « استراتژی جامع پایداری » است که می تواند از این طریق به ارائه راه‌حل‌ها ی مناسب کمک کند.
انجمن شیمی دانان آلمان و « شیمی پایدار»
( Nachhaltige Chemie, Sustainable Chemistry )
استفانی دهنن رئیس انجمن شیمی دانان آلمان :
در آنچه که به ( وظائف و اهداف) انجمن GDCh ، مربوط می شود، باید بگویم که :
"ما به عنوان بزرگترین انجمن علوم شیمیایی در اتحادیه اروپا، از اهمیت علم پایدار(ی) آگاه هستیم، مسئولیت می‌پذیریم و می توانیم الگوی خوبی باشیم. ما به همراه اعضای خود و دانش و توانایی های گروه‌های تخصصی‌مان، در حال پیشبرد پایداری و مشارکت در ساختن آینده‌ای ارزشمند برای زندگی هستیم"
استفانی دهنن (Stefanie Dehnen ) به عنوان رئیس انجمن شیمی دانان آلمان GDCh برای جامه عمل پوشاندن به نیاز های « استراتژی پایداری ۲۰۳0 » اهداف زیر را در انجمن (GDCh)دنبال می‌کند:
* تلاش جهت دست یابی به راه‌حل‌های مؤثر برای مسائل زیست‌محیطی در گروه‌های تخصصی مرتبط در انجمن ،
* ترویج « راه‌حل‌های پایدار » از طریق شیمی و ایجاد یک شبکه بین‌المللی از جوامع علمی مرتبط،
* ترویج « راه‌حل‌های پایدار » برای اقتصاد چرخشی،
* طرفداری و حمایت از فرصت‌های برابر در علم و آموزش،
* مستقل و متعادل در مورد مسائل مرتبط با « شیمی پایدار ».
* تلاش برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای محدوده ۱ و محدوده ۲ تا سال ۲۰۳۰ به میزان ۵۰ درصد و دست یابی به انتشار خالص صفر تا سال ۲۰۴۰ ،
* سعی بر ادغام و بهره گیری از جنبه‌های « پایدار » در تمام فرآیندهای انجمن شیمی دانان آلمان (GDCh )
شیمی سبز و چرا " شیمی سبز" ؟

