آب فعال‌شده با پلاسما؛ فناوری ایرانی برای تصفیه و کشاورزی پایدار

مهندسان یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان با توسعه دستگاه تولید آب فعال‌شده با پلاسما (PAW)، گام تازه‌ای در مسیر کاربردی‌سازی فناوری‌های پیشرفته در حوزه آب، محیط‌زیست، فناوری نانو و کشاورزی برداشته‌اند.

به گزارش ایسنا، این شرکت دانش‌بنیان که فعالیت رسمی خود را از سال ۱۳۹۸ آغاز کرده، در ابتدا با تولید دستگاه میکرو اسپکتروفتومتر وارد عرصه تجهیزات پیشرفته آزمایشگاهی شد. این محصول، مسیر دریافت عنوان دانش‌بنیان نوع یک را برای شرکت هموار کرد و زمینه توسعه محصولات بعدی را فراهم کرد.

طی سال‌های اخیر تمرکز مجموعه نه‌ تنها بر گسترش سبد فناوری‌ها، بلکه بر تجاری‌سازی مؤثر و حضور فعال در بازار نیز معطوف بوده است.

جدیدترین دستاورد این شرکت، سامانه تولید آب فعال‌شده با پلاسما یا PAW است؛ فناوری‌ای که بر پایه برهم‌کنش پلاسما با آب طراحی شده و اکنون به مرحله تولید صنعتی رسیده است. این دستگاه با توان مصرفی ۲۵۰۰ وات، قابلیت فرآوری ۲۰ لیتر آب در هر دقیقه را دارد و از سه بخش اصلی شامل پنل الکترونیکی کنترل، رآکتورهای پلاسمایی و مجموعه پمپ هوا و مخازن آب تشکیل شده است.

در قلب این سامانه، رآکتورهای پلاسمایی از نوع تخلیه سد دی‌الکتریک (DBD) و آرک قرار دارند که با ایجاد میدان الکتریکی کنترل‌ شده، شرایط لازم برای تولید گونه‌های فعال اکسیژن و نیتروژن را فراهم می‌کنند. این گونه‌های واکنش‌پذیر پس از حل‌شدن در آب، آن را به محیطی با ویژگی‌های شیمیایی ویژه تبدیل می‌کنند که می‌تواند در فرآیندهای مختلف صنعتی و پژوهشی مورد استفاده قرار گیرد.

یکی از حوزه‌های کلیدی کاربرد این فناوری، سنتز نانوذرات فلزی است. آب فعال‌ شده با پلاسما می‌تواند نقش عامل کاهنده و پایدارکننده را در تولید نانوذرات ایفا کند و جایگزینی کم‌خطر برای روش‌های متداول مبتنی بر مواد شیمیایی سمی باشد. استفاده از این رویکرد امکان کنترل بهتر اندازه و توزیع ذرات را فراهم می‌کند و از تجمع ناخواسته آن‌ها جلوگیری به عمل می‌آورد. علاوه بر این، اصلاح سطح نانوذرات و افزایش پایداری آن‌ها در محیط‌های مختلف نیز با کمک این فناوری امکان‌پذیر است.

در حوزه نانوفناوری زیستی و پزشکی نیز ظرفیت‌های قابل‌توجهی برای این سامانه مطرح شده است. ترکیب آب فعال‌شده با پلاسما و نانوذرات می‌تواند اثربخشی مواد ضدمیکروبی را افزایش دهد و در زمینه‌هایی مانند دارورسانی هدفمند، مهندسی بافت و ضدعفونی تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار گیرد. ویژگی مهم این فناوری، کاهش نیاز به مواد شیمیایی پرخطر و فراهم‌کردن یک بستر واکنش‌پذیر کنترل‌شده است.

در بخش محیط‌زیست، این دستگاه می‌تواند به‌عنوان ابزاری مؤثر برای تصفیه آب و فاضلاب‌های صنعتی به کار گرفته شود. گونه‌های فعال تولیدشده در فرآیند پلاسما قادرند ترکیبات آلی پیچیده، رنگ‌های صنعتی و فلزات سنگین را تجزیه یا حذف کنند. به این ترتیب، آب فعال‌شده با پلاسما می‌تواند جایگزینی مناسب برای برخی روش‌های شیمیایی سنتی باشد که اغلب با تولید پسماندهای خطرناک همراه هستند.

کاربرد دیگر این فناوری در کشاورزی تعریف شده است. حضور گونه‌های فعال اکسیژن و نیتروژن در آب می‌تواند فرآیند جوانه‌زنی بذرها را تسریع کرده و رشد گیاهان را تقویت کند. آزمایش‌های انجام‌شده بر روی بذرهای مختلف نشان داده است که استفاده از این نوع آب، شاخص‌های رشد اولیه را بهبود می‌بخشد و می‌تواند به افزایش بهره‌وری کمک کند. چنین رویکردی به‌ویژه در شرایط کم‌آبی و ضرورت مدیریت منابع، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

به نقل از ستاد توسعه نانو و میکرو، یکی از مزیت‌های کلیدی این فناوری، انعطاف‌ پذیری در تنظیم پارامترهای عملیاتی و امکان سازگاری با نیازهای صنایع مختلف است.

با توجه به چالش‌های فزاینده در حوزه مصرف انرژی، آلودگی منابع آبی و نیاز به روش‌های سبز در تولید مواد پیشرفته، توسعه سامانه‌های مبتنی بر پلاسما می‌تواند مسیر تازه‌ای برای کاهش وابستگی به مواد شیمیایی مضر و افزایش بهره‌وری صنعتی فراهم کند. دستگاه تولید آب فعال‌شده با پلاسما، نمونه‌ای از تلاش برای پیوند دادن دانش پیشرفته پلاسما با نیازهای واقعی صنعت و محیط‌زیست کشور است؛ تلاشی که اگر به‌درستی پشتیبانی و تجاری‌سازی شود، می‌تواند اثرگذاری قابل‌توجهی در مقیاس ملی داشته باشد.

*