سفارش تبلیغ
صبا

دنیای فناوری و اطلاعاتpolymer (شیمی.نانو.مکانیک.پلاستیک.لاستیک.)


وبلاگ شخصی محمدعلی مقامی
لحظه های آبی
پرسه زن بیتوته های خیال
یک کلمه حرف حساب
کانون فرهنگی شهدا
مهندسی پلیمر(کامپوزیت.الاستومر. پلاستیک.چسب ورزین و...)
بی عشق!!!
عاشقان
هو اللطیف
عاشق آسمونی
روانشناسی آیناز
داشگاه آزاد دزفول
.: شهر عشق :.
بانک اطلاعاتی خودرو
فقط عشقو لانه ها وارید شوند
پتی آباد سینمای ایران
منطقه آزاد
● بندیر ●
رازهای موفقیت زندگی
نور
توشه آخرت
%% ***-%%-[عشاق((عکس.مطلب.شعرو...)) -%%***%%
عشق الهی: نگاه به دین با عینک محبت، اخلاق، عرفان، وحدت مسلمین
مُهر بر لب زده

محمد قدرتی Mohammad Ghodrati
گروه اینترنتی جرقه داتکو
نهِ/ دی/ هشتاد و هشت
راه های و فواید و تاثیر و روحیه ... خدمتگذاری
ایـــــــران آزاد
پزشک انلاین
این نجوای شبانه من است
رویابین
* روان شناسی ** ** psychology *
حباب زندگی
ثانیه
دست نوشته
در تمام بن بستها راه آسمان باز است
مهندسی متالورژِی
دوزخیان زمین
پایگاه اطلاعاتی و کاربردی شایگان
mansour13
آخرین روز دنیا
به دلتنگی هام دست نزن
حقوق و حقوقدانان
هامون و تفتان
قلب خـــــــــــــــــــــــــــاکی
کشکول
وبلاگ تخصصی مهندسی عمران
خبرهای داغ داغ
باران کوثری
عشق صورتی
دنیای بهانه
عشق طلاست
خانه اطلاعات
من هیچم
قدرت ابلیس
غلط غولوت
انجمن مهندسان ایرانی
just for milan & kaka
چالوس و نوشهر
نامه ی زرتشت
دنیای واقعی
تارنما
سامانتا
دختر و پسر ها وارد نشند اینجا مرکز عکس های جدید ودانلوده
محرما نه
موتور سنگین ... HONDA - SUZUKI ... موتور سنگین
ماهیان آکواریمی
قدرت شیطان
.... تفریح و سرگرمی ...
عد ل
راز و نیاز با خدا
عاشقان میگویند
جزیره ی دیجیتالی من
خلوت تنهایی
پرسش مهر 9
نـــــــــــــــــــــــــــــور خــــــــــــــــــــــــــــدا
اس ام اس عاشقانه
طوبای طوی
قلم من توتم من است . . .
منتظران دل شکسته
محمدرضا جاودانی
روح .راه .ارامش
اهلبیت (ع)
::::: نـو ر و ز :::::
باور
در سایه سار وحدت
چشمای خیس من
جالبــــــــــات و ....
دنیای پلیمر
کسب در آمد از اینترنت
سخنان برگزیده دکتر شریعتی
شناسائی مولکول های شیمیائی
بانک اطلاعات نشریات کشور
استاد سخن پرداز
لینکستان
سایت تخصصی اطلاع رسانی بازیافت
صنعت خودرو
پلیمرهای نوری
انجمن های تخصصی مهندسی پزشکی
سایت تخصصی پلیمر
مهندسی صنایع پلیمر
فرشته ای در زمین
نجوا
مجلات دانش پلیمر
امام رضا
سکوت شب
برای آپلود مطلب اینجا را کلیک کنید
وبلاگ تخصصی گزارش کار های آزمایشگاه
پشت خطی
بانک اطلاعات نشریات کشور
کتابخانه عرفانی ما
فناوری
بهترین سایت دانلود رایگان
آگهی رایگان صنایع شیمیایی
امار لحظه به لحظه جهان
محاسبه وزن ایده ال
کتابخانه مجازی ایران
مرکز تقویم
عکس هایی از سرتاسر جهان
سایت اطلاعات پزشکی
موتور ترجمه گوگل
پایگاه اطلاع رسانی شغلی

اولین دانشنامه نرم افزار ایران
بانک مقالات روانشناسی
جدول
اپلود عکس
اوقات شرعی
ضرب المثل ها وحکایت ها
متن فینگیلیش بنویسید و به فارس
دانلود نرم افزار
سایت تخصصی نساجی
طراح سایت
مرجع اختصاصی کلمات اختصاری
کتابخانه مجازی ایران
کتابخانه مجازی ایران
کتابخانه مجازی ایران
کتابخانه مجازی ایران
کتابخانه مجازی ایران
این چیه؟
معماری


هوای پاک با فناوری نانو
افزایش مشکل دی اکسید کربن در هوا یکی از مشکلات اساسی در سطح جهان است. امید می رود که با استفاده از کشف منابع جدید روزی برسد که از مصرف سوخت های فسیلی بی نیاز شویم و در هوایی عاری از دی اکسید کربن و انواع آلودگی ها تنفس کنیم. فناوری نانو از جمله فناوریهایی است که به کمک حل این مسئله آمده است و این امکان را به وجود آورده است تا به سوی ساخت انرژیی ارزان تر و پاکیزه تر از سوخت های فسیلی نزدیک شویم.