یک آمار تکان دهنده نشان می‌دهد که حداقل دو آفت‌کش(Pesticide ) مختلف در خون ۸۴ درصد از افراد مورد آزمایش در اروپا قابل تشخیص بوده است. این واقعیتِ نگران‌کننده، نیاز مبرم به مواد شیمیایی سازگار با محیط زیست را نشان می دهد. دستیابی به این هدف، چالشی بزرگ است و آن پیدا کردن راه‌حل‌هایی( جدید) و نوآورانه برای حفاظت از محیط زیست و سلامت انسان می باشد. یکی از اصول اولیه - شاید هم اصل کلیدی – در این مسیر تبعیت از روش های مبتنی بر" شیمی سبز" در تولید مواد شیمیایی است، در این روش، جایگزینیِ استفاده از مواد اولیه تجدید پذیر با مواد و محصولات بدست آمده از منابع فسیلی، حرف اول را می زند.
تاریخچه مختصر
شیمی پایدار به عنوان پاسخی به اثرات منفی زیست‌محیطی مواد شیمیایی پدیدار شد.
کتاب « بهار خاموش» (Silent Spring ) نوشته‌ی راشل کارسون (Rachel Carson ) (۱۹۶۲) آگاهی از این موضوع را افزایش داد. اصطلاح «شیمی سبز» در دهه ۱۹۹۰ میلادی ابداع شد و به دنبال آن ۱۲ اصل مطرح شد که طراحی پایدار در فرآیندهای شیمیایی را ارتقا خواهند داد. در همین ارتباط سازمانی با عنوان" مرکز همکاری بین‌المللی شیمی پایدار" (ISC )
( International Sustainable Chemistry Collaborative Centre ) تأسیس گردید که به ارائه راه‌حل‌های نوآورانه در این خصوص مبادرت خواهد کرد.
تحول « پایدار » در صنعت شیمی، عاملی کلیدی برای اقتصاد « پایدار » است. تولید مواد شیمیایی سازگار با محیط زیست با هدف کاهش آلودگی محیط زیست و در عین حال ارائه راه‌حل‌هایی برای رفاه جامعه انجام می‌شود. این امر مستلزم اقدام جهانی از سوی« علم، تجارت و سیاست » می باشد.
تولید مواد شیمیایی سازگار با محیط زیست بر اساس اصول شیمی سبز است. توسعه فرآیندهای پایدار در شیمی، کل چرخه مواد شیمیایی از استخراج مواد خام تا دفع آنها را مورد توجه قرار می‌دهد. در این زمینه می بایست روش های نوآورانه برای به حداقل رساندن اثرات( تخریبی) زیست‌محیطی مورد توجه قرار گیرند. قابل اشاره اینکه صنایع شیمیایی در آلمان در سال ۲۰۲۰ مسئول ۵.۵ درصد ازانتشار گازهای گلخانه‌ای بود و لذا بازنگری اساسی در روش‌های تولید را به عنوان یک وظیفه در دستور کار قرار داده است.
اهداف شیمی سبز :
* شیمی سبز با هدف توسعه محصولات و فرآیندهایی است که مواد مضر برای محیط زیست را کاهش داده یا از بین می‌برند. * هدف، کاهش ردپای اکولوژیکی (ecological footprint ) ، کاهش ضایعات و استفاده از منابع تجدیدپذیر است.
* مواد زیستی (Bio-based materials ) در « شیمی سبز» نقش محوری خواهند داشت .
الزامات و چالش ها
* شیمی سبز برای آینده‌ای پایدار بسیار مهم است ،
* تولید مواد شیمیایی سازگار با محیط زیست، خطرات سلامتی را کاهش می‌دهد،
* فرآیندهای پایدار نیازمند همکاری بین صنعتی هستند،
* راه‌حل‌های نوآورانه برای کل چرخه عمر مواد شیمیایی مورد نیاز است،
* صنایع شیمیایی با چالش‌های عمده‌ای در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای مواجه هستند
مواد اولیه تجدیدپذیر در صنایع شیمیایی
* صنایع شیمیایی به طور فزاینده‌ای به مواد اولیه تجدیدپذیر متکی هستند تا وابستگی خود را به منابع فسیلی کاهش دهند این کاهش، به بهره‌وری انرژی کمک می‌کند و باعث کاهش ضایعات نیز می‌شود.
بهره گیری از مواد اولیه تجدیدپذیر با مزایای بی‌شماری همراه است، از جمله اینکه با استفاده از منابعی مانند جلبک ها و بیومتان فرصت‌های جدیدی را برای تولید مواد شیمیایی ارائه می‌دهند. آنها مجموعه ای از مواد اولیه پایدار را فراهم می‌کنند. استفاده از این منابع همچنین مصرف سوخت‌های فسیلی را کاهش داده، به ترویج « اقتصاد چرخشی» کمک می کند و آلودگی های محیط زیستی را نیز کاهش می دهد. البته باید اشاره شود به رغم این مزایا، چالش‌هایی مانند رقابت برای زمین، بهینه‌سازی‌های کشت و ... را به همراه خواهند داشت که می بایست راه حل هایی برای این معضلات نیز پیدا شود.
مواد زیستی
مواد زیستی در صنایع شیمیایی بسیار پر اهمیت تلقی می شوند، از جمله بدین جهت که آنها بطور عام زیست تخریب پذیر هستند و به کاهش ردپای کربن کمک می‌کنند. محصولات ساخته شده از روغن های گیاهی، قندها و سلولز بطور روز افزون در فزایند های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در آینده در خصوص آیتم های عنوان شده بیشتر خواهم نوشت.( نگارنده وبلاگ)
در خاتمه 3 تصویر تشریحی در باره صنعت رنگ و موضوع « توسعه پایدار» را نگاه کنید.
( برگرفته از پاورپوینت های آموزشی نگارنده وبلاگ )

