مواد آلی

ماده آلی یا مواد آلی به دسته‌ای بزرگ از ترکیبات بر پایه کربن اشاره دارد که در محیط‌های مختلفی همچون محیط‌های آبی و خاکی وجود دارند یا این‌که به کمک روش‌های سنتز، در آزمایشگاه‌ها ساخته می‌شوند. در تعریفی دیگر، ماده آلی به مواد بدست آمده از موجودات زنده‌ای همچون گیاهان و حیوانات و بقایای آن‌ها می‌گویند. علاوه بر این، مواد آلی تنها محدود به موجودات زنده نمی‌شوند بلکه مولکول‌های آلی را نیز می‌توان به کمک واکنش‌های شیمیایی به تولید رساند که در آن‌ها بقایایی از موجودات زنده وجود ندارد. از جمله مواد آلی مهم می‌توان به سلولوز، پروتئین، لیگنین، لیپید و کربوهیدرات اشاره کرد. ماده آلی نقش بسیار مهمی در چرخه غذایی محیط زیست و باقی‌ماندن آب بر سطح گیاهان دارد.

تاریخچه

ا اوایل سدهٔ ۱۹ میلادی، مواد شیمیایی دارای منشأ حیوانی یا گیاهی را آلی می‌نامیدند و آن‌ها را به علت ضروری بودن نیروی حیاتی برای تولیدشان از مواد معدنی (مواد غیر آلی) متمایز می‌دانستند. نظریهٔ نیروی حیاتی در سال ۱۸۲۸ توسط ولر با سنتز اوره رد شد ولی اصطلاح آلی همچنان باقی ماند.

امروزه به بیشتر موادی که از دو عنصر کربن و هیدروژن تشکیل شده‌باشد مواد آلی گفته می‌شود.

بخش زنده ماده آلی در خاک


بخش زنده ماده آلی شامل تنوع عظیمی از میکروارگانیسم‌ها اعم از باکتری، ویروس، جلبک و جانواران تک‌سلولی هستند. حتی ریشه‌ها درختان و حشرات به همراه حیوانات خاکی همچون موش کور، بخش زنده مواد آلی در خاک را تشکیل می‌دهند که در حدود ۱۵ درصد از کل این ماده در خاک را شامل می‌شوند. میکروارگانیسم‌ها، کرم‌های خاکی و حشرات از پسماند‌ها و کودهای خاک برای تامین انرژی و مواد مغذی تغذیه می‌کنند. در چنین فرآیندی، ماده آلی با خاک معدنی مخلوط می‌شود. علاوه بر این، چنین موجوداتی، مواد مغذی موجود را بازیافت می‌کنند.

مواد چسبناک بر روی پوست کرم‌ها و سایر مواد تولید شده توسط قارچ‌ها سبب چسبیدن مواد مختلف و تشکیل پیوند در آن‌ها خواهند بود. در نهایت، با این کار، توده پایداری از خاک تشکیل خواهد شد تا ساختار بهتری برای خاک فراهم شود. به طور مثال، با حرکت کرم‌های خاکی و ایجاد چنین ساختارهایی، کانال‌هایی در خاک ایجاد خواهد شد که امکان گذردهی آب را فراهم می‌کنند.

بسیاری از این موجودات نیز انرژی خود را از طریق شکستن پسماندهای آلی در خاک بدست می‌آورند و از انرژی ذخیره شده برای تولید مواد شیمیایی و سلول‌های جدید بهره می‌گیرند. اما سوالی که پیش می‌آید این است که در مرحله اول، این انرژی چطور در مواد آلی ذخیره شده است. در حقیقت باید گفت گیاهان سبز با دریافت انرژی از نور خورشید و در اثر فتوسنتز، اتم‌های کربن را به مولکول‌های بزرگتری تبدیل می‌کنند و در اثر تجزیه این مولکول‌ها، انرژی بسیار زیادی تولید می‌شود.

 

کاربرد در سلول‌های خورشیدی و دیودهای نوری

نیمه رساناهای آلی (ارگانیک) یکی از موادی هستند که در ساخت سلول خورشیدی و دیود نوری مورد توجه قرار گرفته‌اند. هر چند که استفاده از این مواد در سلول‌های خورشیدی بازده کمتری را نسبت به هم‌تایان سیلیسیمی خود موجب می‌شوند اما به دلایل زیر برای استفاده‌های غیر صنعتی و کاربردهای روزانه نامزد خوبی هستند:

۱. تهیه آن‌ها به‌صورت لایه‌های نازک راحت است. معمولاً از تکنیک‌های پوشش‌دهی چرخشی (Spin coating) ٫ doctor balde techniques (wet_possessing)g و تبخیر برای این کار استفاده می‌شود.

۲. در مقایسه با مواد غیر آلی مقدار کمی از مواد آلی برای هدف‌های تولید انرژی کافی است (لایه‌هایی با ضخامت ۱۰۰ نانومتر) و در عین حال تولید آن‌ها به صورت انبوه به صورت مواد شیمیایی ممکن است.

1.می‌توان از نظر شیمیایی آن‌ها را طوری ساخت که خصوصیاتی مثل نوار بدون انرژی، باند رسانش، باند ظرفیت، رسانای الکتریکی، حلالیت و غیره مقدار دلخواه را داشته باشند.

2.تنوع در اندازه نوار بدون انرژی در این مواد باعث می‌شود که مواد آلی در طول موجهای متفاوتی جذب کنند. اگر این طول موج در محدوده فروسرخ باشد می‌توان سلول‌های خورشیدی یا دیودهایی از مواد شفاف ساخت و برای مثال در پنجره‌ها به کار برد.

3.انعطاف‌پذیری مواد آلی مانند پلیمرها امکان ساخت گونه‌ای از سلول‌های خورشیدی توسط این مواد را فراهم می‌آورد که به صورت سطوح منحنی وجود دارند. برای مثال در شیشه اتومبیل‌ها می‌توان از آن‌ها استفاده کرد.

4.امکان تولید لایه‌های نازک با سطوح بزرگ

5.برتری‌های اقتصادی (قیمت ارزان‌تر) و زیست‌محیطی نسبت به مواد غیر آلی.

 

Leave your comment