محققان در دانشگاه ملی اوک ریج موفق به ساخت نانوکریستالی شده اند که ما را در داشتن هوایی پاک تر کمک می کنند. نانوکریستال درست مانند یک کاتالیزور عمل می کند، هنگامی که دی اکسید کربن هوا بر روی این نانوکریستال که دارای کادمیوم، سیلینیوم و ایدیوم است می نشیند، یک الکترون به دی اکسید کربن می دهد تا در مجاورت سایر اجزای دود واکنش نشان دهد و بی ضرر شود. اگر فیلترهای متشکل از این نانوکریستال ها را بتوان با قیمت مناسب تری ساخت و آنها را در دودکش ها نصب کرد می توان تا حد زیادی از انتشار و خروج دی اکسید کربن در هوا جلوگیری کرد.
ذره معلق مضرر دیگری که دانشمندان امیدوارند تا با استفاده از نانوکریستال بتوانند آنرا خنثی و یا از بین ببرند، بخار جیوه است. تجهیزاتی که با زغال سنگ کار می کنند از مهمترین عوامل تولید بخار جیوه و انتشار آن در هوا هستند. یک روش جلوگیری از انتشار جیوه، استفاده از نانوکریستال های اکسید تیتانیوم است که بخار جیوه را می توانند به اکسید جیوه جامد تبدیل نمایند.
اگر تاکنون در ترافیک در مجاورت اگزوز و یا دود اتوبوس و یا یک کامیون قرار گرفته باشید حتما اکسید نیتروژن را استشمام کرده اید. موتورهای دیزلی (گازوئیل سوز) از جمله مهمترین منابع آلوده کننده هوا با اکسیدهای نیتروژن می باشند



 


منبع:http://www.hamed2009.blogfa.com



ارسال شده در توسط جواد ابراهیم پور

 

 

 

یک حفره سیاه فضایی، جسمی است که سرعت گریز آن بیشتر از سرعت نور باشد. سرعت گریز، به حداقل سرعتی گفته میشود که یک جسم باید دارا باشد تا بتواند از جاذبه جسم دیگری بگریزد. برای گریز از نیروی جاذبه زمین، سرعت یک جسم باید به بیش از 40،000 کیلومتر در ساعت برسد. اما برای گریز از حفرة سیاه، سرعت جسم باید به بیش از سرعت نور که حدود 300،000 کیلومتر در ثانیه است برسد، یعنی سرعت آن، بیش از یک میلیارد و هشتاد میلیون کیلومتر در ساعت باشد.

برای رسیدن به چنین سرعتی، بطور طبیعی، یک مشکل وجود دارد، و آن این است که فقط نور چنین سرعتی دارد. چیزهایی که مثل انسان و سفینة فضائی از ماده ساخته شده اند، حتی نمی توانند حدود آن سرعت را داشته باشند. به همین دلیل، هیچ چیزی نمی تواند از حفره سیاه بگریزد. اگر نور نتواند از حفره سیاه بگریزد، این بدین معنی است که ما قادر به دیدن آن نخواهیم بود و در نتیجه، نمی توانیم بفهمیم که چه چیزی در حفره سیاه اتفاق میافتد. در حقیقت عقاید ما در مورد حفرههای سیاه از تئوری کلی نسبیت آلبرت انیشتین منشاء میگیرد. برای دانشمندان مسلم است که داخل یک حفره سیاه فعل و انفعالات فیزیکی ناشناخته زیادی انجام میگیرد.

حفرههای سیاه بازمانده از ستارگان عظیمی هستند که سوختشان به اتمام رسیده و به اصطلاح مرده اند. البته، فقط ستارگانی که حجم آنها بیش از سه برابر خورشید خودمان است، حفرههای سیاه بوجود میآورند. بعضی از این ستارگان عظیم، منفجر شده و بصورت یک "سوپر نوا"ی درخشان در میآیند. بعضی سوپر نواها، بطور کامل منفجر شده و چیزی از خود باقی نمی گذارند. اما بعضی دیگر در مرکز خودشان فرو میریزند و همه مواد در آنها با هم محکم برخورد کرده و به هم می چسبند. بستگی به اینکه مرکز آنها چقدر عظیم و حجیم باشد، سوپر نواها تبدیل به نوترون شده و یا تبدیل به حفرههای سیاه میشوند.

به این خاطر که ما نمیتوانیم خود حفرههای سیاه را ببینیم، ممکن است فکر کنیم که پیدا کردن آنها غیر ممکن است. اما به کمک فنآوریهای ستاره شناسی، اولین آنها در سال 1972 میلادی کشف شد. نام این حفره Cyghus x-1 و متعلق به کهکشان راه شیری است. با وجود اینکه خود حفرههای سیاه دیده نمیشوند، اما تاثیر قوة جاذبه عظیم آنها بر ستارههای نزدیکشان را میتوان بررسی کرد. همیشه یک ستاره، با سوپر نوا جفت میشود و گازهای حاصل از آن ستاره بصورت مارپیچ به داخل سوپر نوا بلعیده میشوند. حرکت مارپیچی گازها، تصویر یک حفره سیاه را در مرکز سوپر نوا بوجود میآورد و بدین جهت است که آن را حفره سیاه مینامند.

 

منبع:http://www.mrh.ir/content-183.html


ارسال شده در توسط جواد ابراهیم پور

یکی ازپژوهشگران پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با به کارگیری فن‌آوری نانو موفق به فرمول بندی مختلفی از کامپوزیت‌های الاستومری پلی یورتان بر پایه خاک رس شد.

به گزارش ایسنا،  مهندس فریدون نیا در این خصوص گفت: در این طرح فرمول بندی‌های مختلفی از کامپوزیت‌های الاستومری پلی یورتان و مواد نانو خاک رس، طراحی و ساخته شد و با بررسی دو روش تولید (پلیمر شدن درجا و در همرفتگی مذاب) و متغیرهای فرایند، شیوه‌های بهینه برای دستیابی به ساختار نانو تعیین شد که نتایج حاصل از این طرح در صنایع مختلفی قابل استفاده خواهد بود.


وی خاطرنشان کرد: فن‌آوری نانو و تولید مواد در ابعاد نانومتری موضوع تحقیقات جذابی است که توجه بسیاری را به خود معطوف داشته است. نانو کامپوزیت‌های پلیمری نیز به عنوان یکی از شاخه‌های این فن‌آوری جدید، اهمیت بسیاری یافته‌اند و یکی از شاخه‌های تحقیقاتی فعال به شمار می‌آید.


مهندس فریدون نیا با اشاره به مزایای بهره‌بری از خاک‌های رس، خاطر نشان کرد: خاکهای رس به دو دلیل برای مصرف در ساخت نانوکامپوزیت‌ها بسیار مناسبند، اول این که این مواد در طبیعت یافت می‌شوند و از نظر کانی‌شناسی خلوص بالایی داشته و دارای قیمت پایین تری هستند و دوم این که ساختار شیمیایی آنها به گونه‌ای‌ است که با انجام اصلاحات شیمیایی سطحی با پلیمرهای آلی سازگار می‌شوند.