برخی از منابع :
chemie.de - Das Chemie Fachportal vom Labor bis zum Prozess
Umwelt – UmweltInformationssystem
Umweltfreundliche Chemikalienherstellung: Nachhaltig
Umweltbundesamt | Für Mensch und Umwelt

آلمان و 10 صنعت برتر آینده

آلمان و 10 صنعت برتر آینده
فرصت ها برای اقتصاد؛ پتانسیل رشد و تحول تا سال 2040
Die Top 10 der deutschen Zukunftsbranchen

تاریخ انتشار مقاله اصلی : 19.03.2025
مطالعات و بررسی های انجام شده توسط « گروه مدیریت آینده» ( Future Management Group )، پتانسیل آینده آلمان در بخش های مختلف صنعتی را تا سال 2040 پیش بینی می کند. این بررسی ها حاکی از آن است که به رغم چالش های اقتصادی و سیاسی موجود ، بخش هایی از صنعت دارای پتانسیل رشدی ویژه هستند.
در این تحلیل، 25 صنعت بر اساس (سناریوهای) مختلفِ ( تحول کلیدی) ارزیابی گردیده و به 10 بخش مهم (و امیدوارکننده) برای آینده، به شرح زیر پرداخته است .
این 10 شاخه صنعتی عبارتند از :

1- صنعت بیوتکنولوژی
Biotechindustrie

2-صنعت لجستیک و بسته بندی
Logistik- und Verpackungsindustrie

3- محیط زیست و صنعت بازیافت
Umwelt- und Recyclingwirtschaft

4- آزمایشگاه تجزیه (و تحلیل)، و فناوری پزشکی
Analysen-, Labor-, Medizintechnik

5- صنایع شیمیایی و دارویی
Chemie- und Pharmaindustrie

6- اپتیک و فوتونیک
Optik und Photonik

7- صنعت دو چرخ (راه حل های میکروموبیلتی را شامل می شود)
Zweiradindustrie inkl. Mikromobilitätslösungen

