فناوری نانو در مهندسی شیمی

نوع مقاله : مقاله علمی -پژوهشی ( ویژه نامه شیمی )

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی/ دانشگاه تهران

2 دانشگاه تهران

چکیده
نانومواد با خواص منحصربه‌فرد خود، انقلابی در زمینه‌های مختلف علم و فناوری ایجاد کرده‌اند زیرا استفاده از این مواد، عملکرد بسیاری از فرایندها را بهبود بخشیده است. این مقاله مروری در ابتدا به بررسی روش‌های ساخت و مشخصه‌یابی برای شناخت و استفاده از نانومواد می‌پردازد. برای ساخت نانومواد، روش‌های بالا به پایین و پایین به بالا، دو رویکرد اصلی مورد استفاده هستند. هر رویکرد، روش‌های متنوعی را با ملاحظاتی برای مقیاس‌پذیری ارائه می‌دهد. همچنین روش‌های مختلف میکروسکوپی و طیف‌سنجی را که برای تشخیص و شناسایی نانومواد، مشخص کردن اندازه، ریخت‌شناسی و ترکیب شیمیایی استفاده می‌شوند، در اینجا مورد بحث قرار می‌گیرند. در ادامه، تمرکز این مقاله بر اثر فناوری نانو در مهندسی شیمی است. به ‌عنوان‌ مثال می‌توان به توسعه کاتالیزورها و جاذب‌های بسیار کارآمد برای صنعت نفت و گاز، ایجاد سامانه‌های پیشرفته دارورسانی و پیشرفت‌های تصفیه آب اشاره کرد. در ادامه مسیر این فناوری باید توجه داشت که آینده نانومواد در نانومعماری نهفته است و بر پایه فناوری نانو برای ایجاد سامانه‌های مواد پیچیده و کاربردی با ادغام با سایر رشته‌ها بنا شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

NANOTECHNOLOGY IN CHEMICAL ENGINEERING

نویسندگان English

Amirhossein Moshtaghi 1
Reyhaneh Babakhanlou 1
Mahdieh Yavari 2
Ali Moazzeni 1
Mojtaba Shariaty Niassar 1
1 Chemical Engineering Department/ University of Tehran
2 University of Tehran
چکیده English

Nanomaterials with their unique properties have created a revolution in various fields of science and technology because their application has improved the efficiency of many processes.This review paper first introduces fabrication methods and characterization techniques for nanomaterials. Top-down and bottom-up approaches are two main strategies for the synthesis of nanomaterials. Each approach offers a variety of methods with considerations for scalability. Besides, various microscopic and spectroscopic methods which are used for the characterization of nanomaterials including size analysis, morphology and chemical composition are discussed. In the following, the focus of this article is on the effect of nanotechnology in chemical engineering. Examples include the development of highly efficient catalysts and adsorbents for the oil and gas industry, the creation of advanced drug delivery systems, and innovations in water treatment. It should be considered that the future of nanomaterials lies in nanoarchitecture, which is based on nanotechnology to create complex and functional material systems by integrating with other disciplines.