وی با بیان این که خاک رس طبیعی و سیلیکات‌های لایه‌یی مصنوعی به صورت موفقیت آمیزی در تهیه نانوکامپوزیت‌های پلیمری تجاری مورد استفاده قرار گرفته‌اند، افزود: کشور ما دارای مناطق آب و هوایی گوناگون است و خوشبختانه انواع مختلف خاک رس به وفور در آن یافت می‌شود، در این صورت ارزش واقعی طرح‌هایی که بتوانند خاک رس ارزان قیمت را به خاک رس عالی با قیمت مناسب و در نهایت نانوکامپوزیت‌هایی با خواص عالی تبدیل کند، کاملا روشن است.


مهندس فریدون نیا همچنین در خصوص مزایای کاربرد نانو کامپوزیت‌های پلیمر ــ خاک رس، خاطر نشان کرد: یکی از کاربردهای نانو کامپوزیت پلیمر - خاک رس، تاخیر انداختن شعله (FLAME RETARDANCY) یا کاهش سرعت سوختن است.‌علاوه بر این که تهیه این نوع از کامپوزیت‌ها برخی خواص فیزیکی ــ مکانیکی را نیز بهبود می‌بخشد.


وی ادامه داد: این محصول در کفپوش‌ها، عایقها و پانل‌های ساختمانی،‌اسفنجها (فوم‌ها) و قطعات مختلف خودرو، کشتی، هواپیما و صنایع نظامی قابل استفاده است.


این دانشجوی کارشناسی ارشد، کاهش عبور پذیری گازهای مختلف را از دیگر مزایای استفاده از نانو کامپوزیت‌های پلیمر ــ خاک رس عنوان و خاطرنشان کرد: کاهش عبور پذیری گازهای مختلف مانند اکسیژن، بخار آب و دی اکسید کربن نیز از جمله مزایای بهره‌گیری از این نانو کامپوزیت‌ها است؛ علاوه بر این که مقاومت حرارتی نانوکامپوزیت از پلیمر اولیه و دمای تخریب بالاتر است.


وی در پایان با ابراز امیدواری نسبت به تولید پلی یورتان در صنایع پتروشیمی کشور در آینده‌ای نزدیک، اظهار داشت: طرح تولید دی ایزوسیانات‌های MDI و TDI در آینده در پتروشیمی کارون مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد که با توجه به وجود بازار رقابتی، لازم است عرضه محصولات پتروشیمی همگام با تکنولوژی روز باشد.
http://mahdihashemi.blogfa.com/
.bananews.ir/
ارسال شده در توسط ملیحه ماندنی پور

محققان آمریکایی روشی برای مطالعه نواقص سطح نانوذرات یافته‌اند؛ تصور بر این است که این نواقص برای فعالیت کاتالیزوری بسیار مهم هستند.

نانوذرات فلزی در بسیاری از فعالیت‌های کاتالیزوری، از جمله مبدل‌های مورد استفاده در خودرو اهمیت به سزایی دارند. برای توسعه این کاتالیزورها باید بدانیم در سطح اتمی آنها چه اتفاقی می‌افتد. میگل خوزه یاکامن و همکارانش در دانشگاه تگزاس در اوستین دریافته‌اند که با استفاده از روش‌های میکروسکوپی و مدلسازی رایانه‌ای می‌توانند نسبت به قبل، جزئیات بسیار بیشتری از نواقص سطح نانوذرات به دست آورند.

در این روش از TEM تصحیح شده عدم انطباق کانونی، که از یک نرم‌افزار برای تصحیح اعوجاج‌های ایجاد شده توسط لنز میکروسکوپ بهره می‌برد، استفاده می‌شود. این کار امکان تصویربرداری از اتم‌ها در شرایط غیرمعمول (مثلاً در نواقص سطحی) را فراهم می آورد که با استفاده از TEM معمولی امکان‌پذیر نیست.

این گروه پژوهشی از روش خود برای مطالعه نانوذره طلا-پالادیوم استفاده کرده و مشاهده نمودند که نه تنها این نانوذره یک تک‌بلور است، بلکه از سه لایه کروی مجزا با نسبت‌های متفاوت از این دو فلز تشکیل شده است. آنها همچنین دانسیته الکترونی را در طول محورهای مختلف اطراف این نانوذره به دست آوردند. این پژوهشگران با مقایسه این داده‌ها با مدلسازی رایانه‌ای دریافتند که این نانوذره دارای پستی و بلندی، گوشه، و پیچ و تاب روی سطح خود می‌باشد. خوزه می‌گوید مطالعات آنها نشان می‌دهد که «سطح این ذره در مقیاس اتمی نسبتاً ناهموار است». او می‌افزاید به احتمال زیاد سطح پله‌ای این ذره نقش بسیار مهمی در فعالیت کاتالیزوری آن ایفا می‌کند.

دیوید کوکاین استاد شیمی مواد در دانشگاه آکسفورد انگلیس درباره این پژوهش بسیار هیجان‌زده شده و می‌گوید : «این کار قابلیت بسیار بالای TEM تصحیح شده عدم انطباق کانونی را برای مطالعه ساختارهای نانوماده‌ای پیچیده و از نظر فنی، مهم را نشان می‌دهد».

لوئیس لیز مارتین، متخصص نانوذرات از دانشگاه ویگو در اسپانیا این نظر را تأیید کرده و می‌گوید: «این کار یک پیشرفت عمده در زمینه استفاده از میکروسکوپی الکترونی برای مطالعه نانوذرات به شمار می‌آید».



ارسال شده در توسط جواد ابراهیم پور

محققان سوئدی و ژاپنی موفق به ساخت نوع جدیدی کاغذ شده اند که در صورت کشیده شدن مقاومتی در حد ورق‌های آهن دارد. این ماده جدید که نانو کاغذ سلولزی نامیده شده است از ذرات بسیار ریز سلولز ساخته می‌شود و امکان افزایش کاربردهای کاغذ به‌عنوان ماده‌ای جهت ساخت و ساز و موارد دیگر را فراهم می کند.

در این مطالعه گزارش شده که سلولز به‌عنوان ماده‌ای که بطور گسترده از منابع گیاهی به دست می‌آید این قابلیت را دارا است که جهت استفاده در کامپوزیت‌ها و نیز سایر محصولات به‌عنوان ماده ای سبک ومحکم استفاده شود. اگر چه کامپوزیت‌های مبتنی بر سلولز دارای استحکام بالایی هستند اما محصولات موجود در صورت کشیدن، شکننده و قابل از هم گسیختن هستندکه با انجام این مطالعه راه حل مناسبی جهت رفع این شکل ارائه گردیده است.