8- صنایع غذایی
Lebensmittelindustrie

9- ( افتصاد)کشاورزی، جنگلداری، ماهیگیری
Land-, Forst-, Fischereiwirtschaft

10-صنعت هوافضا
Luft- und Raumfahrtindustrie
صنایع مبتنی بر فناوری به عنوان محرک های اصلی رشد
به گفته پروفسور دکتر پیرو ...؟( Pero Mićić) مدیر عامل Future Management Group AG، "مطالعات انجام شده ما نشان می دهد که صنایع مبتنی بر فناوری، دارای پتانسیل بزرگی هستند. آنها می توانند از فرصت های موجود از تغییرات (عمده )و دگرگون کننده استفاده کنند - مشروط بر اینکه با درجه بالایی از تحمل ریسک و اشتیاق برای آینده سرمایه گذاری کنند."
دکتر بِرن هارد اُنه زورگه Bernhard Ohnesorge رئیس *SPECTARIS نیز در همین ارتباط عنوان می کند که "ما از این امر خوشحالیم که صنایعی که توسط انجمن SPECTARIS ارائه می‌شوند یعنی « فناوری تجزیه و تحلیل، تکنیک های آزمایشگاهی و تکنولوژی پزشکی، اپتیک و فوتونیک » در میان بخش‌های صنعتی برتردر آینده خواهند بود و این امر بطور ویژه بر پتانسیل نوآوری و اهمیت (ارزش آفرینی) توسط شرکت‌های آلمانی برای اقتصاد کشور (آلمان ) تاکید دارد. "
SPECTARIS - Deutscher Industrieverband für Optik, Photonik, Analysen- und Medizintechnik.*
(انجمن صنایع آلمان برای اپتیک، فوتونیک، فناوری تجزیه و تحلیل و تکنولوژی پزشکی)
عوامل موفقیت و چالش های صنایع SPECTARIS
مجموعه بخش های SPECTARIS (ذکر شده) مرتبط با نوآوری، تعیین کننده در بازارهای رو به رشد و رقابت بین المللی خواهند بود.
فناوری های (آنالیز) آزمایشگاهی و پزشکی با پیشرفت هایی در زمینه های دیجیتالی شدن و اتوماسیون همراه هستند. (البته) همزمان شرکت های فعال در این حوزه ها به دلیل فرآیندهای پیچیده تایید و الزامات نظارتی بالا در اروپا با چالش هایی مواجه خواهند بود.
از این میان آنچه که به اپتیک و فوتونیک مربوط می شود، باید گفت که این ها به عنوان فناوری های کلیدی برای طیف گسترده ای از صنایع از جمله فناوری پزشکی، ساخت نیمه هادی و فناوری های کوانتومی در نظر گرفته می شوند. با این حال، هزینه‌های تحقیقاتی بالا و چرخه‌های نوآوری بلندمدت، شرایط چارچوب های ( سیاسی ) قابل اعتماد را ضروری می‌سازد.
گام های لازمی که باید از سوی سیاستمداران و فعالان اقتصادی برداشته شوند
به گفته اُنه زورگه (Bernhard Ohnesorge )« این مطالعات نشان می‌دهد که صنایع آینده نگر می‌توانند به عنوان محرک‌های رشد اقتصاد آلمان عمل کنند، مشروط به اینکه در بهره‌برداری از فرصت‌های بالقوه ارائه شده موجود- با توجه به روندهای جهانی- موفق عمل کنند. البته (ولی) این امر مستلزم اقدامات سیاسی مناسب و هدفمند از طرف مسئولان و سیاستمداران برای ایجاد یک چارچوب رقابتی در ابعاد جهانی می باشد»
به اعتقاد نامبرده این « اقدامات سیاسی مناسب و هدفمند » (برای صنایع آینده نگر) عبارتند از :
1- کاهش بوروکراسی و رویه‌های پذیرش و تأیید مناسب برای نوآوری ها جهت تسریع در تحقیقات و راه‌اندازی بازار(ها)
2- سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های دیجیتال و اقداماتی برای تقویت حاکمیت دیجیتال آلمان به منظور کاهش وابستگی به پلتفرم‌های جهانی
3- سرمایه‌گذاری در فناوری‌های کلیدی مانند هوش مصنوعی، رباتیک ، فناوری‌های فوتونیک و فناوری‌های کوانتومی
4- راهبردهایی برای تأمین امنیت کارگران ماهر جهت پاسخگویی به تقاضای فزاینده برای کارگران متخصص در صنایع آینده.
پنج سناریوی تحول کلیدی
این مطالعه که توسط گروه مدیریت آینده (FutureManagementGroup) به نمایندگی از SPECTARIS انجام شده است، بر اساس ارزیابی جامعی از روندهای فناوری و اقتصادی می باشد.
این مطالعه بر پنج سناریوی تحول کلیدی متمرکز بود که با بخش بزرگی از صنعت تولید تا سال ۲۰۴۰ مرتبط هستند:
1- افزایش کارایی کامپیوتر و حجم داده‌ها
2- افزایش بهره‌وری از طریق هوش مصنوعی
3- کار به یک سرگرمی تبدیل می‌شود (اتوماسیون از طریق رباتیک)
4- افزایش امید به زندگی
5- فعالیت اقتصادی پایدارتر
در پس زمینه این (سناریوهای روند) ، سه سوال به تفصیل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و رتبه بندی شده اند .
توضیح نگارنده وبلاگ :
مقاله فوق در ادامه به جزئیات بسیار بیشتری پرداخته است که (فعلاً) و بخصوص به دلیل خارج بودن از حوصله این پست وبلاگ، از برگردان آن صرفنظر می گردد.
منابع اصلی :
chemie.de - Das Chemie Fachportal vom Labor bis zum Prozess
SPECTARIS (spectaris.de)
SPECTARIS - Deutscher Industrieverband für Optik, Photonik, Analysen- und Medizintechnik

***************************************************

کتاب های تخصصی (علمی-کاربردی) صنعت رنگ از حمیدرقمی (نگارنده وبلاگ)

برای دیدن جزئیات بیشتر روی عنوان" کتاب های تخصصی ..." کلیک کنید!

