سبكي و كاهش مصرف سوخت خودروها، طولاني شدن عمر محصولات كشاورزي، جدا‌سازي گاز خروجي از مخازن در سر چاه‌ها و افزايش توليد نفت با استفاده از نانوكامپوزيت‌هاي پليمري امكان‌پذير مي‌شود.
جمال اعلايي ـ مسئول پروژه نانوكامپوزيت‌هاي پليمري پژوهشگاه صنعت نفت - در گفت‌وگو با خبرنگار انرژي ايسنا، با بيان اين كه نانوكامپوزيت‌هاي پليمري نسل جديدي از مواد هستند كه در قرن بيستم وارد بازار شده‌اند، اظهاركرد: نانوكامپوزيت‌هاي پليمري به تركيباتي كه حاوي يك زمينه پليمري و يك تقويت كننده با ابعاد نانو (يك ميليارديم متر) هستند، اطلاق مي‌شود.
وي افزود: بشر از زمان قديم كه براي تقويت خشت از تركيب كاه و گل استفاده مي‌كرده با كامپوزيت سر و كار داشته است.
به گفته او مهم‌ترين ويژگي پليمرها سبكي و قابليت فرايند پذيري آنها در دماهاي پايين است؛ ولي از استحكام زيادي برخوردار نيستند. براي جبران كمبود استحكام پليمرها 30 تا 40 درصد تقويت‌كننده معمولي مانند الياف شيشه به آنها اضافه مي‌كنند كه سبكي و فرايند پذيري آن در دماي پايين را تا حد زيادي از بين مي برد؛ به طوريكه در نانوكامپوزيت‌هاي پليمري با اضافه كردن 5 تا 10 درصد تقويت‌كننده نانو، خواص پليمر از نظر استحكام بهبود مي‌يابد.
مسئول پروژه نانوكامپوزيت‌هاي پليمري با بيان اين كه در حال حاضر براي استفاده از اين تركيبات در صنعت خودرو، بسته‌بندي محصولات كشاورزي، غشاهاي پليمري و هيدروژل هاي نانوكامپوزيتي در پژوهشگاه صنعت نفت كار شده است، تصريح كرد: مهمترين نتيجه استفاده از نانوكامپوزيت‌ها در صنعت خودرو، كاهش وزن و مصرف سوخت و در نتيجه كم شدن ميزان آلايندگي خودرو است.
وي در ادامه توضيح داد: طرح رنگ‌پذيري سپر خودرو متناسب با رنگ بدنه به يكي از شركت‌هاي خودروسازي داده شده است. در حال حاضر رنگ پذيري اين قطعات پليمري با انجام عمليات حرارتي انجام مي‌شود كه بسيار هزينه‌بر است؛ ولي براساس اين طرح با حذف اين عمليات و با استفاده از پليمرهاي نانوكامپوزيت، قابليت رنگ پذيري سپر افزايش مي‌يابد.
اعلايي با اشاره به اين كه كاربرد نانوكامپوزيت‌ها در خودرو در حد مراحل آزمايش و تحقيقات انجام شده است، خاطرنشان كرد: اگرچه هنوز فرهنگ استفاده از نانوكامپوزيت‌ها در كشور جا نيفتاده است؛ ولي براي بكارگيري آنها در صنعت خودرو و حل مسائل مالي و مديريتي در حال مذاكره هستيم.
او درباره استفاده از نانوكامپوزيت‌ها در بسته‌بندي محصولات كشاورزي تشريح كرد: در حال حاضر براي بسته‌بندي محصولي مانند شير از فيلم‌هاي پليمري استفاده مي‌شود كه حداكثر تا چند روز از نفوذ گازهاي خارجي مانند اكسيژن و دي‌اكسيدكربن جلوگيري مي‌كند؛ ولي سپس فساد شير را به همراه دارد كه با افزودن تقويت‌كننده‌هاي نانو به پليمر مقاومت آن افزايش يافته و عمر مفيد بسته‌بندي‌ها بيشتر مي‌شود.