جهت این منظور خمیر چوب بایستی در مجاورت مواد شیمیایی خاصی قرار گیرد تا نانو کاغذهای سلولزی تولید گردند. این مطالعه نشان داد که نیروی کشش این محصول جدید یا به‌عبارتی مقاومت آن در برابر پاره شدن از ورق آهن نیز بیشتر است. حتی امکان تنظیم قدرت کاغذ با تغییر ساختار درونی آن نیز وجود دارد.

نتایج این مطالعه در مجله ACS Biomacromoleculs منتشر شده است.



ارسال شده در توسط جواد ابراهیم پور

غشایی از جنس نانوکامپوزیت‌ ساخته شد.

 
 

آناهید ثابت‌قدم اصفهانی، محقق ایرانی گفت: در این پژوهش با استفاده از موادی که هم پلیمر و هم نانوذره بودند در نهایت یک غشایی را ساختیم.
وی افزود: این نانوذره‌های کامپوزیت را در ساختار پلیمر سنتز کردیم و برای جداسازی مایعات از آنها استفاده کردیم. نوآوری که این طرح پژوهشی داشت علاوه بر استفاده از خود نانوکامپوزیت‌ها در این طرح، جداسازی سنتز این نانوذرات در ساختار پلیمر است.
ثابت‌قدم اصفهانی تصریح کرد: هدف از انجام این طرح این بود تا از نانوتکنولوژی در سنتز غشا استفاده کنیم و به کار بردن این تکنولوژی در ساخت غشا که کمتر استفاده می‌شود را آغاز کنیم و از کاربردهای هم‌بعدی نانوکامپوزیت‌ها را که هم ساختار پلیمری با خواص پلیمری و هم ساختار غیرآلی با خواص مواد غیرآلی دارد استفاده کنیم.
وی گفت: پلیمرهایی که به صورت خالص استفاده می‌شود مقاومت زیادی ندارند اما هنگامی که نانوذرات کامپوزیت را به آن اضافه می‌کنیم مقاومت مکانیکی پیدا می‌کند.
این محقق افزود: با ساخت و تهیه آزمایشگاهی غشا از نانوکامپوزیت‌ها، می‌توانیم جداسازی غشا که معمولاً انرژی‌بر و پر هزینه است را با هزینه کمتر انجام دهیم.



ارسال شده در توسط جواد ابراهیم پور

به همت محققان ایرانی امکان ساخت هواپیماهایی با بدنه‌ نانوکامپوزیتی ایجاد شد.

 
 
 
 
 
 نانوپودرهای کامپوزیتی آلومینا ـ زیرکونیا برای استفاده در ساخت هواپیما توسط محققان دانشگاه تربیت مدرس سنتز شد.
 

 نانوپودر آلومینا ـ زیرکونیا با روش‌های متفاوتی همچون آسیاب خشک یا تر مخلوط پودرهای آلومینا و زیرکونیا، سل ـ ژل و روش‌های ماده اولیه مایع تهیه می‌شود. محققان دانشگاه تربیت مدرس از روش سل ـ ژل بهره گرفته‌اند. زیرا در روش‌های متداول مانند روش آسیاب خشک یا تر، حضور مخلوط ناهمگن ذرات و میکروساختار غیر یکنواخت اجتناب‌ناپذیر است.
همچنین روش سل ـ ژل نسبت به سایر روش‌های متداول مزیت‌هایی دارد که می‌توان به حصول نانوپودرهای کامپوزیتی همگن، کاهش درجه حرارت سینترینگ، افزایش ساختار دانه ریز و سادگی و صرفه اقتصادی اشاره کرد.
ایوب تعاونی گیلان مجری این طرح سیستم آلومینا ـ زیرکونیا را یکی از نانوکامپوزیت‌های سرامیکی سودمند دانست و گفت: این نانوکامپوزیت به دلیل خصوصیات مکانیکی عالی شامل استحکام، چقرمگی، مقاومت به خوردگی و پایداری گرمایی و شیمیایی، به طور گسترده‌ای در ساخت بدنه هواپیما، ابزارهای برشی، ادوات زرهی، قطعات با استحکام بالا، پره‌های توربین و قالب‌ها یا اجزای مصنوعی طبی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در سیستم آلومینا ـ زیرکونیا، ساختار و خصوصیات کامپوزیت نهایی به خصوصیات نانوپودر تهیه شده مانند همگنی، توزیع اندازه ذرات و خلوص آن بسیار وابسته است. از این رو، پژوهشگران روی کاهش اندازه ذرات پودر کامپوزیتی اولیه و نیز مورفولوژی دانه نهایی در ریزساختار متمرکز شده‌اند.
به گفته مهندس تعاونی، پژوهشی با هدف رسیدن به نانوپودری همگن با سایز نانو و سطح ویژه بالا که توانایی سینترینگ بسیار بالایی داشته و بتواند زیرکونیای موجود در نانوپودر را در فاز تتراگونال تثبیت کند و بدین وسیله خاصیت چقرمگی و استحکام بالای نانوکامپوزیت ساخته شده را افزایش دهد، انجام شده است.
در این پژوهش، نانوپودرهای آلومینا – زیرکونیا با درصدهای متفاوت زیرکونیا با استفاده از مواد اولیه آلکوکسیدی با روش سل - ژل سنتز شدند. در نهایت، ژل‌های خشک شده بدست آمده، تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند.
عضو هیئت علمی دانشگاه جامع علمی-کاربردی استان کرمانشاه توضیح داد: آنالیزهای BET نشان دادند که افزایش درصد زیرکونیا باعث کاهش سطح ویژه و افزایش سایز حفره‌ای ذرات می‌شود. همچنین با افزایش درصد زیرکونیا، گذار فازی آلومیناهای انتقالی به فاز پایدار آلفا - آلومینا به درجه حرارت‌های بالاتر انتقال پیدا می‌کند. همچنین آنالیز SEM حاکی از آن بود که نانوپودرهای به دست آمده تقریباً کروی شکل بوده و اندازه‌ای بین 75-15 نانومتر دارند.
جزئیات این پژوهش که به عنوان بخشی از پروژه کارشناسی ارشد ایوب تعاونی گیلان با راهنمایی احسان طاهری نساج و همکاری آخوندی در دانشگاه تربیت مدرس انجام شده، در مجله Journal of Non-Crystalline Solids (جلد 355، صفحات 316–311، سال 2009) منتشر شده است.