از کربن دی اکسید به اسِت آلدهید

از کربن دی اکسید به اسِت آلدهید
** در مسیر دست یابی به یک شیمی ِصنعتی سبزتر **

(با این تحول به دو معضل مهم زیست محیطی بطور همزمان پاسخ داده می شود)
ابتدا خاطره ای از دوران دانشجویی
به روال مرسوم در آلمان درآخرین ماههای دوران تحصیل هر ازگاهی یک گردش دسته جمعی با هم گروهی ها - که درحال کار روی پروژه های دکترا یا کارشناسی ارشد بودند- برگزار می شد. در گروهی که اینجانب نیز در آن بودم، گروه خانم پروفسورکاپوانو گِرِزر (Capuano Gräser ) پروفسور شیمی آلی - عمدتاً ترکیبات هتِروسیکل- نیز این کار انجام شد. ما که 12 نفر بودیم برای یک مسافرت دو روزه به منطقه فالس (Pfalz ) آلمان رفتیم، منطقه ای که تاکستان ها و کارگاه های سنتی و نیمه صنعتی شراب سازی در آن به وفور وجود داشت (و دارد). روز را با گردش- بیشتر در تاکستان ها، شراب سازی های سنتی و جنگل ها- سپری می کردیم و غروب به هتل بر می گشتیم. در رستوران هتل گرد هم می آمدیم و قبل از صرف شام در« میز گردی» شرکت می کردیم که در آن موضوعات روز و پیشنهادی از طرف شرکت کنندگان، به بحث گذاشته می شد. آن روزها قیمت های جهانی نفت رو به افزایش بود و بحث در مورد آن و چگونگی تصمیمات سازمان اوپک بسیار داغ بود. موضوع اصلی « میز گرد » آنشب نیز به قیمت های رو به افزایش نفت و تبعات آن، اختصاص یافت. اکثر افراد شرکت کننده در بحث نظرات خود را بیان کردند. بحث ها به مرور داغ تر می شدند تا اینکه بالاخره به « مناظره ای دو طرفه »تبدیل شد. یک طرف یکی از دانشجویا ن (هم) گروه بود با " گرایشات راستِ ( نسبتاً ) افراطی " که معمولاً در مباحث اجتماعی نیز بسیار فعال بود و طرف دیگر، اینجانب بودم که در آن روز ها در مباحث اجتماعی نیز کم و بیش شرکت می کردم.
در میانه بحث به نوعی" آغشته به کمی شوخ طبعی" عنوان کردم :
" صبر کنید، اگر تصمیمات اوپک به افزایش قابل توجه قیمت نفت بیانجامد و ما ( ایران) شیر های نفت ورودی به جهان از جمله اروپا را کمی محکم تر ببندیم، شما مجبور خواهید شد زمستان های بسیار سردی را تجربه کنید" . آن دانشجوی طرف بحث که نام او را بیاد ندارم در جواب من گفت " شما ممکن است این کار را انجام دهید ولی من به شما قول می دهم که ما در آینده از شرّ شما و « نفتتان» خلاص خواهیم شد" وی همچنین ادامه داد: "میلیارد ها تن « ذغال در آسمان» وجود دارد و ما در حال حاضر(فقط) دانش استفاده از آن را نداریم، ولی یقیناً روزی فرا خواهد رسید که راه استفاده از آن را پیدا کنیم و در آن روز شما دیگر با « نفتتان» حرفی برای گفتن نخواهید داشت. گیاهان میلیون ها ( وشاید بیشتر) سال است که « این کار » را می کنند و ما (هم) بالاخره به جزئیات و رازهای « فتوسنتز » دست پیدا خواهیم کرد. کربن- یا همان ذغال- عنصر اصلی درمحصولات فتوسنتز، از آتمسفر و سایر مواد از زمین برداشت می شود، کافی ست ما فقط به فرایند آن اشراف پیدا کنیم "!

