طراحی جدید باعث بهبود آلودگی زدایی آب با استفاده از جت پلاسما می شود

پلاسما یک گاز یونیزه است، یعنی. گازی حاوی الکترون، یون، اتم، مولکول، رادیکال و فوتون. اغلب به آن حالت چهارم ماده می گویند و در کمال تعجب در همه چیز نفوذ می کند. پلاسماها که به‌طور مصنوعی با انتقال انرژی به گاز تولید می‌شوند، در لوله‌های فلورسنتی یافت می‌شوند که آشپزخانه‌ها را روشن می‌کنند، اما همچنین به تلفن‌های همراه کوچک‌تر و کوچک‌تر می‌شوند.

پلاسما یک انقلاب واقعی در دنیای فناوری است. قبل از آن، مدارها را بر روی ویفرهای سیلیکونی استفاده شده در لوازم برقی مانند تلفن های همراه، استفاده از محصولات شیمیایی آلاینده ضروری بود. در حال حاضر، استفاده از پلاسما با کوچک‌تر شدن بریدگی‌ها و به همراه آن دستگاه‌ها، این امکان را به صورت تمیز و دقیق‌تر انجام داد.

اما پلاسما کاربردهای دیگری نیز دارد، مانند تصفیه آب. گروه‌های FQM-136 Physics of Plasmas و FQM-346 Organic Catalysis and Nanostructured Materials در دانشگاه کوردوبا در یک مطالعه تحقیقاتی با هدف حذف آلاینده‌های موجود در آب با استفاده از پلاسما برای ارتقای فرآیندهای شیمیایی همکاری می‌کنند.

تحقیقات آنها است منتشر شده در دفتر خاطرات هموسفر.

به منظور رسیدگی به مشکل افزایش حضور آلاینده های آلی در آب ها، مانند رنگ ها و سایر ترکیبات کشاورزی و فعالیت صنعتی در آب‌هایی که اکوسیستم‌ها را بی‌ثبات می‌کنند، این محققان استفاده از پلاسما را انتخاب کردند.

در سال 2017 آنها نشان دادندبرای اولین بار که پلاسمای آرگون القا شده توسط امواج مایکروویو، باز به هوا، هنگام اثر بر روی آب، گونه‌های واکنشی حاوی اکسیژن و نیتروژن (مانند رادیکال‌های هیدروکسیل، پراکسید آب، رادیکال‌های نیتروژن) را در آن تولید می‌کنند که قادر به رفع آلودگی هستند.

اکنون محققان Juan Amaro Gahete، Francisco J. Romero Salguero و María C. García موفق به طراحی راکتوری از این نوع پلاسما شده اند و مقدار این گونه های فعال تولید شده در آب را به میزان قابل توجهی افزایش داده و در نتیجه امکان نابودی غلظت های بالای رنگ ها را فراهم می کنند. (در این مورد، متیلن بلو) فقط در چند دقیقه

آنها این کار را با طراحی مجدد سورفاترون انجام دادند، دستگاه فلزی که انرژی تولید کننده مایکروویو را با پلاسما مخلوط می کند تا آن را حفظ کند.

پروفسور ماریا سی. گارسیا توضیح داد: “کاری که ما انجام دادیم قرار دادن یک قطعه کوچک سیلیکون در لوله تخلیه کوارتز است که اجازه تولید پلاسمای متفاوتی را می دهد که رشته ای نیست و در ایجاد گونه های فعال در تعامل با آب کارآمدتر است.” .

اجزای پلاسمایی فوق الذکر، هنگام تعامل با آب، گونه های اکسیداتیو را تولید می کنند که قادر به تجزیه هستند. ترکیبات آلی و از بین بردن میکروارگانیسم ها، به این راکتور پلاسما اجازه می دهد تا در برنامه های احیای آب استفاده شود.

بنابراین، این پیکربندی جدید کاربرد این نوع پلاسما را گسترش می دهد.

این طرح به طور کامل پیکربندی میدان الکترومغناطیسی تولید شده توسط سورفاترون را برای ایجاد پلاسما تغییر می‌دهد و در نتیجه پلاسمایی با خواص متفاوت و کارآمدتر به وجود می‌آید، در حالی که مشکل رشته‌بندی (شکافتن ستون پلاسما به رشته‌های زیادی) را که باعث بی‌ثباتی آن می‌شود، از بین می‌برد. پروفسور گارسیا توضیح داد.

و سپس … ضد آلودگی. پروفسور فرانسیسکو جی ادامه داد: “این گونه های اکسید کننده تولید شده در اثر عمل پلاسما بسیار واکنش پذیر هستند و تخریب مواد آلی در آب را ممکن می سازند.” رومرو.

برای اینکه این اتفاق بیفتد، پلاسما به آب وارد نمی شود. بلکه طوری ساخته شده است که در فاصله ای عمل کند تا منطقه ای از هوا بین آب و پلاسما وجود داشته باشد که در آن واکنش های متعددی به دلیل برخورد بین گونه های برانگیخته و مولکول های اکسیژن، نیتروژن و بخار آب و “گونه های واکنش پذیر” صورت می گیرد. که در مایع پخش می شود و در نهایت آلاینده هایی تولید می شود.

پتانسیل آلودگی‌زدایی این نوع پلاسمای تولید شده با این طرح جدید «برای کاهش غلظت‌های بالای رنگ متیلن بلو در آب، با نتایج بسیار کارآمد از نظر انرژی، دستیابی به حذف کامل رنگ با کاهش زمان تصفیه، آزمایش شده است». محقق خوان آمارو

بنابراین این کار یکی از کاربردهای پلاسما را ارتقا می‌دهد، آن “حالت چهارم ماده” که با ارائه یک گاز پایدار با انرژی و تبدیل آن به گاز یونیزهزیرا تقریباً برای هر چیزی قابل استفاده است: ساخت ریزتراشه، ضدعفونی سطح، ترمیم زخم، اعمال پوشش های ضد انعکاس روی شیشه ها، تقویت جوانه زنی بذربازیابی زباله، فعال سازی سطحی پلاستیک ها برای دستیابی به چسبندگی بهتر رنگ و کاربردهای بی شمار دیگر.