ارسال شده در توسط جواد ابراهیم پور


فناوری‌نانو واژه‌ای است کلی که به تمام فناوری‌های پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق می‌شود. معمولاً منظور از مقیاس نانوابعادی در حدود 1nm تا 100nm می‌باشد. (1 نانومتر یک میلیاردیم متر است).
اولین جرقه فناوری نانو (البته در آن زمان هنوز به این نام شناخته نشده بود) در سال 1959 زده شد. در این سال ریچارد فاینمن طی یک سخنرانی با عنوان «فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد» ایده فناوری نانو را مطرح ساخت. وی این نظریه را ارائه داد که در آینده‌ای نزدیک می‌توانیم مولکول‌ها و اتم‌ها را به صورت مسقیم دستکاری کنیم.
واژه فناوری نانو اولین بار توسط نوریوتاینگوچی استاد دانشگاه علوم توکیو در سال 1974 بر زبانها جاری شد. او این واژه را برای توصیف ساخت مواد (وسایل) دقیقی که تلورانس ابعادی آنها در حد نانومتر می‌باشد، به کار برد. در سال 1986 این واژه توسط کی اریک درکسلر در کتابی تحت عنوان : «موتور آفرینش: آغاز دوران فناوری‌نانو»بازآفرینی و تعریف مجدد شد. وی این واژه را به شکل عمیق‌تری در رساله دکترای خود مورد بررسی قرار داده و بعدها آنرا در کتابی تحت عنوان «نانوسیستم‌ها ماشین‌های مولکولی چگونگی ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد.

تعریف فناوری نانو از منابع مختلف
یک نانومتر یک هزارم میکرون است و اگر بخواهیم احساس فیزیکی نسبت به آن داشته باشیم می‌توان گفت که یک نانومتر 80000/1قطر موی انسان می‌باشد اما این تعریف مقیاس نانو، نمی تواند مقایسه درستی باشد چرا که ضخامت موی انسان با توجه خصوصیات فردی هرانسان از چند ده میکرومتر تا چند صدمیکرومتر متغیر می‌باشد.
بنابراین نیاز به یک استاندارد برای بیان مفهوم مقیاس نانو وجود دارد. با ایجاد ارتباط میان اندازه اتم‌ها و مقیاس نانو می‌توان یک نانومتر را راحت‌ترتصورکرد. یک نانومتر برابر قطر 10 اتم هیدروژن و یا 5 اتم سیلسیم می‌باشد. درک این موضوع برای افراد معمولی نیز راحت‌تر می‌باشد. علی‌رغم اینکه درک اندازه یک اتم برای افراد غیرعلمی ساده نمی‌باشد، با اینحال اندازه دقیق اتم برای فهماندن این مقیاس زیاد اهمیت ندارد. چیزی که با این تشابه مشخص می‌شود، این است که نانوفناوری

عبارت است از:
دستکاری کوچکترین اجزاء ماده یا اتم‌ها

1. Merriam-Webster"s Collegiate Dictionary
2. Engines of Creation
3. The About.com
4. Webopedia"s definition of nanotechnology
5. Whatisit.com
6. NNI)nano.gov)

Merriam-Webster"s Collegiate Dictionary definition:
nano•tech•nol•o•gy
Pronunciation: "na-nO-tek-"n?-l&-jE
Function: noun
Date: 1987
: the art of manipulating materials on an atomic or molecular scale especially to build microscopic devices (as robots).

فناوری نانو عبارت است از هنر دستکاری مواد در مقیاس اتمی یا مولکولی و به خصوص ساخت قطعات و لوازم میکروسکوپی (مانند روبات‌های میکروسکپی)

Engines of Creation Glossary:
Nanotechnology - technology based on the manipulation of individual atoms and molecules to build structures to complex, atomic specifications.

فناری نانو فناوری است که بر پایه دستکاری تک‌تک اتم‌ها و مولکول‌ها استوار است بدین منظور که بتوان ساختاری پیچیده را با خصوصیات اتمی تولید کرد.

The About.com definition at the physics portal:
Nanotechnology Definition: The development and use of devices that have a size of only a few nanometres. Research has been carried out into very small components, which depend on electronic effects and may involve movement of a countable number of electrons in their action. Such devices would act faster than larger components. Considerable interest has been shown in the production of structures on a molecular level by suitable sequences of chemical reactions. It is also possible to manipulate individual atoms on surfaces using a variant of the atomic force microscope.

تعریف فناوری نانو: توسعه و استفاده از ادوات و قطعاتی که اندازه آنها تنها چند نانومتر است. تحقیق بر روی قطعات و ادوات بسیار کوچک که خواصشان به خواص الکترونیکی این قطعات وابسته است و خواص الکتریکی آنها احتمالاً متأثر از حرکت تعداد معدودی الکترون در طی عملکرد قطعه می‌باشد. این ادوات، سریع‌تر از ادوات بزرگتر عمل می‌کنند. مسأله قابل توجه این است که می‌توان چنین ساختارهای در ابعاد مولکولی را به کمک انتخاب مناسب مراحل واکنش‌های شیمیایی تولید کرد. همچنین می‌توان چنین ساختارهایی را از طریق دستکاری اتم‌ها روی سطح به وسیله میکروسکوپ‌های نیروی اتمی بدست آورد.

Webopedia"s definition of nanotechnology A field of science whose goal is to control individual atoms and molecules to create computer chips and other devices that are thousands of times smaller than current technologies permit. Current manufacturing processes use lithography to imprint circuits on semiconductor materials. While lithography has improved dramatically over the last two decades -- to the point where some manufacturing plants can produce circuits smaller than one micron (1,000 nanometers) -- it still deals with aggregates of millions of atoms. It is widely believed that lithography is quickly approaching its physical limits. To continue reducing the size of semiconductors, new technologies that juggle individual atoms will be necessary. This is the realm of nanotechnology.Although research in this field dates back to Richard P. Feynman"s classic talk in 1959, the term nanotechnology was first coined by K. Eric Drexler in 1986 in the book Engines of Creation.In the popular press, the term nanotechnology is sometimes used to refer to any sub-micron process, including lithography. Because of this, many scientists are beginning to use the term molecular nanotechnology when talking about true nanotechnology at the molecular level.