*********************************************

اکنون بیش از 45 سال از آن شب و آن بحث ها گذشته است و آن گفته های- آنروزها« رویا گونه» آن دانشجو- تقریباً به واقعیت تبدیل شده است.
" استفاده از کربن موجود در آتمسفر به عنوان « ماده اولیه » برای سنتز مواد شیمیایی اعم از انواع « سوخت » تا ..."
در اینجا ابتدا به تعدادی از عنوان های مقالات منتشر شده در منابع معتبر از سال 2023 تا 2025 در خصوص موضوع فوق اشاره خواهم کرد و سپس موضوع اصلی این پست- از کربن دی اکسید تا اسِت آلدهید- را با هم مرور می کنیم .
1-
Von CO2 zu Acetaldehyd, Auf dem Weg zu einer grüneren industriellen Chemie
از کربن دی اکسید (CO2 ) تا آسِت آلدهید / در مسیر دست یابی به یک شیمی ِصنعتی سبزتر
تاریخ انتشار : 07.01.2025
2-
Umwandlung von CO2 in Biokunststoffe
CO2BioClean eröffnet innovative Pilotanlage im Industriepark Höchst
تبدیل کربن دی اکسید به مواد مصنوعی زیستی / ( افتتاح یک واحد پایلوت در پارک صنعتی حوخست)
تاریخ انتشار : 17.01.2025
3-
Upcycling von überschüssigem Kohlendioxid mit winzigen Mikroben
بِه‌یافت دی اکسید کربن اضافی با میکروب های ( بسیار) کوچک
تاریخ انتشار : 03.09.2024
4-
Kohlendioxid mithilfe von Bakterien in nützliche Chemikalien umwandeln
Elektrolyse und Fermentation kombinieren, um aus CO2 nutzbare Ausgangssubstanzen herzustellen.
تبدیل کربن دی اکسید به کمک باکتری ها به مواد شیمیایی
ترکیبی از (روش های) الکترولیز و تخمیر برای تبدیل دی اکسید کربن ( CO2) به مواد اولیه شیمیایی
تاریخ انتشار : 08.04.2024
5-
Treibstoffe und Chemikalien aus CO₂
تهیه انواع سوخت و مواد شیمیایی از کربن دی اکسید
تاریخ انتشار : 28.06.2024
6-
Startschuss für erste Pilotanlage zur kosteneffizienten Produktion von grünem Methanol
Start-up C1 Green Chemicals AG und...
آغاز به کار اولین کارخانه ( پایلوت) آزمایشی برای تولید مقرون به صرفه متانول سبز
تاریخ انتشار : 22.11.2023
7-
Der Aufstieg von Kohlendioxid als erneuerbare Kohlenstoffquelle
Kapazitäten von mehr als 1,3 Millionen Tonnen für Produkte auf CO2-Basis sind bereits vorhanden und werden sich bis 2030 voraussichtlich vervierfachen
ظهور کربن دی اکسید به عنوان یک منبع برای کربن تجدید پذیر
ظرفیت بیش از 1.3 میلیون تن برای محصولات مبتنی بر CO2 در حال حاضر وجود دارد و تا سال 2030 چهار برابر می شود.
تاریخ انتشار : 19.04.2023
8-
Flugzeuge nachhaltig antreiben
PSI und Schweizer Start-up starten Pilotanlage für synthetisches Kerosin
تامین سوخت (انرژی) هواپیما به صورت پایدار ؛
«پی اس آی» و استارت آپ سوئیسی پایلوت تولید سوخت ( سنتزی) هواپیما را راه اندازی کردند.
( PSI : Das Paul Scherrer Institut )
تاریخ انتشار : 20.02.2023

