۱-۸-۶- نانو حفره
۱-۸-۷- نانو ذرات
۱-۸-۸- فولرین
۱-۸-۱- نانو لایه
رسوب یک لایه نازک(نانو لایه) برای پوشش دهی در اکثر صنایع جایگاه مهمی یافته است. نانو لایه ها دارای یک ساختار نانو ذرهای می باشند که این ساختار یا از توزیع نانو ذرات در لایه ایجاد می شود و یا بوسیله یک فرایند کنترل شده، یک نانو ساختار در حین رسوب ایجاد می شود. فیلم های نانو لایه نازک، کاربردهای عمدتا در صنعت الکترونیک دارد.
( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
۱-۸-۲- نانو پوشش
فناوری نانو ایجاد نانو پوشش ها را پیشنهاد می کند. نانو پوشش های حفاظتی برای افزایش مقاومت در مقابل خوردگی، افزایش سختی سطوح و حفاظت در مقابل عوام مخرب محیطی می باشند. علاوه بر آن فناوری نانو از خش برداشتن، تکه تکه شدن و خورده شدن روکشها جلوگیری می کند. از موارد استفاده نانو پوششها می توان به روکشهای ضد انعکاس در مصارف خودروسازی و سازهای، روکشهای محافظ(ضد خش، غیر قابل رنگ آمیزی و قابل شستشوی آسان) و روکشهای تزیینی اشاره کرد.
۱-۸-۳- نانو خوشه
با توجه به تحقیقات و محاسبات انجام شده، محققین به این نتیجه رسیدند که اتمها، سطوحی را جستجو می کنند که کمترین مقدار انرژی داشته باشد. آرایشهای ۱ تا ۲ نانومتری نانو خوشه ها برای وسایل پیشرفته ی نوری و الکترونیکی مناسب هستند، چون الکترونهای محبوس شده در این فضاها مجبورند که فوتون هایی با طول موج سفید ایجاد کنند. اگر خوشه ها دارای خاصیت مغناطیسی شوند می توانند برای وسایل ذخیره اطلاعات که بسیار فشرده هستند و کاتالیستها برای انجام واکنشهای شیمیایی، استفاده شوند.
۱-۸-۴- نانو سیم
عموماً سیم به ساختاری گفته می شود که در یک جهت(جهت طولی) گسترش داده شده باشد و در دو جهت دیگر بسیار محدود شده باشد. لیکن نانوسیم، یک نانو ساختار دو بعدی است و چون در این ابعاد اثرات کوانتومی مهم هستند این سیمها، سیمهای کوانتومی نیز نامیده می شوند. یک خصوصیت اساسی از این ساختارها که دارای دو خروجی هستند، رسانایی الکتریکی می باشند. رسانایی نانو سیم ها در حالتی که بین دو الکترود قرار می گیرد. بررسی می شود زیرا با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو انتهای این ساختارها و در امتداد طولیشان انتقال بار الکتریکی اتفاق میافتد. لذا نانو سیمها برای ساختن مدارهای الکتریکی در اندازه های کوچک استفاده می شوند.
۱-۸-۵- نانو لوله
نانو لوله های کربنی استوانه های تو خالی ساخته شده از صفحات گرافیتی پیچیده شده با طول زیاد می باشد. نانو لوله های کربنی از نسبت طول به قطر نسبتاً بالایی(در حدود ۱۰۰۰) برخوردار می باشند که به همین دلیل می توان آنها را به صورت ساختارهایی یک بعدی در نظر گرفت.
لفظ نانو لوله در حالت عادی در مورد نانو لوله های کربنی به کار برده می شود، هر چند که اشکال دیگری از نانو لوله همچون انواع ساخته شده از نیترید بور یا حتی نانو لوله‌های خودآرای آلی نیز وجود دارد. نانو لوله ها با خواص مکانیکی، الکتریکی و اپتیکی برجسته، در مصارف الکترونیکی با بیشترین توجه رو به رو شده اند.