شاخه‌ای از علوم که هدف نهایی آن کنترل بر روی تک‌تک اتم‌ها و مولکول‌ها می‌باشد تا بتوان به کمک آن تراشه‌های کامپیوتری و سایر ادواتی تولید کرد که هزاران بار کوچکتر از ادوات فعلی باشند که فناوری امروز امکان ساخت آنها را برای ما فراهم آورده است. در فناوری فعلی تولید مدارات نیمه هادی از روش لیتوگرافی برای ایجاد طرح مدار بر روی مواد نیمه هادی استفاده می‌شود. پیشرفت شگرفی که در لیتوگرافی طی 2 دهه اخیر رخ داده است به ما این امکان را می‌دهد که با بهره‌گیری از دستگاه‌های جدید بتوانیم مداراتی کوچکتر از 1 میکرون (1000 نانومتر) را تولید کنیم. البته باید توجه داشت که این مدارات هنوز از میلیون‌ها اتم تشکیل شده‌اند. بیشتر دانشمندان بر این باور هستند که لیتوگرافی به مرزهای محدودکننده فیزیکی خود نزدیک شده است. بنابر این برای کوچکتر کردن اندازه نیمه‌هادی‌ها می‌بایست از فناوری‌های جدیدی که می‌توانند تک‌تک اتم‌ها را سازماندهی کنند، استفاده کرد و طبعاً چنین فناوری جزء محدوده فناوری نانو محسوب می‌شود. اگر چه تحقیق در زمینه فناوری نانو به زمانی باز می‌گردد که ریچاردپی فاینمن طی سخنرانی کلاسیک خود در سال 1959 به این فناوری اشاره کرد اما عبارت فناوری نانو اولین بار توسط کی‌اریک درکسلر در سال 1986 در کتابی از وی با عنوان موتورهای آفرینش بسط داده شد. در مقالات و نوشته های عمومی واژه فناوری نانو گاهی به هر فرآیند کوچکتر از اندازه‌های میکرون اطلاق می‌گردد که می‌تواند فرآیند لیتوگرافی را نیز شامل شود. به خاطر همین بسیاری از دانشمندان هنگامی که می‌خواهند درباره فناوری نانو به معنی واقعی و علمی کلمه صحبت کنند از آن به عنوان فناوری نانومولکولی یاد می‌کنند که به معنی فناوری نانو در ابعاد مولکولی می‌باشد.

Whatisit.com definition: Nanotechnology, or, as it is sometimes called, molecular manufacturing, is a branch of engineering that deals with the design and manufacture of extremely small electronic circuits and mechanical devices built at the molecular level of matter. The Institute of Nanotechnology in the U.K. expresses it as "science and technology where dimensions and tolerances in the range of 0.1 nanometer (nm) to 100 nm play a critical role." Nanotechnology is often discussed together with micro-electromechanical systems (MEMS), a subject that usually includes nanotechnology but may also include technologies higher than the molecular level. (click the link for entire definition)

فناوری نانو که گاه به آن فناوری ساخت مولکولی نیز گفته می‌شود، شاخه‌ای از مهندسی است که با طراحی و ساخت مدارات الکترونیکی و اداوات مکانیکی بسیار کوچک (در ابعاد مولکولی) سر و کار دارد. پژوهشگاه فناوری نانو انگلستان تعریف فناوری نانو را بدین گونه بیان می‌کند: قلمروی از علم و فناوری که به ابعاد و تلورانس‌های 1/0 تا 100 نانو مترمی‌پردازد در جایی که این ابعاد و یا تلورانس‌ها بتوانند نقش مهمی در خواص قطعه ایفاء کنند.
بحث فناوری نانو اغلب مشابه بحث سیستم‌های میکرو مکانیکی- الکترونیکی می‌باشد(MEMS) .
در واقع فناوری نانو زیر مجموعه MEMS است و MEMS به فناوری‌های بزرگتر از ابعاد مولکولی (ابعاد نانو) نیز می‌پردازد.

NNI definition
National Nanotechnology Initiative (nano.gov)

What is Nanotechnology?
While many definitions for nanotechnology exist, the NNI calls it "nanotechnology" only if it involves all of the following:

1. Research and technology development at the atomic, molecular or macromolecular levels, in the length scale of approximately 1 - 100 nanometer range.

2. Creating and using structures, devices and systems that have novel properties and functions because of their small and/or intermediate size.

3. Ability to control or manipulate on the atomic scale.

نانوتکنولوژی چیست ؟
در حالی که تعاریف زیادی برای فناوری نانو وجود دارد ، ‌‌NNI تعریفی را برای فناوری نانو ارائه می دهد که در برگیرنده هر سه تعریف ذیل باشد.
1- توسعه فناوری و تحقیقات در سطوح اتمی ، مولکولی و یا ماکرومولکولی در مقیاس اندازه ای 1 تا 100 نانومتر.
2 – خلق و استفاده از ساختارها و ابزار و سیستمهایی که به خاطر اندازه کوچک یا حد میانه آنها، خواص و عملکرد نوینی دارند .
3 – توانایی کنترل یا دستکاری در سطوح اتمی .

محلول های مغناطیسی نانو

محلول‌های مغناطیسی یکی از شاخه‌های فناوری نانو است که کمتر از دیگر شاخه‌های نانو به آن پرداخته شده‌است، ولی به تازگی کاربردهای جدیدی برای آن یافت شده است

محلول‌های مغناطیسی (Ferro fluid) از ذرات بسیار ریز کلوییدی ( درحدود100 - 10 نانومتر ( m 9- 10) ) از جنس فلزاتی که خاصیت مغناطیسی دارند(مانند آهن و کبالت) به حالت سوسپانسیون در مایعی ، ساخته میشوند . پخش‌ کردن ذرات در مایع را می توان به کمک یک واکنش شیمیایی انجام ‌داد. ذرات پخش شده در مایع به علت ریز بودن به صورت کلوئیدی هستند ولی پس از گذشت مدت زمان نسبتاً کوتاهی به هم پیوسته و ذرات بزرگتری را تشکیل می‌دهند ، که در ا ین صورت حالت کلوییدی آن از بین رفته ، ذرات در محلول ته ‌نشین شده و خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند .
هر قدر که ذرات ریزتر باشند ، محلول خاصیت مغناطیسی بهتری از خود نشان می‌دهد. به این علت است که در هنگام تولید ، موادی با نام " سورفاکتانت " به محلول اضافه می‌شود که روی دیواره‌های آن را می پوشاند و مانع از به هم پیوستن و بزرگ شدن ذرات می‌شود و ذرات با گذشت زمان خاصیت خود را از دست نمی‌دهند.


