نانو مواد (به چه موادی “نانو مواد” می گویند و “فناوری نانو” چیست؟) (مقاله + اینفوگرافیک)

شاید برای خیلی ها این سوال پیش آمده باشد که به چه موادی “نانو مواد” می گویند و اصلا “نانو” به چه معنی است؟
قصد داریم در مقاله پیش رو توضیحاتی در مورد فناوری نانو و نانومواد بدهیم.
نانو چه قدر کوچک است؟

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.

فناوری نانو چیست؟

اینفوگراف: فناوری نانو چیست ؟

دانلود اینفوگراف

 

طبقه‌بندی انواع نانوساختارها بر اساس تعداد ابعاد آزاد

در شکل1، انواع نانوساختارها (با رنگ نارنجی) نشان داده شده است. نانوساختارها بر اساس تعداد ابعاد آزاد به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:

نانو مواد و ابعاد آنها

شکل 1: انواع نانوساختارها بر حسب تعداد ابعاد آزاد

2-1- نانومواد صفر بعدی (0D ):

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.

2-2- نانومواد تک بعدی (1D):

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.

2-3- نانومواد دو بعدی (2D):

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.

2-4- نانومواد سه بعدی (3D):

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.

پس به طور کلی “نانو مواد” به موادی گفته می شود که حداقل یکی از ابعاد آن زیر 100 نانومتر باشد و یا اجزای تشکیل دهنده ی آن(اجزای مجزا) زیر 100 نانومتر باشند(مانند نانوکامپوزیت ها).

خرید نانو مواد

 منبع: http://edu.nano.ir/paper/594

به محتوای این صفحه امتیاز بدهید


۴.۸۵ از ۵
برچسب ها :

مقاله های تمادکالا

پیکنومتر وسیله ای آزمایشگاهی برای اندازه گیری چگالی مایعات با دقت بالا است. در مقاله پیش رو به معرفی ای اجمالی در مورد پیکنومتر خواهیم پرداخت و در ادامه، روش تعیین چگالی مایعات با استفاده از آن را آموزش میدهیم. فروشگاه تمادکالا این امکان را فراهم کرده است تا با خرید آنلاین پیکنومتر ، تجربه […]

امروزه میکروسکوپ الکترونی عبوری به دلیل قدرت تفکیک و بزرگنمایی بسیار بالا مورد توجه بسیاری از پژوهشگران برای تحقیقات پیشرفته در حوزه های علوم مختلف قرار گرفته است. در مقاله پیش رو تلاش شده است تا دو نوع میکروسکوپ الکترونی عبوری و الکترونی عبوری با رزولوشن بالا پس از معرفی مختصر، مقایسه شوند تا پژوهشگران […]

ذغال فعال یا کربن فعال(Activated Carbon) یکی از موادی است که امروزه در داروخانه و زیبایی کاربرد بسیار زیادی پیدا کرده است. در مقاله پیشرو به معرفی کربن فعال و کاربردهای آن در زیبایی خواهیم پرداخت. کربن فعال نوعی کربن است که دارای منافذ بسیار زیادی است. این ماده بدلیل منافذ فراوان و تخلخل بسیار […]

محیط کشت به محیطی غنی از مواد لازم برای رشد سلولی گفته می شود که از آن در فرآیندهای کشت سلول ها یا باکتری ها استفاده می شود. در مقاله پیش رو روش ساخت مخیط کشت را توضیح می دهیم. فروش محیط کشت محیط کشت چیست؟ محیط کشت به محیطی گفته می شود که برای […]

یک پاسخ به “نانو مواد (به چه موادی “نانو مواد” می گویند و “فناوری نانو” چیست؟) (مقاله + اینفوگرافیک)”

  1. فناوری نانو- مشخصه یابی نانو مواد با استفاده از پلاسمای جفت شده القایی(ICP)- استاندارد ملی ۱۵۵۲۴
    استاندارد ملی ۱۵۵۲۴
    سال تصویب:۱۳۹۷
    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.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

برخی از مشتریان تمادکالا