به گزارش پایگاه اطلاع رسانی صبا به نقل از خبرگزاری فارس، متخصصین بر این اعتقادند که هم اکنون فناوری نانو تمام فناوری‌های انرژی کنونی را تحت تاثیر قرار داده و تغییر شگرفی در تصور ما از دنیای انرژی ایجاد خواهد کرد. برای آن‌ها که به منابع انرژی قابل اطمینان دسترسی‌ ندارند،‌ راه‌حل‌های جدید مهندسی نانو کمک شایانی است تا کیفیت زندگی آنان را بهبود بخشد. فناوری نانو برای آن‌ها که از ناکارآمدی ذخیره، تولید و تبدیل انرژی رنج می‌برند منابع انرژی جدیدی فراهم آورده و علاوه بر‌ آن،‌ هزینه تولید هر کیلووات انرژی را هم کاهش داده و یا حداقل به بهبود کیفیت تولید آن کمک خواهد کرد. برای سرمایه‌گذارانی که به بازار انرژی‌های جایگزین علاقه دارند، فناوری نانو گزینه مناسبی است و فرصت‌هایی را برای آن‌ها ایجاد می‌کند. البته در این زمینه خطرپذیری‌هایی که در بازار تمام فناوری‌های نو ظهور باید متحمل شد را نباید از نظر دور داشت.
ضمنا علی‌رغم تمام جنجال‌هایی که در مورد منابع انرژی جایگزین وجود دارد، باید گفت در واقع هیچکس قاطعانه در مورد اینکه به زودی وابستگی ما به انرژی‌های فسیلی قطع خواهد شد اظهار نظری نکرده است؛ ‌اما در عین حال این حرف به معنای آن نیست که میزان وابستگی فعلی دنیا به نفت اوپک هم همچنان در همین سطح باقی بماند. ضمن آنکه هنوز منابع گاز طبیعی و حتی زغال سنگ فراوانی پیرامون ما وجود دارد.
به عنوان مثال در مورد کاربرد نانوکاتالیست‌ها در بهبود صنعت انرژی باید اشاره کرد که با آنکه از دهه 1920 به این طرف با استفاده از روش فیشر - تروپس (Fischer Tropsch) امکان تولید سوخت‌های هیدروکربنی مایع چه از زغال سنگ و چه از گاز فراهم شده بود اما با بالا رفتن قیمت نفت، نوع تمیزی از این سوخت دیزلی (گازوئیل) به طور تجاری تولید شد و اخیرا با استفاده از نانوفناوری گام‌هایی در این زمینه برداشته است. انتظار می‌رود پروژه 2 میلیارد دلاری مایع‌سازی زغال سنگ شنهوان (Shenhuan) که از فناوری نانوکاتالیزوری آمریکا استفاده می‌کند بتوانند به عنوان یک روش اقتصادی قابل رقابت با دیگر روش‌ها در تولید سوخت مطرح شود.
تأثیر کلیدی فناوری نانو در این بخش از انرژی، بهبود کارآمدی واکنش‌ها و کنترل فرآیند به شیوه نانوساختارسازی است. به این ترتیب به ازای یک حجم معین، سطح بیشتری در معرض کاتالیزوری که روی آن ریخته شده قرار می‌گیرد، در نتیجه باعث افزایش سرعت واکنش‌ها می‌شود. البته این کار به این سادگی هم نیست و لازم است مواد واکنش‌گر با سرعت مناسب، خود را به سایت‌های کاتالیزوری برسانند. انجام این کار متضمن آن است که ساختارهای ما دارای ترکیبی از مقیاس‌ها باشد. اما ایجاد چنین ساختارهای بزرگ و مجتمعی آن هم به شیوه از پایین به بالا (bottom up) کاری است که تنها در حوزه فناوری نانو قابل انجام است.
از دیگر کاربردهای فناوری نانو در حوزه نفت، گاز و انرژی به ایجاد سیستم‌های احتراقی پیشرفته و پیل‌های سوختی؛ استفاده بهینه از انرژی خورشیدی؛ پیشرفت‌های اساسی در زمینه نانوساختارهای نیمه هادی و مواد هادی الکترون؛ استفاده از سرامیک‌ها و نانوبلورهای فلزی در فناوری حفاری، تولید نانوکامپوزیت‌ها، بازدهی بیشتر سوخت مصرفی خودرو، استفاده از نانوساختارهای آئروژل (aerogels)، مبتنی بر روش‌های سل ژل (sol -gel) به صورت لایه‌های عایق؛ بهبود دیودهای گسیل نور (LED) با طراحی نانو؛ به کارگیری سوخت‌های تجدید‌پذیر و غیره را نام برد که هر یک می‌توانند آغاز تحولی عظیم در تولید، انتقال، توزیع و مصرف انرژی باشند.