سورفکتانت ها :
کلمه سورفکتانت مخلوطی از “Surface active agent “ می باشد . سورفکتانتها معمولا ترکیباتی آلی هستند که دارای گروههای آبدوست که نقش دم و دنباله را دارد و گروههای آبگریز که نقش سر را دارد می باشند بنابراین معمولا به طور ناچیز در آب و حلالهای آلی حل می شوند.
وجود طبیعت دوگانه سبب ویژگیهای خاصی در این مولکول ها می شود به طوریکه می توانند در آب حل شده و در سطح مشترک آب – هوا یا بین دو سطح از دوفاز مختلف تجمع یافته و سبب کاهش کشش سطحی شوند. به طور نمونه در مورد بالاسورفکتانت ها ، از یکی از دو سرشان به کلویید متصل شده و از سر دیگر به محلول نزدیک اند، بنابراین سرهایی که در محلول قرار دارند همنام بوده و سبب دافعه بین کلوییدها می شود . در نتیجه از تجمع و به هم پیوستن آنها ممانعت نموده و محلول خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می کند.
سورفکتانتها نقش مهمی در بسیاری از کاربرد ها عملی و محصولات بازی میکند مثلا : شونده ها - امولسیون کننده ها - جوهر سازی - کف سازی و ....سورفکتانتها معمولا بوسیله گروههای باردار تقسیم بندی می شوند . سورفکتانتهای غیریونی در قسمت سر خود بی بار هستند. اگر بار منفی باشد سورفکتانت آنیونی و اگر مثبت بود سورفکتانت کاتیونی داریم .. گاهی قسمت سر دارای هر دو بار منفی و مثبت است که به آن آمفوتریک گوئیم .
یک Ferro fluid معمولی ، از %5 جامد مغناطیسی ، %10 سورفاکتانت و % 85 مایع تشکیل شده است. در عصر حاضر نانو تکنولوژی خدمت بسیاری به بشر کرده‌است . در شیمی ، در فیزیک و . . . همچنین در زمینه‌های پزشکی که با ساخت وسایل گوناگون در زمینه‌ی درمان ، انسانها را یاری کرده‌ است . نظریا تی وجود دارد مبنی بر اینکه به کمک این محلول می ‌توان کپسولهایی ساخت و دا روهایی را که برای بخشی از بدن مضر و برای بخشی دیگر مفید است ، به راحتی به محل مورد نظر برسانیم . با این روش که کپسولهایی از این جنس را پراز داروی مورد نظر کنیم و به وسیله‌ی آهنربا به محل مورد نظر برسانیم و در آنجا آنرا تخلیه کنیم .
در چند ساله‌ی اخیر دانشمندان به این عقیده رسیده‌اند که به کمک وارد کردن ا ین محلول به بدن می‌توان سلولهای سرطانی و یا ویروسها ( مثلا ایدز) را از بدن خارج کرد، به صورتی که ا ین ماده آنتی بادی (Anti body) موجود در خون را ( به وسیله بار مثبت آنها ) جذب کرده و آنتی بادی ها هم ویروسها را جذب میکنند که با خارج کردن Ferro fluid به وسیله آهنربا میتوان ویروسها را خارج کرد. ولی متأسفانه هنوز به مرحله‌ی عملی نرسیده‌ است

به غیر از استفاده‌های پزشکی ذکر شده در بالا استفاده‌های صنعتی هم برای این ماده ذکر شده‌است. مثلا در چیپهای مخصوص برای حرکت دا دن یک سیال مشکلاتی وجود دارد چون موتورهایی در آن اندازه‌ی ریز وجود ندارد و اگر هم وجود دارد بسیار پرهزینه است. اما با اضافه کردن مقداری از ا ین محلول به آن سیال می‌توان با نیروی مغناطیسی آن سیال را به حرکت در آورد. مورد دیگر استفاده از این ماده در بلند گو های پر قدرت است .این محلول خاصیت خود را در دماهای بالا ، مثلا در °C 200 یا در دماهای پایین ، مثلا در °C 50- و یا در برابر امواج هسته ای حفظ می کند .


حسگر چیست؟
حسگریک وسیله ی الکتریکی است که تغییرات فیزیکی یا شیمیایی را اندازه گیری می کند وآنها را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل می نماید. حسگرها درواقع ابزار ارتباط ربات با دنیای خارج وکسب اطلاعات محیطی ونیز داخلی می باشند. ویا به طور کلی ابزارهایی هستند که تحت شرایط خاص ازخود واکنشهای پیش بینی شده ومورد انتظار نشان می دهند. شاید بتوان دماسنج را جزء اولین حسگرهایی دانست که بشرساخت .

ساختار کلی یک حسگر:
درطراحی یک حسگر دانشمندان علوم مختلف مانند بیوشیمی، بیولوژی، الکترونیک، شاخه های مختلف شیمی و فیزیک حضوردارند. قسمت اصلی یک حسگرشیمیایی یا زیستی عنصرحسگر آن می باشد. عنصرحسگر در تماس با یک آشکارساز است. این عنصرمسئول شناسایی و پیوند شدن با گونه ی مورد نظر در یک نمونه ی پیچیده است. سپس آشکارساز سیگنالهای شیمیایی را که در نتیجه ی پیوند شدن عنصرحسگر با گونه ی موردنظر تولید شده است را به یک سیگنال خروجی قابل اندازه گیری تبدیل می کند. حسگرهای زیستی بر اجزای بیولوژیکی نظیرآنتی بادی ها تکیه دارند. آنزیمها ، گیرنده ها یا کل سلولها می توانند به عنوان عنصر حسگرمورد استفاده قرار گیرند.

