به گزارش روز شنبه گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، متان (CH₄) یکی از گازهای گلخانه‌ای بسیار قدرتمند است که اثر گرمایی آن چندین برابر دی‌اکسیدکربن است. این گاز به‌ویژه از اکوسیستم‌های آبی مانند تالاب‌ها، دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و شالیزارها وارد جو می‌شود و سهم بزرگی در تشدید تغییرات اقلیمی دارد. کارشناسان سال‌ها به‌دنبال راهی مؤثر برای کاهش این انتشار بوده‌اند، اما روش‌های سنتی مانند هوادهی مکانیکی، پوشش‌دادن رسوبات یا کنترل پوشش گیاهی، مشکلات زیادی داشته‌اند. این روش‌ها معمولاً هزینه بالایی دارند، اکسیژن را به‌طور موقتی و ناکارآمد منتقل می‌کنند و حتی ممکن است به زیست‌بوم‌های طبیعی آسیب بزنند.
در همین زمینه، فناوری «نانوحباب‌های اکسیژن بین‌سطحی» (Interfacial Oxygen Nanobubbles – IONBs) به‌عنوان یک نوآوری مهم در حوزه ژئومهندسی مورد توجه قرار گرفته است. نانوحباب‌ها، حباب‌هایی فوق‌العاده کوچک از اکسیژن هستند که می‌توانند به‌آرامی و در مدت‌زمان طولانی، اکسیژن را در محیط‌های فاقد هوا (بی‌هوازی) آزاد کنند. این ویژگی باعث می‌شود نیازی به تزریق مکرر اکسیژن نباشد و شرایطی پایدار برای جلوگیری از تولید متان ایجاد شود.
برخلاف هوادهی مکانیکی که اکسیژن تزریق‌شده را سریع به محیط پراکنده می‌کند، نانوحباب‌ها اکسیژن را به‌صورت کنترل‌شده آزاد می‌کنند. این فرآیند، محیط‌های کوچک و هوازی پایداری در رسوبات ایجاد می‌کند که فعالیت باکتری‌های تولیدکننده متان (متانوژن‌ها) را مهار کرده و در عوض، فعالیت میکروارگانیسم‌های مصرف‌کننده متان (متانوتروف‌ها) را تقویت می‌کند.
یکی دیگر از مزایای این فناوری، امکان «اکسیژن‌رسانی هدفمند» است. پژوهشگران می‌توانند نانوحباب‌ها را روی حامل‌هایی مانند بیوچار یا زئولیت بارگذاری کنند. این مواد به‌طور مستقیم به بستر رسوبات اضافه می‌شوند و دقیقاً در نقاطی که بیشترین تولید متان وجود دارد، اکسیژن‌رسانی انجام می‌گیرد. این روش علاوه بر بهبود شرایط شیمیایی رسوبات، تغییرات مثبتی در جوامع میکروبی ایجاد می‌کند که در نهایت باعث کاهش انتشار متان می‌شود.
مزیت‌های اصلی نانوحباب‌های اکسیژن نسبت به روش‌های قدیمی شامل هزینه کمتر، نیاز اندک به نگهداری و کمترین آسیب به محیط‌زیست است. این ویژگی‌ها باعث شده دانشمندان به آن به‌عنوان راهکاری پایدار برای مهار متان نگاه کنند.
البته این فناوری هنوز در ابتدای مسیر است و چالش‌هایی پیش رو دارد. از جمله باید ظرفیت ذخیره‌سازی اکسیژن در این نانوحباب‌ها افزایش یابد، اثرات بلندمدت آن‌ها بر محیط‌زیست بررسی شود و راه‌هایی برای تولید انبوه و ارزان پیدا شود. کارشناسان پیشنهاد می‌کنند که در آینده، این فناوری با دیگر روش‌های کاهش متان ترکیب شود و حتی به بخشی از سیاست‌های جهانی مقابله با تغییرات اقلیمی تبدیل شود.
با توجه به اینکه متان نقش مهمی در گرمایش زمین دارد و کاهش آن می‌تواند در کوتاه‌مدت اثرات چشمگیری بر روند تغییرات اقلیمی بگذارد، نانوحباب‌های اکسیژن می‌توانند تحولی بزرگ در حفاظت از تالاب‌ها، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کشاورزی و تلاش‌های جهانی برای حفظ آب‌وهوای زمین ایجاد کنند.