همچنین نانو لوله ها برای نگهداری هیدروژن و هیدروکربن ها جهت استفاده در پیل های سوختی نیز مورد مطالعه قرار گرفته اند. نانو لوله های کربنی از صفحات کربن به ضخامت یک اتم و به شکل استوانه ای تو خالی ساخته شده است. در سال ۱۹۹۰ توسط سومیولیجیما کشف شد. خواص ویژه و منحصر به فرد نانو لوله های کربنی از جمله مدل NEC لیجیما(از شرکت یانگ) و استحکام کششی خوب از یک طرف و طبیعت کربنی بودن نانو لوله ها(به خاطر این که کربن ماده ای است کم وزن، بسیار پایدار و ساده جهت انجام فرایندها که نسبت به فلزات برای تولید ارزانتر می باشد) باعث شده که در دهه گذشته شاهد تحقیقات مهمی در کارایی و پرباری روش های رشد نانو لوله باشیم. نانو لوله ها به شکل تک دیواره و یا چند دیواره وجود دارند یعنی لوله ای که از پیچاندن یک لایه گرافیتی به شکل استوانه تو خالی ایجاد می شود را نانو لوله تک دیواره می نامند و به همین ترتیب لوله ای را که متشکل از چندین استوانه هم مرکز باشد را نانو لوله چند دیواره می نامند. طول و قطر این ساختارها نسبت به نانو لوله های تک دیواره بسیار متفاوت می باشد و از این رو خواص آنها نیز بسیار متفاوت است.
۱-۸-۵-۱- نانو لوله های کربنی در دو دسته اصلی وجود دارند
نانو لوله های تک جداره(SWNTs)[13] نانو لوله های چند جداره(SMWNT[14](، نانو لوله های تک جداره را می توان به صورت ورقه های بلند گرافیت در نظر گرفت که به شکل استوانه پیچیده شده اند. نسبت طول به قطر نانو لوله ها در حدود ۱۰۰۰ بوده و همان گونه که قبلاً ذکر شد می توان آنها را به عنوان ساختارهای تقریبا”یک بعدی در نظر گرفت. نانو لوله ها تماماً از پیوند sp2 تشکیل شده اند، مشابه گرافیت. این ساختار پیوند، از پیوند sp3 که در الماس وجود دارد قوی تر است، و استحکام منحصر بفردی به این مولکول ها می دهد. نانو لوله ها معمولاً تحت نیروهای واندروالس(vander vaals) به شکل ریسمان به هم چسبنده تحت فشار زیاد، با هم ممزوج و متصل می شوند و این امکان به وجود می آید که به توان سیم های به طور نا محدود و بسیار مستحکم را تولید کرد]۱۳[.
۱-۸-۵-۲- ویژگی های نانو لوله های کربنی
الف- اندازه بسیار کوچک(قطر کوچکتر از ۴/۰ نانومتر)
ب- حالت رسانا و نیمه رسانایی آن ها بر حسب شکل هندسی اش
پ- برخورداری از خاصیت منحصر به فرد ترابری پرتابه ای
ت- قدرت رسانایی گرمایی خیلی بالا
ث- سطح جداره صاف با قدرت تفکیک بالا(جداسازی گازها)
ج- بروز خواص الکتریکی و مکانیکی منحصر به فرد در طول آن ها
چ- حساس به تغییرات کوچک نیروهای اعمال شده(برای ساخت ترانزیستورها)
ح- گسیل و جذب نور(جذب و دفع نیروی مادون قرمز)
خ- ضریب تحریک الکتریسیته بسیار بالا
د- خاصیت مغناطیسی، ممان مغناطیسی بسیار بزرگ(با اضافه کردن الکترون به نانو لوله و یا قرار دادن نانو لوله زیر یک لایه میدان مغناطیسی)
ذ- چگالی سطحی بسیار بالا
ر- قابلیت ذخیره سازی(در مورد انرژی)
ز- داشتن خاصیت ابر رسانایی(در دمای ۱۵ درجه کلوین ابر رسانا می شوند)
ژ- تولید ولتاژ
س- استحکام و مقاومت کشش بالا
۱-۸-۶- نانو حفره
مواد با اندازه های حفره ای در محدوده نانو متری، کاربردهای صنعتی جالبی را نشان می‌دهند. به علت ویژگی برجسته آنها با توجه به عایق حرارتی بودن، رهایش مواد کنترل شده و کاربردشان، آنها به عنوان پر کننده هایی برای کاتالیزورها در علم شیمی، مورد توجه زیادی می باشند.
