نانو تکنولوژی در خدمت بیابان‌زدایی

نانو تکنولوژی از جمله فناوری‌هایی است که قادر است کاربردهای گسترده‌ای در جامعه داشته باشد

یکی از این کاربردهای جدید استفاده از این فناوری برای بیابان‌زدایی و تثبیت شن‌های روان است.

مصطفی آقایی مقدم،کارشناسی ارشد بیوفیزیک از دانشگاه تهران دارد و در حال حاضر مدیر عامل شرکت مهسار‌گستر جاویدان و عضو هیئت علمی گروه زیست پالایش زمین است.

وی مبدع طرحی است که به وسیله آن محصولی با استفاده از نانو حلقه‌ها برای تثبیت شن‌های روان در کشور تولید شده است. وی می‌گوید: طرح ما بر اساس نیاز مبرم جامعه برای تثبیت شن طراحی شده است و موقعی که این کار انجام شد بر اساس نیاز کارشناسانی که روی این زمینه کار می‌کردند صورت گرفت.

سازمان‌هایی مانند سازمان جنگل‌ها و مراتع، آنها نامه‌ای نوشته بودند که در آن تاکید شده بود مشکلی در ارتباط با مالچ نفتی دارند و به‌دنبال جایگزینی برای آن هستند.

ما بر اساس این نیاز اعلام شده محصولی را طراحی کردیم که به این شکل بود که اول شن و خاک آن منطقه آنالیز می‌شد و بر اساس آن، پلیمری طراحی می‌شود و این پلیمر به شکل نانوحلقه‌های بیوپلیمری تولید می‌شود و آن چیزهایی که مد نظر باشد برای واکنش داخل این نانو حلقه‌ها قرار می‌گیرد و اسپری می‌شود روی شن.

ما برای طراحی کارمان از هیچ چیز شیمیایی که برای محیط‌زیست مضر باشد استفاده نمی‌کنیم و علاوه بر آن به چند چیز دیگر هم توجه می‌کنیم؛ اول اینکه محصول باید در دسترس باشد و زمستان و تابستان قابل استفاده باشد و محدودیتی در استفاده از مواداولیه نداشته باشیم؛

دوم اینکه کاملا در عرصه قابل عمل باشد، یعنی بتوانیم با ابزار و ادواتی آن را در ابعاد گسترده استفاده کنیم و سوم اینکه از نظر هزینه مقرون به صرفه باشد؛ بر اساس این 3محور و با در نظر داشتن فناوری نو آن که در جای دیگری استفاده نشده باشد؛

از 3سال پیش فعالیت علمی و تحقیقاتی روی این محصول آغاز شد و کارهای مختلفی انجام شد و ما واقعا این محصول را شناخته‌ایم و نهادهای مختلف روی آن تست انجام داده‌اند و خوشبختانه خود ستاد نانوتکنولوژی کشور این محصول را به شرکت کفا که مورد تایید این ستاد است فرستاد و این محصول 6 ماه در دست آن شرکت بود و روی آن کار کارشناسی و داوری انجام شد و توانستیم تاییدیه نانوتکنولوژی را هم برای این محصول بگیریم.

یعنی اگر قرار باشد از این محصول استفاده شود باید بر اساس جنس شن هر منطقه محصول جدیدی درست شود؟

بله جنس شن هر منطقه اول بررسی می‌شود و محصول متناسب با آن منطقه طراحی می‌شود. یعنی این طوری نیست که این محصول روی هر شنی قابل استفاده باشد.

آیا تولید آن به گونه‌ای هست که بتوان در حجم‌های بالا این محصول را تولید کرد؟

بله ما تمام فناوری تولید این محصول را داریم. ما خودمان تولید‌کننده این محصول هستیم لذا این محصول تنها یک کار آزمایشگاهی نیست و کاملا به خط تولید و ماشین آلات آشنایی کامل داریم و آن چیزی که گفتم بر اساس 3‌پارامتر این محصول را تولید می‌کنیم ومشکلی برای تولید آن نداریم.

آیا در دیگر نقاط دنیا هم از این فناوری که شما به آن رسیده‌اید استفاده می‌شود؟ مثلا آیا فناوری شما مشابه خارجی دارد؟

کلا برای تثبیت شن‌های روان مکانیزم‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. یک‌سری مکانیزم‌ها این بود که چیزی سنگین روی شن بریزند تا باد نتواند آن را جابه‌جا کند مثل مالچ نفتی و مواد مشابه آن.

همچنین مکانیزم‌های دیگری در خصوص استفاده از انواع چسب وجود دارد که روش آن چسباندن شن‌ها در سطح است تا باد نتواند شن‌ها را تکان بدهد. مکانیزمی هم هست که بر اساس آن می‌توان 4 تا 5 میلیمتر به داخل شن نفوذ کرده و از داخل، شن‌ها را به هم وصل کرد.

این نگاه، جدید است و ما به این شیوه به ماجرا نگاه کرده‌ایم اما آن چیزی که ما در این روش استفاده کرده‌ایم این است که پلیمرها وبیو پلیمرها که زنجیره بزرگی دارند را کوچک و در حد نانو‌حلقه کرده‌ایم و حالا بدون آنکه به غلظتش دست بزنیم وقتی روی شن قرار می‌گیرد به‌راحتی به درون آن نفوذ می‌کند.

