حفاظت از منابع آبی به کمک فناوری نانو

دانشجوی دکتری در ایالت ورمانت آمریکا در پژوهش‌های خود متوجه شد که فناوری نانو و برنامه علوم مهندسی مواد به حفاظت از منابع آبی کمک می‌کند.

کد خبر: ۷۸۶۴۶۹

تاریخ: ۲۵ اسفند ۱۴۰۳ - ۰۹:۴۰

به گزارش روز شنبه گروه علمی ایران اکونومیست از ستاد ویژه توسعه فناوری‌های نانو، مک‌کین که در ایالت ورمانت آمریکا بزرگ شده است، علاقه‌اش به طبیعت را از دوران کودکی و حضور در فضای باز به دست آورده و این علاقه را به مسیر تحقیقاتی خود در حوزه حفاظت از محیط‌زیست هدایت کرده است.

او در این تحقیقات دریافت که می‌تواند از طریق انرژی‌های جایگزین و تصفیه آب به این هدف نزدیک شود. هنگام بررسی رشته‌هایی که بیشترین تأثیر را در این حوزه‌ها دارند، فناوری‌نانو و برنامه علوم و مهندسی مواد دانشگاه توجه او را جلب کرد.

وی در این‌باره می‌گوید: فناوری‌نانو برایم جذاب بود. برنامه علوم و مهندسی مواد راهی مناسب به نظر می‌رسید تا بتوانم روش‌های پیشرفته شیمی و مواد را در مقیاس نانومتری توسعه داده و آن‌ها را در مسیرهای مهندسی‌ که در دوره کارشناسی آموخته بودم، به کار ببرم.

در این برنامه، مک‌کین در حال توسعه فناوری‌های نوآورانه غشایی است که می‌تواند شیوه تصفیه آب را در منابع محلی و حتی فراتر از آن متحول کند. به‌طور خاص، آزمایشگاه او موفق به طراحی فیلتری شده است که ۹۹.۹ درصد از سمی را که توسط شکوفه‌های جلبکی مضر در دریاچه فایت‌ویل تولید می‌شود، حذف می‌کند؛ سمی که برای انسان خطرناک بوده و سال‌هاست شنا را در این دریاچه محدود کرده است.

وی توضیح می‌دهد: محور اصلی این پروژه و سایر تحقیقاتی که روی آن‌ها کار می‌کنم، فناوری غشا است. ما از غشاها به‌عنوان بستری پلیمری استفاده می‌کنیم که می‌توان آن‌ها را از نظر شیمیایی تنظیم کرد تا کارایی فرآیندهای جداسازی و تصفیه را افزایش دهیم. کاربردهای غشاها در تصفیه آب، کاتالیز و حتی ذخیره‌سازی انرژی بسیار گسترده است.

مک‌کین در سال ۲۰۱۷ وارد دانشگاه آرکانزاس شد و ابتدا مدرک کارشناسی ارشد خود را در رشته میکروالکترونیک و فوتونیک دریافت کرد. سپس دکترای خود را در برنامه تازه تأسیس علوم و مهندسی مواد آغاز کرد. تمرکز این برنامه بر ذهنیت کارآفرینی به او کمک کرده است تا نگاه عمیق‌تری به کاربردهای واقعی پژوهش‌های خود داشته باشد.

وی می‌گوید: در این برنامه تأکید زیادی بر نحوه تجاری‌سازی تحقیقات وجود دارد. آن‌ها به شما دیدگاهی می‌دهند که نشان می‌دهد تحقیقات چگونه می‌توانند در دنیای واقعی مورد استفاده قرار گیرند و چه مراحلی برای انتقال فناوری از مقیاس آزمایشگاهی به یک شرکت کوچک و سپس به یک شرکت بزرگ‌تر لازم است. اساتید و مربیان من در القای این ذهنیت نقش فوق‌العاده‌ای داشته‌اند.

این ذهنیت باعث شده است که مک‌کین به فراتر از دریاچه فایت‌ویل نیز بیندیشد. سم تولیدشده توسط جلبک‌ها در منابع آبی سراسر آمریکا، از جمله نیویورک، فلوریدا، اوهایو و واشینگتن، و حتی در کشورهایی مانند انگلستان و چین شناسایی شده است و توسعه فناوری او می‌تواند گزینه‌های درمانی را برای این مناطق نیز فراهم کند.

وی خاطرنشان می‌کند: فناوری ما می‌تواند ابزاری مؤثر برای مقابله با شکوفه‌های جلبکی مضر باشد، زیرا این فناوری سموم تولیدشده را قبل از انتشار در آب جمع‌آوری کرده و از آلودگی کل منابع آبی جلوگیری می‌کند.

مک‌کین همچنین تحقیق خود را در رقابت “پایان‌نامه سه‌دقیقه‌ای” ارائه داده است؛ مسابقه‌ای که در آن دانشجویان باید تحقیقات خود را به‌طور مختصر و قانع‌کننده در مدت سه دقیقه ارائه کنند.

وی درباره این تجربه می‌گوید: این رقابت تجربه‌ای عالی بود. بازخوردهایی که دریافت کردم بسیار مثبت بودند. مخاطبان توانستند درک جدیدی از کارهایی که انجام می‌دهم به دست آورند، نه‌تنها در هنگام ارائه در مسابقه، بلکه هنگام تمرین با دوستان و خانواده نیز این اتفاق افتاد. این فرصت خوبی بود که مهارت‌های خود را محک بزنم و تأیید کنم که بله، این‌ها مهارت‌هایی هستند که در طول زمان کسب کرده‌ام.

اشتیاق مک‌کین به تحقیق باعث شده است که او با دانشجویان مهندسی در مقطع کارشناسی همکاری کرده و آن‌ها را به مشارکت در پروژه‌های تحقیقاتی ترغیب کند.

وی دراین‌باره توضیح می‌دهد: بسیاری از دانشجویان کارشناسی تصور می‌کنند که کار در آزمایشگاه تحقیقاتی فرآیندی بسیار پیچیده و مخصوص افراد خبره است و آن‌ها صرفاً ناظران این فرآیند خواهند بود. اما تجربه من خلاف این را نشان می‌دهد. ما واقعاً می‌خواهیم که تحقیقات گام‌به‌گام، قابل‌درک و نتیجه‌محور باشند.

پس از فارغ‌التحصیلی، مک‌کین قصد دارد وارد صنعت شود تا فناوری‌های نوظهوری را که در دوره دکتری خود روی آن‌ها کار کرده است، به کار گیرد.

وی در پایان می‌گوید: امیدوارم در نقشی فعالیت کنم که پیوند بین صنعت و دانشگاه را تقویت کند. دوست دارم در صنعتی کار کنم که مشابه تحقیقات فعلی‌ام باشد، اما در طرف دیگر ماجرا، یعنی در حوزه صنعت. همچنین می‌خواهم به دانشجویان و محققان دیگر کمک کنم تا بفهمند چگونه تحقیقاتشان می‌تواند در دنیای واقعی تأثیر بگذارد. برای من بسیار رضایت‌بخش خواهد بود که ببینم دستگاه‌ها، فرآیندها و فناوری‌هایی که در توسعه آن‌ها نقش داشته‌ام، در محیط عملی به کار گرفته می‌شوند.