علم و فناوری نانو به دستکاری و تغییر مواد و باالتبع خواص آنها در ابعاد کوچک(نانو) گفته می شود.
شروع تغییر خواص مواد با کوچکسازی آن بیش از هر چیز به نوع ماده و خاصیت مورد نظر بستگی دارد. به عنوان مثال با کوچک شدن ابعاد یک ماده، عموما برخی از خواص مکانیکی مواد مانند استحکام بهبود مییابد. این افزایش استحکام تنها در محدوده چند نانومتر اتفاق نمیافتد و ممکن است استحکام مادهای چند ده و حتی صد نانومتری نیز بسیار بیشتر از ماده تودهای بزرگ مقیاس باشد. از طرفی تغییر برخی خواص همانند رنگ و خواص مغناطیسی ممکن است در ابعاد تنها چند نانومتر رخ دهد. در نتیجه دانشمندان برای تعریف علم و فناوری نانو، به صورت قراردادی محدوده 1 تا 100 نانومتر را به عنوان محدوده نانومتری تعریف کردهاند.
به سوال اصلی برمیگردیم. به چه موادی نانومواد یا نانوساختار میگویند؟ همان طور که میدانید هر مادهای از سه بعد تشکیل شده است. اگر حداقل یکی از این ابعاد در مقیاس نانو باشد (بین 1 تا 100 نانومتر) به این ماده، یک مـاده نانوساختـار گفتـه مـیشود. همچنین به بعدی کـه در مقیـاس نانو نباشد اصطلاحا بعـد آزاد گفته میشود، زیرا هر مقداری میتواند داشته باشد.
در شکل1، انواع نانوساختارها (با رنگ نارنجی) نشان داده شده است. نانوساختارها بر اساس تعداد ابعاد آزاد به دستههای زیر تقسیم میشوند:
شکل 1: انواع نانوساختارها بر حسب تعداد ابعاد آزاد
موادی که در هر سه بعد دارای اندازه نانومتری میباشند و هیچ بعد آزادی ندارند. بر اساس برخی دستهبندیها به این دسته از نانوساختارها، نانوذرات نیز گفته میشود. عوامل تاثیرگذار بر خواص نانوذرات، اندازه و جنس ذرات هستند. نانوذرات کاربردهای مختلفی در صنایع مختلف مانند اتومبیل (ضد خش کردن بدنه، ضد بخار کردن شیشهها، لاستیکهای مقاوم و…)، پزشکی (ساخت داروهای جدید، تشخیص علایم بیماریها و …)، تصفیه آب و فاضلاب، الکترونیک، صنایع نظامی و… دارند. نانوذرات میتوانند بسته به کاربردشان در اشکال مختلف مانند کروی، بیضوی، مکعبی، منشوری، ستونی و… ساخته شوند. نانوذرات ممکن است از یک جزء تشکیل شده باشند یا اینکه ترکیبی از چند جزء (ماده) باشند. همچنین نانوذرات میتوانند به صورت خالص و یا ترکیبی از چند ماده مختلف باشند.
نانومواد تک بعدی دارای دو بعد در مقیاس نانو و یک بعـد آزاد میباشند. نانوسیمها، نانومیلهها، نانولولهها، نانوالیاف همگی جز مواد نانوساختار تک بعدی میباشند. عوامل تاثیرگذار روی خواص نانوساختارهای تک بعدی، جنس و نسبت طول به قطر(L/d) آن میباشند. مهمترین ویژگی نانوساختارهای تک بعدی فلزی هدایت الکتریکی آنها در راستای محور سیم است. نانوسیمها کاربردهای زیادی در بخشهای مختلف مانند ساخت رایانههای بسیار کوچک با سرعت بسیار بالا، ساخت لیزرهای بسیار کوچک، تشخیص بیماریها، حافظههای منغاطیسی و … دارند. نانوسیمها نیز میتوانند به صورت خالص و یا ترکیبی از چند نوع ماده مختلف باشند.
این مواد دارای دو بعد آزاد و یک بعد در مقیاس نانو میباشند. مواد با یک بعد در مقیاس نانو عمدتا شامل لایههای نازک یا پوششهای سطحی میباشد. عوامل تاثیرگذار در خواص نانوپوششها، جنس و ضخامت آنها میباشد. برای مثال سلفونهای نگه دارنده مواد غذایی یک نوع پوشش هستند. حال اگر ضخامت آنها در ابعاد نانو باشد، به آنها نانوپوشش گفته میشود. نانوپوششها لایههایی با ضخامت 1 تا 100 نانومتر هستند که به صورت پوشش روی مواد دیگر قرار میگیرند و باعث تغییر خواص و ویژگیهای آنها میشوند. لایههای نازک نیز میتوانند به صورت خالص و یا ترکیبی از چند ماده مختلف باشند.