کلیدواژه‌ها English

Nanotechnology
chemical engineering
nanoparticle synthesis
nanomaterial application
(2022). Synthesis of nanomaterials using various top-down and bottom-up approaches, Influencing Factors, Advantages, And Disadvantages: a review, Advances in Colloid and Interface Science, 300, 102597. 
Angelopoulou, P., Giaouris, E., & Gardikis, K. (2022). Applications and prospects of nanotechnology in food and cosmetics preservation, Nanomaterials, 12(7), 1196. 
D.R. Baer, M. H. E. (2010). XPS analysis of nanostructured materials and biological surfaces, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena volumes. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.elspec.2009.09.003. 
Fernandes, N., Rodrigues, C. F., Moreira, A. F., & Correia, I. J. (2020). Overview of the application of inorganic nanomaterials in cancer photothermal therapy, Biomaterials Science, 8(11), 2990-3020. 
Gong, X., Huang, D., Liu, Y., Peng, Z., Zeng, G., Xu, P., Cheng, M., Wang, R., & Wan, J. (2018). Remediation of contaminated soils by biotechnology with nanomaterials: bio-behavior, applications, and perspectives, Critical Reviews in Biotechnology, 38(3), 455-468. 
Hosseinpour, P., (2004). A new approach to science and technologies, nano- technology and nano - science , Iranian Journal of Engineering Education, 6(22), 11-99 [In Persian].
Iqbal, A., Raza, M., & Jadoon, H. (2022). Applications of nanomaterials for health and environment protection, Moj Eco Environ Sci, 7(3), 84-87. 
Javed, R., Zia, M., Naz, S., Aisida, S. O., Ain, N. u., & Ao, Q. (2020). Role of capping agents in the application of nanoparticles in biomedicine and environmental remediation: recent trends and future prospects, Journal of Nanobiotechnology, 18, 1-15. 
Kaliva, M., & Vamvakaki, M. (2020). Nanomaterials characterization, In Polymer Science and Nanotechnology (pp. 401-433), Elsevier. 
Khalid, P., Suman, V., Shameema, S., Vinodini, N., SHELA, R., & Chattergee, P. K. (2014), Analytical methods for nanomaterial characterization, International Journal of Nano Dimensions, 5(9), 309-320. 
Kumar, P. S., Pavithra, K. G., & Naushad, M. (2019). Characterization techniques for nanomaterials, In Nanomaterials for solar cell applications (pp. 97-124), Elsevier. 
Leonte, O., Soleymani, L., & Sanabria, B. (2017). Application of nanomaterials to catalysis and energy, 231st ECS Meeting (May 28-June 1, 2017).
Lin, P.-C., Lin, S., Wang, P. C., & Sridhar, R. (2014). Techniques for physicochemical characterization of nanomaterials, Biotechnology Advances, 32(4), 711-726. 
Nikolin, B., Imamović, B., Medanhodžić-Vuk, S., & Sober, M. (2004). High perfomance liquid chromatography in pharmaceutical analyses, Bosnian Journal of Basic Medical Sciences, 4(2), 5. 
Panjee shahi, M. H., (2001). Chemical engineering and energy, Iranian Journal of Engineering Education, 2(8), 55-70 [In Persian].
Primožič, M., Knez, Ž., & Leitgeb, M. (2021). (Bio) Nanotechnology in food science-food packaging. Nanomaterials, 11(2), 292. 
Saleem, H., & Zaidi, S. J. (2020). Developments in the application of nanomaterials for water treatment and their impact on the environment, Nanomaterials, 10(9), 1764. 
Sapsford, K. E., Tyner, K. M., Dair, B. J., Deschamps, J. R., & Medintz, I. L. (2011). Analyzing nanomaterial bioconjugates: a review of current and emerging purification and characterization techniques, Analytical Chemistry, 83(12), 4453-4488. 
Shameem, M. M., Sasikanth, S., Annamalai, R., & Raman, R. G. (2021). A brief review on polymer nanocomposites and its applications, Materials Today: Proceedings, 45, 2536-2539. 
Singh, T., Shukla, S., Kumar, P., Wahla, V., Bajpai, V. K., & Rather, I. A. (2017). Application of nanotechnology in food science: perception and overview, Frontiers In Microbiology, 8, 1501. 
Somwanshi, S. B., Somvanshi, S. B., & Kharat, P. B. (2020). Nanocatalyst: A brief review on synthesis to applications, Journal of Physics: Conference Series.
Srivastava, N., Srivastava, M., Mishra, P., & Gupta, V. K. (2020). Green synthesis of nanomaterials for bioenergy applications, John Wiley & Sons. 
Swisher, J. H., Jibril, L., Petrosko, S. H., & Mirkin, C. A. (2022)., Nanoreactors for particle synthesis. Nature Reviews Materials, 7(6), 428-448. 
Syah, R., Zahar, M., & Kianfar, E. (2021). Nanoreactors: properties, applications and characterization, International Journal of Chemical Reactor Engineering, 19(10), 981-1007. 
Tahir, M. B., Sohaib, M., Sagir, M., & Rafique, M. (2022). Role of nanotechnology in photocatalysis, Encyclopedia of Smart Materials, 578.  
دوره 26، شماره 103 - شماره پیاپی 103
ویژه نامه
پاییز 1403
صفحه 93-128

  • تاریخ دریافت 07 فروردین 1403
  • تاریخ بازنگری 11 شهریور 1403
  • تاریخ پذیرش 17 شهریور 1403
  • تاریخ اولین انتشار 17 شهریور 1403
  • تاریخ انتشار 30 آذر 1403