۱-۸-۷- نانو ذره
تاریخچه نانو ذرات از زمان های بسیار دور مورد استفاده قرار گرفته است. شاید اولین استفاده آنها در لعاب های چینی و سرامیک های تزئینی سلسله های ابتدای چین بوده است.
نانو ذره رایج ترین عناصر در علم فناوری نانو بوده و خواص جالب توجه آنها باعث گردیده است تا کاربردهای بسیار متنوعی در صنایع شیمیایی، پزشکی و داروی، الکترونیک و کشاورزی داشته باشد. با توجه به ترکیب شمیایی، این ذرات به انواع فلزی، سرامیکی، پلیمری و نیمه هادی تقسیم می شوند. سنتز شمیایی و فرآیندهای حالت جامد نظیر آسیاب کردن و چگالش بخار روش های معمول برای ساخت نانو ذرات هستند. کنترل فرایند تولید برای رسیدن به نانو ذرات با خواص مناسب امری بدیهی است، در همین راستا تعین مشخصات نانو ذرات با روش های آنالیز میکروسکوپی ساختاری و تعیین اندازه و سطح و… بررسی می شود.
۱-۸-۷-۱- خواص نانو ذرات
برخی از خواص فیزیکی مهم نانو ذرات عبارت است از افزایش نسبت مساحت سطح به حجم و ورود اندازه ذره به قلمرو اثرات کوانتومی. افزایش نسبت مساحت سطحی به حجم که به تدریج با کاهش اندازه ذره رخ می دهد، باعث غلبه یافتن رفتار اتم های واقع در سطح ذره به رفتار اتم‌های درونی می شود. این پدیده بر خصوصیات ذره در حالت انزوار، و بر تعاملات آن با دیگر مواد اثر می گذارد. افزایش سطح، واکنش پذیری نانو ذرات را به شدت افزایش می‌دهد.
به محض آنکه ذرات به اندازه کافی کوچک شوند، شروع به رفتار مکانیک کوانتومی می کنند. خواص نقاط کوانتومی مثالی از این دست است. نقاط کوانتومی، کریستال هایی در اندازه نانو می باشد که از خود نور ساطع می کند. انتشار نور توسط این نقاط در تشخیص پزشکی کاربردهای فراوانی دارد. این نقاط گاهی اتم های مصنوعی نامیده می شوند؛ چون الکترون های آزاد آنها مشابه الکترون های محبوس در اتم ها، حالات گسسته و مجازی از انرژی را اشغال می کنند.
علاوه بر این، کوچک تر بودن نانو ذرات از طول موج بحرانی نور، آنها را نامرئی و شفاف می نماید. این خاصیت باعث شده است تا نانو ذرات برای مصارفی چون بسته بندی، مواد آرایشی و روکش ها مناسب باشند. مواد در مقیاس نانو، رفتار کاملا”متفاوت، نامنظم و کنترل نشده ای از خود بروز می دهند. با کوچکتر شدن ذرات خواص آنها تغییر خواهد کرد. مثلاً فلزات سخت تر و سرامیک نرم تر می شود. برخی از ویژگی های نانو ذرات در جدول(۱-۱) به طور خلاصه آمده است:
جدول(۱-۱) برخی ازویژگی های نانو ذرات
خصوصیات
مثال
فرم در حال بارگذاری ...