* نانوحسگرها در لرزه‌نگاری بهتر

با ایجاد انفجار در نقاط مختلف روی زمین و ثبت لرزه‌های ایجاد شده، ساختار کلی لایه‌های زمین و مخزن به دست آورده می‌شد. این فرآیند بر اساس تفاوت سرعت حرکت صوت در لایه‌های مختلف انجام می‌گیرد. لرزه‌نگاری به صورت یک بعدی، 2 بعدی و 3 بعدی انجام می‌شود. لرزه‌نگاری 4 بعدی همان لرزه‌نگای 3 بعدی است که در زمان‌های مختلف انجام می‌شود. از این طریق می‌توان تشخیص داد که لایه‌های مختلف، حاوی گاز، نفت یا آب هستند.
ایجاد نانوحسگرهای جدید برای ثبت لرزه‌ها به صورت دقیق‌تر و پربازده‌تر توانسته است این قسمت از بخش صنایع بالادستی نفت را متحول کند چرا که امکان وارد کردن نانوسنسورها در لایه‌های مختلف زمین و ثبت لرزه‌ها از موقعیت‌های متنوع‌تر به وجود آمده است. نانوتکنولوژی‌ می‌تواند علاوه بر پیشرفت فوق با نانوساختار کردن ژئوفون‌ها به عملکرد سریع و ثبت اطلاعات صوتی دقیق‌تر منجر شود.
شرکت انگلیسی British Petroleum و شرکت هلندی - انگلیسی Shell در فرانسه برای کشف و استخراج میدان‌های جدید نفت و گاز از تکنولوژی‌های نانو در تصویربرداری لرزه‌ای و لرزه‌نگاری 4 بعدی استفاده می‌کنند.
شرکت آمریکایی Input/Output Inc از MEMS و Micro&Nano Electro Mechanical System) NEMS) برای تهیه داده‌های لرزه‌نگاری چاه‌های نفت و گاز استفاده می‌کند. این ابزار، داده را به صورت دقیق‌تر و کم حجم‌تر از ژئوفون‌های معمولی ثبت می‌کند.

* تولید نانوحسگرها در نمودارگیری دقیق‌تر از چاه

در این روش ابتدا در آزمایشگاه، پرتوهای مختلفی نظیر گاما، ایکس، نوترون و همچنین انواع مختلف امواج صوتی و میدان‌های مغناطیسی یا الکتریکی در مقابل لیتولوژی‌های مختلف اعمال می‌شود و بازتابیش‌های مربوطه ثبت شده (کالیبراسیون) و نمودارهای مربوط رسم می‌شود. سپس ابزار نمودارگیری در میدان نفتی یا گازی درون یک چاه رانده شده و فرآیند تاباندن پرتوها،‌ امواج و میدان‌ها و ثبت بازتابش‌ها صورت می‌پذیرد. نهایتا از مقایسه نمودارهای به دست آمده با نمودارهای استاندارد جنس لایه‌ها (لیتولوژی) تعیین می‌شود. همچنین با استفاده از تئوری‌ها، تخلخل و درجه اشباع سیالات نیز به دست آورده می‌شود. برای به دست آوردن مقادیر صحیح از نمودارهای گرفته شده در چاه اصلاحات مختلفی انجام می‌شود.
در این قسمت، از نانوسنسورها برای تحلیل پرتوها به طور دقیق و به خاطر سطح ویژه بالای آن‌ها، از تحلیل پرتوها در همه جهات استفاده می‌شوند. این نانوسنسورها علاوه بر این کارکرد، ‌وظیفه تعیین جنس لایه‌ها و تضمین خواص سیال را نیز خواهند داشت. به نظر می‌رسد که چون بخشی از نمودارگیری از چاه مربوط به بررسی تخلخل‌ها می‌شود می‌توان با استفاده از یک سری نانوپودرها با وارد کردن در مخزن و دانستن تعداد و سطح ویژه آنها میزان تخلخل مواد و سنگ‌های چاه را تخمین زد؛ البته با دقتی بسیار بالاتر از روش‌های پیشین، می‌توان نانوسنسورها را به عمق‌های بیشتری درون سازنده‌ها رسانده شوند و تحلیل‌های فوق را در نقاط متنوع‌تری به انجام رسانید.
این سنسورها به علت مزایایی نظیر اندازه کوچک، ایمنی در قبال تداخل الکترومغناطیسی، قابلیت کارایی در فشار و دمای بالا و محیط‌های دشوار، در صنعت نفت مورد توجه بسیار قرار گرفته‌اند. سنسورهای جدید از نظر تولید بسیار مقرون به صرفه هستند. محیط‌هایی نظیر تأسیسات و پالایشگاه‌های نفتی که سنسورهای هیدروژن از کاربردهای ویژه‌ای برخوردار هستند، می‌توانند بسیار آلوده و کثیف باشند. نانوتیوب‌های تیتانیا دارای یک مقاومت الکتریکی برگشت‌پذیر هستند به طوری که اگر هزار قطعه از آنها در برابر یک میلیونیم اتم هیدروژن قرار بگیرند، مقاومت الکتریکی آن در حدود یک 100 میلیون درصد افزایش می‌یابد. خواص فوتوکاتالیستی نانوتیوب‌های تیتانیا می‌تواند آلودگی‌های ایجاد شده تحت تابش اشعه ماوراء بنفش را به طور قابل توجهی از بین ببرد تا اینکه سنسورها بتوانند حساسیت اصلی خود نسبت به هیدروژن را حفظ کنند.
محققان در آزمایشگاه فوتونیک دانشگاه صنعتی ویرجینیا در حال تولید یک سری نانوسنسورهای قابل اعتماد و ارزان از فیبرهای نوری جهت اندازه‌گیری فشار، دما، جریان نفت و امواج اکوستیک در چاه‌های نفت هستند. این سنسورها به علت مزایایی نظیر اندازه کوچک، ایمنی در قبال تداخل الکترومغناطیسی، قابلیت کارایی در فشار و دمای بالا و همچنین محیط‌های دشوار مورد توجه بسیار قرار گرفته‌اند. از همه مهم‌تر اینکه امکان جایگزینی و تعویض سنسورهای متداول جریان بدون دخالت در فرآیند تولید نفت میلیون‌ها دلار هزینه در پی دارد. سنسورهای جدید از نظر تولید بسیار مقرون به صرفه بوده و اندازه‌گیری دقیق‌تری ارائه می‌دهند.
در این رابطه ژانگ و همکاران در دانشگاه تاین جین چین، یک نوع جدید از نانوسنسورهای فشاری برای اندازه‌گیری خواص چاه نفتی را اختراع کرده‌اند.