بررسی کاربری های نانوتکنولوژیکی دیاتومه ها در صنایع نانو

هدف از این پژوهش ، مطالعه ارتباط بین خواص مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی دیاتومیت ها و اجزای تشکیل دهنده آنها – نانوجلبکهای دیاتومه – با کاربری های فراوان این نوع بایومینرال ها در صنعت ( بعنوان نانوکانتینر - نانوفیلتر – نانوفیلر – نانوعایق – نانو جاذب ) می باشد. بدین منظور دیاتومیت ها که دارای منشأ بیوژنیکی هستند بر اساس شاخصه های اندازه ذرات ، سبکی ، درصد رطوبت ، نرمی ، شکست کلوخه ای و پودرشدگی ، مطالعه نانوسکوپیک و سنجش های دستگاهی مورد تشخیص و بررسی دقیق قرار گرفته شده اند . بر اساس روابط پتروفیزیکی ، وجود تخلخل جدا از هم و نامنظم و نفوذپذیری کم در اسکلت دیاتومه ها در کنار مساحت زیاد سطوح داخلی ، موجب پائین آمدن وزن مخصوص و نرم شدگی در دیاتومیت ها می گردد و در نتیجه نیروی فشار موئینگی ناشی از میزان رطوبت بالا در ساختار آن ها با ایجاد یک جریان چند فازی همراه شده است. تحقیقات انجام شده در رابطه با عوامل فشار موئینگی و جریان یافتگی مایع ، با استفاده از اشعه ایکس و سی تی اسکنر و سلول جذب کننده ، نشان دهنده وقوع فرآیندی مهم و ساختاری بنام جذب خودبخودی آب در دیاتومیت ها می باشد. شکل گیری ساختار فضایی پیچیده دیاتومه ها توسط پروتئین ها تنظیم و کنترل می گردد. مهمترین کاربردهای دیاتومیت ها از دیدگاه اقتصادی و با رویکرد نانوتکنولوژیکی در صنایع عبارتند از : نانو دارو رسانی ، تصفیه کنندگی ، پرکنندگی ، سبک سازی مواد ، عاق سازی حرارتی و صوت ، نانو جاذبها و مقاوم سازی. ساختار سه بعدی پیچیده ، تعاملات بیولوژیکی دیاتومه ها ، وجود فرآیند جذب خودبخودی آب و حالت جریان یافتگی مایع ، وجود سطوح داخلی زیاد همراه با تخلخل بالا در اسکلت منفذدار دیاتومه ها ، تراوایی بسیار کم و عملکرد نیروهای موئینه و ایجاد تنش داخلی در ساختار منافذ ، در کنار میزان بالای سیلیس در ترکیب ، باعث سبکی ، نرمی ، خاصیت پرکنندگی ، تغییردهندگی غلظت و نیز قدرت جذب زیاد مایعات ، قابلیت ترشدگی بالا ، قابلیت پودرشدگی ، مقاومت فرسایشی- سایشی و مقاومت حرارتی- صوتی در دیاتومیت ها می گردد ، که در نتیجه کاربرد این نوع سنگ ها را با سرعت فزاینده ای در صنایع ، با رویکرد بکارگیری نانوذرات افزایش داده است. مهمترین کاربری های دیاتومه ها با توجه به فاکتور اندازه نانو ، ساختار فضایی و برهمکنش پروتئین ها : به عنوان نانو کانتینر ، نانو دارو رسان ، نانو سنسور در تصویر برداری های پزشکی ، نانو مغاطیس سنجی و نانو پلیمریزاسیون می باشد. پروتئین ها تشکیل ساختارهای بیومینرالی غیرآلی را تنظیم می نمایند. تشکیل ساختار کوکولیتها و دیاتومه ها توسط پروتئین ها کنترل می گردد. این پکیج های پروتئینی را می توان به عنوان نانو کانتینر اطلاق نمود که در فعالیت های سنتزی شرکت می کنند و همراه با ترکیبی از فعل و انفعالات ژنتیکی و شیمیایی می توانند برای اهداف درمانی بکار گرفته شوند.

کلیدواژه ها:

دیاتومیت ، دیاتومه ، نانوتکنولوژی ، صنایع نانو ، نانوکانتینر