وي با تاكيد بر اين كه بسته بندي‌هاي مقاوم در برابر نفوذ گازها در مرحله صنعتي انجام شده و گرانول‌هاي پليمري آماده است، گفت: اين طرح به وزارت كشاورزي پيشنهاد شده است. از نظر اقتصادي قيمت بسته‌بندي‌هاي نانوكامپوزيت‌ پليمري حدود 35 درصد ارزان‌تر از پليمرهاي مقاوم غيرنانو است.
اعلايي به غشاهاي پليمري موثر براي جدا‌سازي گازهاي مختلف خروجي از چاه در صنعت نفت اشاره و يادآوري كرد: طرح ساخت غشاهاي نانو كامپوزيت پليمري با استفاده از تقويت‌كننده‌هاي نانو در حال انجام است كه هنوز نهايي نشده؛ ولي در اين طرح ويژگي پليمرها اين گونه اصلاح مي‌شود كه تمايل آن نسبت به عبوردهي ناخالصي گازها بيشتر باشد.
وي در ادامه افزود: براي مثال گاز متان كه استفاده شهري دارد، داراي ناخالصي‌هايي است. براي اين شرايط غشاي پليمري ساخته مي‌شود كه عبورپذيري آن نسبت به ناخالصي‌ها بالا باشد تا با جداسازي آنها گاز متان خالص به دست آيد.
مسئول پروژه نانوكامپوزيت‌هاي پليمري در اين زمينه يادآور شد: در حال حاضر از غشاهاي معمولي استفاده مي‌كنند كه نسبت به ماده اصلي يعني متان قابليت عبوردهي بالايي دارد؛ ولي با استفاده از غشاهاي نانوكامپوزيتي كه نسبت به ناخالصي‌ها عبورپذير هستند با افزايش عمر غشا و صرفه‌جويي در مصرف انرژي ، هزينه‌ها كاهش مي‌يابد.
به گفته او همچنين هيدروژل‌ها در حال حاضر به عنوان جاذب در كشاورزي و محصولات بهداشتي به كار مي‌روند كه در پژوهشگاه به دنبال تعريف كاربرد‌هاي جديدي براي اين محصول هستند. براي نمونه مي‌توان هيدروژل‌هاي نانوكامپوزيتي را در صنعت نفت به عنوان جاذب آب به كار برد. در اين صورت در بحث ازدياد برداشت نفت با بسته شدن مسير آب خروجي از چاه توسط اين محصول مقدار نفت توليدي افزايش مي‌يابد.
اعلايي مشكل هيدروژل‌هاي معمولي براي اين عمل را ناكافي بودن استحكام و از بين رفتن مقاومت آنها در برابر نمك‌هاي دو و سه ظرفيتي خواند و گفت: با افزودن 10 درصد تقويت‌كننده نانو، رفتار آنها اصلاح شده و 40 تا 50 درصد بر مقاومتشان افزوده مي‌شود.
وي در پايان با بيان اين‌كه طرح نانوكامپوزيت‌هاي پليمري در قالب برنامه پنج ساله چهارم توسعه شركت ملي نفت در حال انجام است ، به كاهش هزينه‌ها در استفاده از نانوكامپوزيت‌ها اشاره و استدلال كرد: اگرچه مواد اوليه نانوكامپوزيتهاي پليمري نسبت به كامپوزيتهاي معمولي 20 تا 30 درصد گران‌تر است ولي با در نظر گرفتن هزينه هاي‌ بعدي مانند عمليات شكل‌دهي در دماي پايين‌تر كه انرژي كمتري مصرف مي‌شود و همچنين سبكي و دوام طولاني قطعه نهايي در مجموع استفاده از نانوكامپوزيت‌هاي پليمري از نظراقتصادي به صرفه است.