یعنی هر سه بعد آنها در مقیاس آزاد است. همانطور که مشاهده میکنید این تعریف با تعریف مواد نانوساختار در تناقض است، زیرا هیچ یک از سه بعد آن در مقیاس نانو نیست. این دسته شامل نانوکامپوزیتها (مواد مرکبی که شامل چند ماده است) و مواد حجیم نانوساختار (یا مواد تودهای نانوساختار) میباشد. مواد حجیم نانوساختار موادی هستند که اندازه واحدهای سازنده مجزای آنها حداقل در یک بعد کمتر از 100 نانومتر باشد. بعضی مواد یک سری خواص را ندارند. برای مثال پلاستیک خاصیت رسانایی الکتریکی ندارد. اما اگر مادهای همانند ذرات فازی که خاصیت رسانایی دارند را به آن اضافه کنیم، ماده مخلوط تولید شده میتواند خاصیت رسانایی داشته باشد. به این مواد کامپوزیت یا ماده مرکب گفته میشود. ماده مرکب ممکن است از بیش از دو ماده تشکیل شده باشد که هر یک از مواد اضافه شده میتواند قابلیت تقویت یکی از خواص را داشته باشد. در صورتی که حداقل یکی از اجزای کامپوزیت نانوساختار باشد، به آن نانوکامپوزیت میگوییم. به عنوان مثال میتوان رسانایی پلیمرها را با استفاده از نانولولههای کربنی افزایش داد.
در هر خانهای این احتمال وجود دارد که گاهی روی فرش، روی مبل، روی پادری، روی پتو و … لکهای بیفتد، در این حال چیزی که پر واضح است، این است که وجود آن لکه باعث جلوه نداشتن و کثیف دیده شدن فرش یا مبل و … میشود. خب معمولا افراد به فکر تمیز کردن […]
روش کشت باکتری در محیط جامد محیط کشت جامد به دو صورت وجود دارد: محیط کشت جامد در لوله محیط کشت جامد در پلیت در لوله به دوصورت عمودی (Stab Culture) و شیبدار (Slant Culture) دیده می شود که هر کدام از آنها روش کشت خاص خود را دارند. روش کشت عمقی در لوله : […]
خاصیت ضد میکروبی نقره از دیرباز شناخته شده بود و به همین دلیل هم در بسیاری موارد مورد استفاده قرار می گرفت. امروز با پیشرفت فناوری و تولید نانوذرات نقره، خاصیت آنتی باکتریال آن بسیار افزایش یافته است. نانوذرات نقره با توجه به اینکه نسبت سطح به حجمشان افزایش یافته است، خاصیت ضد میکروبی و […]
کربوکسی متیل سلولز، CMC یا سلولزگام یک گرد سفیدرنگ و بی بود است که امروزه در دو گرید خوراکی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. کربوکسی متیل سلولز از مشتقات سلولز است که در آن به جای برخی از گروه های هیدکروکسیل (-OH) گروه کربوکسی متیل (-CH2-COOH) جایگزین شده است. این ماده یک پلیمر […]
فناوری نانو- مشخصه یابی نانو مواد با استفاده از پلاسمای جفت شده القایی(ICP)- استاندارد ملی ۱۵۵۲۴
استاندارد ملی 15524
سال تصویب:1397
رشته: کمیته ملی استاندارد فناوری نانو
موضوع: فناوری نانو- مشخصه یابی نانو مواد با استفاده از پلاسمای جفت شده القایی(ICP)- روش آزمون
هدف و دامنه کاربرد
هدف از تدوین این استاندارد ارائه روش آزمون برای مشخصه یابی کمی و تعیین ترکیب نانو مواد با مقادیر بسیار اندک محدوده (ppt) و (ppb) و تفکیک پذیری بالا با استفاده ازICP است. این استاندار شامل واژه های مرتبط با آزمون ICP، مبانی آن، آماده سازی نمونه، کالیبراسیون، روش اندازه گیری و گزارش دهی نتایج آزمون است.