انتشار مقاله استاد دانشگاه علم و صنعت در نشریه نیچر کامیونیکیشنز

به گزارش پایگاه اطلاع رسانی دانشگاه علم و صنعت، این مقاله به قلم اصغرحبیب نژاد کورایم عضو هیات علمی و احسان حسینی فارغ‌التحصیل مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه علم و صنعت با مشارکت امیر رزمجو استاد دانشگاه اصفهان تدوین شده است.

در این مقاله همچنین که با همکاری پژوهشگرانی از کشور استرالیا به رشته تحریر درآمده، به بررسی دستاورد های اخیر و چالش‌های پیش روی نانو غشاها برای استخراج یون لیتیوم از آب دریا اختصاص یافته است.

نشریه Nature Communications، یکی از معتبرترین نشریات خانواده نیچر و از زیر گروه ب نشریات برتر، است که در کشورهای آمریکا، انگلستان، ژاپن، آلمان و چین دفتر داشته و این نشریه منتشر می‌شود.

بر اساس این مقاله، پیش بینی های اخیر نشان می دهد که تقاضا برای یون لیتیوم به صورت فزآینده‌ای در حال افزایش است؛ به نحوی که در سال‌های آینده این ماده به یک منبع مهم ژئوپلیتیک تبدیل می‌شود. مقدار یون لیتیوم در آب دریا تقریبا ۲۳۰ هزار میلیون تن تخمین زده می‌شود که این میزان ۵۷ هزار برابر بیشتر از فراوانی این عنصر در سطح خشکی است.

با این حال، غلظت کم یون لیتیوم و همزیستی آن با یون های کاتیونی هم تراز مانند یون سدیم و پتاسیم در آب دریا سبب شده که  استخراج یون لیتیوم از این منبع بسیار چالش برانگیز باشد.

در این همکاری که بخشی از آن به نگارش یک مقاله مروری جامع منجر شده به واکاوی مسائل و چالش‌های بزرگ استخراج یون لیتیوم به عنوان یکی از منابع نوین تولید انرژی پرداخته شده است.

بررسی‌های حاصل نشان می‌دهد عوامل متعددی مانند اندازه دهانه نانو کانال، بار سطحی دیواره‌های داخلی نانو کانال، ساختار درون غشا، میدان الکتریکی تحریک کننده و فشار اعمالی انتقال دهنده در استخراج موفقیت آمیز یون لیتیوم دخالت دارند. عوامل ذکر شده قادر به تغییر رفتار یون لیتیوم در برهمکنش با مولکول آب هستند که منجر به حذف آب در لایه‌های آبی یون لیتیوم می‌گردد.

این در حالی است که متغیرهای ارتفاع دهانه و بار سطحی داخل کانال می‌توانند پدیده های انتقال خیس و نیمه خشک را برای یون لیتیوم به وجود آورند.

بررسی حاضر با مشخص نمودن چالش‌های پیش روی محققان جهت استخراج یون لیتیوم از طریق نانو غشاها سعی بر جهت دهی پژوهش‌های آینده و رسیدن به مرحله استخراج صنعتی یون لیتیوم از طریق ارزان‌ترین منبع موجود یعنی آب دریا را دارد.

این مقاله نتیجه کارهای مطالعاتی دکتر رزمجو عضو هیأت علمی دانشگاه اصفهان و دانشگاه University of New South Wales استرالیا، دکتر حبیب نژاد کورایم عضو هیأت علمی و مدیر آزمایشگاه نانو عمران دانشگاه علم و صنعت و مهندس احسان حسینی سرپرست پژوهشی آزمایشگاه نانو عمران دانشگاه علم و صنعت  است که با همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه Macquarie و Queensland استرالیا حاصل شده است.