بعد در آنجا این نانو حلقه‌ها با آب مخلوط می‌شود یعنی 99 درصدش آب است و آب نیز خاصیت نفوذ کنندگی بالایی دارد و بعد از اینکه این مخلوط آب به درون شن نفوذ کرد باز می‌شود و به شکل شبکه در می‌آید و این شبکه‌ها در مقابل بادهای قدرتمند و بارندگی‌های شدید هم مقاومت دارد. این یک نگاه جدید برای تثبیت شن است.

یعنی این محصول در آب حل می‌شود اما با ریختن آب روی آن دیگر حل نمی‌شود؟

نه ما ابتدا آن را در آب حل می‌کنیم تا به صورت محلول در‌بیاید و بعد از اینکه این محلول را روی شن می‌ریزیم آن را با خودش پایین می‌برد و بعد فعالیت اصلی‌اش را شروع می‌کند. اینکه چند میلیمتر پایین برود در طراحی ما مشخص می‌شود.

یعنی اگر بعدا در آن منطقه‌ای که این محلول ریخته شده باران ببارد قادر نیست آن را از بین ببرد؟

نخیر حتی اگر آنها را داخل آب جوش هم بگذارید، حل نمی‌شوند چون شبکه می‌شود و بر اساس خود شن‌ها هم شبکه درست می‌کنند؛ یعنی شن‌ها به هم وصل می‌شوند و شبکه تشکیل می‌دهند.

عامل شبکه شدن این نانو حلقه‌ها خود شن‌ها هستند. یعنی ما هیچ چیز خارجی به آن اضافه نمی‌کنیم. اگر روی این شنی که تثبیت نشده آب بریزید با همان سرعتی پایین می‌رود که روی آن محلول ریخته شده است.

لذا هیچ تغییری روی این بخش‌ها انجام نمی‌دهیم. البته در دنیا محصولی هست که برای خاک درست شده و دستاورد نانوتکنولوژی است اما ماهیتش نانو حلقه نیست بلکه به روش دیگری شامل یون‌ها، عملیات انجام می‌شود.

البته کار روی شن سخت‌تر است چون خاک عوامل چسبندگی دارد اما شن نه. همین محصول در آمریکا جزو 3 محصول برتر نانو در سال 2004 بوده است.

آیا این محصول بر رشد گیاهان تاثیر منفی ندارد؟

نه تنها تاثیر منفی ندارد بلکه چون از یون‌هایی استفاده می‌شود که برای گیاه مفید است و هیچ چیز ضد محیط زیستی در این محصول وجود ندارد.

این محصول چه تفاوت‌هایی با مالچ نفتی دارد؟ و کدام یک مقرون به صرفه‌تر است؟

مبتکر مالچ نفتی ایران است. این محصول از ضایعات پالایشگاه‌ها تولید می‌شود. به علت تکنولوژی موجود در پالایشگاه‌ها، از این محصول به وفور تولید می‌شد و در حجم بالا در اختیار کشاورزان و مزارع قرار می‌گرفت و آنها هم این مالچ‌ها را برای تثبیت شن روی زمین‌ها بیابانی می‌ریختند.

این روش قریب به40 سال است در ایران استفاده می‌شود اما در حال حاضر تکنولوژی پالایشگاه‌ها تغییر کرده و تنها یک یا دو پالایشگاه این محصول را تولید می‌کنند. یکی از نقاط ضعف این محصول نحوه پاشیدن آن روی شن‌ها است چون باید محصول به‌صورت گرم استفاده شود هم موقع بارگیری باید گرم باشد و هم موقع پاشیدن روی شن‌ها باید دوباره گرم شود.

این باعث می‌شود که مشکلاتی از نظر بهداشتی برای افراد دست اندر‌کار موضوع ایجاد شود و سلامتی آنها را به خطر می‌اندازد. در این محصول فلزات سنگین، سرب، گوگرد و مواد مضر دیگر هم هست که در حجم‌های بالا می‌تواند برای انسان و طبیعت مضر باشد. ضمن اینکه مالچ تنها می‌تواند تا 2سال روی زمین‌ها باقی بماند و بعد باد می‌تواند آن را حمل کند و به جاهای مختلف انتقال دهد.

نتیجه البته مفید است و باعث رشد گیاهان می‌شود اما در حجم‌های بالا این روش مشکل است و چون باید حدود 2 تا 3 سانت و گاهی تا 5 سانتی متر مالچ روی زمین پاشیده می‌شود از نظر حجم خیلی سنگین و حجیم است و اگر چه اوایل رایگان بود اما هزینه حملش بر عهده کشاورزان بود الان این محصول پولی شده و مقرون به صرف نیست.

قبلا این محصول برای هر هکتار3 میلیون تومان برای کشاورز هزینه در بر داشت اما در روش نانو پلیمر هزینه حمل حذف می‌شود، نیاز به تانکر ندارد و با سمپاش‌های معمولی هم می‌توان آن را پاشید.