از کربن دی اکسید به اسِت آلدهید
** در مسیر دست یابی به یک شیمی ِصنعتی سبزتر **

گروهی از محققان از دانشگاه صنعتی لوزان (*EPFL )، دانشگاه کپنهاگ و دانشگاه شانگهای موفق شدند نوعی کاتالیزاتور از جنس مس بسازند که توانایی تبدیل کربن دی اکسید به اسِت آلدهید، یک ماده شیمیایی بسیار مهم را ارایه می دهد. این روش و فرایند می تواند در آینده روشی « سبز» و جایگزین برای سوخت های فسیلی و برخی مواد شیمیایی دیگر باشد.
(*EPFL : École Polytechnique Fédérale de Lausanne )
( Swiss Federal Technology Institute of Lausanne)
اسِت آلدهید (استالدهید! ) یک ماده شیمیایی بسیار مهم است که صنایع مختلف از عطر واُدوکلن گرفته تا مواد مصنوعی ( پلیمرهای آلی)تا داروسازی و... مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه تولید این ماده عمدتاً بر پایه اتیلن می باشد که یک ماده فسیلی است. (ضمناً ظرفیت تولید به روش فوق در سال 2009 در حدود 2 میلیون تن سالیانه بوده است )
روش تولید که به روش حوخست - واکر ("Höchst-Wacker-Verfahren") معروف است و در کنار ماده اصلی یعنی اتیلن مقادیر قابل توجه ای اسید مانند کلر هیدریک اسید، مصرف می کند. این روشِ هنوز متداول نه تنها یک " رَد پای کربنی " بزرگ از خود بجا می گذارد، بلکه منابع « تجدید ناپذیر» زیادی را نیز مصرف می کند.
یک راه حل امیدوارکننده برای حل این معضل، اِحیا ء ( تبدیل) الکتروشیمیایی کربن دی اکسید (CO2) به محصولات مفید است . همچنین و از آنجایی که CO2 - از هر منبع- محصولی ست که به گرم شدن کره زمین کمک می کند، می تواند این روش و فرایند به دو مشکل زیست محیطی به طور همزمان پاسخ دهد، کاهش انتشار CO2 و تولید مواد شیمیایی ارزشمند.
کاتالیزورهای تک اتمی برای پروسه الکترو شیمیایی احیاء کربن دی اکسید:

یک کاتالیزاتور نوآورانه برای کارایی بیشتر
کاتالیزورهای مبتنی بر مس که قبل ها پتانسیل این دگرگونی- کربن دی اکسید به اسِت آلدهید- را نشان داده اند، اما تاکنون فاقد گزینش پذیری مناسب (selectivity) بوده اند، به این معنی که بجای اسِت آلدهید مورد نظر، مخلوطی از محصولات را تولید کرده اند.
اکنون محققان دست اندرکار این پروژه که متشکل از به (نوعی) یک کنسرسیوم دولتی- خصوصی ("با خصولتی" خودمان اشتباه گرفته نشود! )به رهبری سدریک دیوید کولن Cedric David Koolen از EPFLمی باشد، سایر اعضاء این گروه تحقیقاتی عبارتند از جک پدرسن Jack K Pedersen. از دانشگاه کپنهاگ و ون لو Wen Luo از دانشگاه شانگهای. آنها موفق گردیدند یک کاتالیزاتور جدید مبتنی بر مس را توسعه دهند که قادر است CO2 را به طور انتخابی و بسیار سلکتیو (selectiv) به اسِت آلدهید با بازدهی چشمگیر درحدود 92 درصد تبدیل کند.
این پیشرفت که در Nature Synthesis منتشر شده است، روشی سازگارتر با محیط زیست و پایدار برای تولید اسِت آلدهید ارائه می دهد و می تواند جایگزین فرآیند « واکر» (Wacker ) شود. کولن می گوید: "فرآیند واکر در 60 سال گذشته تا به امروز تقریباً بدون تغییر باقی مانده است و هنوز هم بر اساس همان شیمی اولیه است، ولی اکنون زمان برای یک پیشرفت سبز فرا رسیده است"
شیمی چقدر جذاب است
محققان با سنتز خوشه های کوچکی از ذرات مس- هر کدام حدود 1.6 نانومتر- را با استفاده از روشی به نام » « فرسایش جرقه» شروع کردند.در این تکنیک، الکترودهای مس در یک محیط گاز بی اثر تبخیر می شوند و این فرایند به محققان این اجازه و امکان را می دهد که اندازه ذرات را دقیقاً کنترل کنند. سپس خوشه‌های مس روی پایه‌های کربن بی‌حرکت می شوند تا یک کاتالیزاتور پایدار و قابل استفاده (مجدد) ایجاد گردد.
این تیم در آزمایشگاه، عملکرد کاتالیزاتور را با انجام یک سری واکنش های الکتروشیمیایی با CO2 در یک محیط کنترل شده آزمایش کرد، در این آزمایش با استفاده از یک سینکروترون - یک سیستم در مقیاس بزرگ که منبع نور بسیار روشنی تولید می کند- اطمینان حاصل شد که خوشه های مس به طور فعال CO2 را به اسِت آلدهید تبدیل می کند.
نتایج بدست آمده نشان دادند که خوشه‌های مس با 92 درصد گزینش پذیری(Selectivity ) اسِت آلدهید را در ولتاژ نسبتاً پایین به دست آوردند که برای بهره‌ وری انرژی بسیار مهم است. در یک تست استرس 30 ساعته، کاتالیزاتور پایداری بالایی را نشان داد و عملکرد خود را در چندین چرخه حفظ کرد، محققان همچنین دریافتند که ذرات مس ویژگی فلزی خود را در طول واکنش حفظ می‌کنند و این به طول عمر کاتالیزاتور کمک می‌کنند.
ون لو (Wen Luo )، یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید: " آنچه واقعاً ما را شگفت‌زده کرد این بود که مس حتی پس از حذف پتانسیل و قرار دادن آن در هوا، ویژگی فلزی خود را ازدست نداد. معمولا سطح مس بسرعت اکسید می شود، به خصوص مس در ذرات کوچک. اما در آزمایش ما یک پوسته اکسیدی در اطراف خوشه تشکیل شدکه از بقیه فلز در برابر اکسیداسیون بیشتر محافظت می کند. و این قابلیت بازیافت مواد را توضیح می دهد. شیمی بسیار شگفت انگیز است"
کلید موفقیت
سوال اینجاست که "چرا کاتالیزاتور جدید از مس تا این حد- برای ما هدفدار-کار کرد؟ شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای نشان دادند که خوشه‌های مس دارای یک پیکربندی خاص از اتم‌ها هستند که اتصال و تبدیل مولکول‌های CO2 را به گونه‌ای تقویت می‌کند که تولید اسِت آلدهید را نسبت به سایر محصولات ممکن مانند اتانول یا متان ترجیح می‌دهد."
جک کی پدرسن (Jack K Pedersen )، یکی دیگر از نویسندگان این مقاله می گوید: "نکته مهم در مورد روش ما این واقعیت است که می توان آن را برای هر سیستم کاتالیزاتوری دیگری اعمال کرد. ما با محاسبات خود می‌توانیم به سرعت خوشه‌ها را از نظر ویژگی‌های امیدوارکننده غربال کنیم. چه برای کاهش CO2 یا الکترولیزآب، با فرسایش جرقه‌ای می‌توا نیم بدون زحمت، ماده جدید را تولید کرده و مستقیماً در آزمایشگاه تست کنیم و این بسیار سریع‌تر از چرخه آزمایشی-یادگیری-تکرار است. کاتالیزاتور جدید مس گام مهمی به سوی شیمی صنعتی سازگارتر با محیط زیست است و (در مقیاس بزرگ‌تر) می‌تواند جایگزین فرآیند واکر شود و در نتیجه نیاز به مواد پتروشیمی و در نتیجه انتشارگاز CO2 را کاهش دهد.حال و از آنجایی که اسِت آلدهید یک بلوک بزرگ شیمیایی برای بسیاری از مواد شیمیایی دیگر است، پتانسیل بوجود آمده به وسیله این تحقیق می تواند در صنایع متعدد دیگر، از داروسازی تا کشاورزی و.. مورد استفاده قرار گیرد"
منابع :
chemie.de - Das Chemie Fachportal vom Labor bis zum Prozess
Laboratory of Materials for Renewable Energy. EPFL
EPFL École Polytechnique Fédérale de Lausanne
(Swiss Federal Technology Institute of Lausanne)
Swiss Science Today – Sciena
From CO2 to acetaldehyde: towards greener industrial chemistry , renewable-carbon.eu