خصوصیات حسگرها:
یک حسگرایده آل باید خصوصیات زیررا داشته باشد :
1 . سیگنال خروجی باید متناسب با نوع و میزان گونه ی هدف باشد.
2. بسیار اختصاصی نسبت به گونه مورد نظر عمل کند.
3 . قدرت تفکیک و گزینش پذیری بالایی داشته باشد.
4. تکرارپذیری و صحت بالایی داشته باشد.
5. سرعت پاسخ دهی بالایی داشته باشد ( درحد میلی ثانیه ).
6. عدم پاسخ دهی به عوامل مزاحم محیطی مانند دما ، قدرت یونی محیط و …



نانوحسگرها:
با پیشرفت علم در دنیا و پیدایش تجهیزات الکترونیکی و تحولات عظیمی که در چند دهه ی اخیر و درخلال قرن بیستم به وقوع پیوست نیاز به ساخت حسگرهای دقیق تر،کوچکتر و دارای قابلیتهای بیشتر احساس شد. امروزه از حسگرهایی با حساسیت بالا استفاده می شود به طوریکه در برابر مقادیر ناچیزی از گاز، گرما و یا تشعشع حساس اند. بالا بردن درجه ی حساسیت، بهره و دقت این حسگرها به کشف مواد و ابزارهای جدید نیاز دارد. نانو حسگرها، حسگرهایی در ابعاد نانومتری هستند که به خاطرکوچکی و نانومتری بودن ابعادشان از دقت و واکنش پذیری بسیار بالایی برخوردارند به طوری که حتی نسبت به حضور چند اتم از یک گاز هم عکس‌العمل نشان می دهند.

انواع نانو حسگرها:
نانوحسگرها براساس نوع ساختارشان به سه دسته ی نقاط کوانتومی ، نانولوله های کربنی و نانوابزارها تقسیم بندی می شوند:
1. استفاده از نقاط کوانتومی درتولید نانو حسگرها:
نقاط کوانتومی به عنوان بلورهای نیمه هادی کوچک تعریف می شوند. با کنترل ابعاد نقاط کوانتومی، میدان الکترومغناطیسی نور را دررنگها و طول موجهای مختلف، منتشرمی کند. به عنوان مثال، نقاط کوانتومی از جنس آرسنیدکادمیوم با ابعاد 3 نانومتر نور سبز منتشر می کند؛ درحالی که ذراتی به بزرگی 5/5 نانومتر از همان ماده نور قرمز منتشرمی کند. به دلیل قابلیت تولید نور در طول موجهای خاص نقاط کوانتومی ، این بلورهای ریز در ادوات نوری به کارمی روند. دراین عرصه از نقاط کوانتومی در ساخت آشکارسازهای مادون قرمز، دیودهای انتشار دهنده ی نورمی توان استفاده نمود. آشکارسازهای مادون قرمز از اهمیت فوق العاده ای برخوردارند. مشکل اصلی این آشکارسازها مسئله ی خنک سازی آنهاست. برای خنک سازی این آشکارسازها از اکسیژن مایع وخنک سازی الکترونیکی استفاده می شود. این آشکارسازها برای عملکرد صحیح باید دردماهای بسیار پائین، نزدیک به 80 درجه کلوین کارکنند، بنابراین قابل استفاده در دمای اتاق نیستند، درصورتی که از آشکارسازهای ساخته شده با استفاده از نقاط کوانتومی می توان به راحتی در دمای اتاق استفاده کرد.

2. استفاده ازنانولوله ها درتولید نانوحسگرها:
نانو لوله های کربنی تک دیواره و چند دیواره به علت داشتن خواص مکانیکی و الکترونیکی منحصر به فردشان کاربردهای متنوعی پیدا کردند که از جمله می توان به استفاده از آنها به عنوان حسگرهایی با دقت بسیار بالا برای تشخیص مواد در غلظتهای بسیار پائین و با سرعت بالا اشاره کرد.


به طورکلی کاربرد نانو لوله ها در حسگرها را می توان به دو دسته تقسیم کرد:
الف ) نانولوله های کربنی به عنوان حسگرهای شیمیایی:
این حسگرها می توانند دردمای اتاق غلظتهای بسیارکوچکی از مولکولهای گازی با حساسیت بسیاربالا را آشکارسازی کنند. حسگرهای شیمیایی شامل مجموعه ای از نانولوله های تک دیواره هستند و میتوانند مواد شیمیایی مانند دی اکسید نیتروژن ( NO2 ) وآمونیاک ( NH3 ) را آشکارکنند. هدایت الکتریکی یک نانولوله نیمه هادی تک دیواره که درمجاورت ppm200 از NO2 قرارداده می شود، می تواند در مدت چند ثانیه تا سه برابر افزایش یابد و به ازای اضافه کردن فقط 2% NH3 هدایت دو برابر خواهد شد. حسگرهای تهیه شده ازنانولوله های تک دیواره دارای حساسیت بالایی بوده ودردمای اتاق هم زمان واکنش سریعی دارند. این خصوصیات نتایج مهمی درکاربردهای تشخیصی دارند.
ب) نانولوله های کربنی به عنوان حسگرهای مکانیکی:
هنگامی که یک نانولوله توسط جسمی به سمت بالا یا پائین حرکت می کند، هدایت الکتریکی آن تغییر می یابد. این تغییر در هدایت الکتریکی، با تغییر شکل مکانیکی نانولوله کاملا ً متناسب است. این اندازه گیری به وضوح امکان استفاده از نانولوله ها را به عنوان حسگرهای مکانیکی نشان می دهد. یا می توان با استفاده از مواد واسط مانند پلیمرها در فاصله ی میان نانولوله های کربنی وسیستم، نانولوله های کربنی را برای ساخت بیوحسگرها توسعه داد. شبیه سازی های دینامیکی نشان می دهد که برخی پلیمرها مانند پلی اتیلن می توانند به صورت شیمیایی با نانولوله کربنی پیوند یابند. همچنین مولکول بنزن نیز می تواند به وسیله ی پیوندهای واندروالس روی نانولوله ی کربنی جذب شود. این تحقیقات کاربردهای بسیار متنوع و وسیع نانولوله ها ی کربنی را نشان می دهد. تحقیق دراین زمینه هنوزدرحال توسعه وپیشرفت است ومطمئنا ً درآینده ای نه چندان دور شاهد به کارگیری آنها درابزارها و صنایع مختلف خواهیم بود.

3. استفاده ازنانو ابزارها درتولید نانوحسگرها:
با استفاده از این حسگرها شناسایی مقادیر بسیار کم آلودگی شیمیایی یا ویروس و باکتری در سامانه ی کشاورزی وغذایی ممکن است. تحقیقات درزمینه ی نانوابزارها جزء پژوهشهای علمی به روز دنیاست.

نانو حسگرها و کنترل آلودگی هوا:
یکی از نیازهای مهم و اساسی در ارتباط با کنترل آلودگی محیط زیست، پایش مستمرآلودگی هواست. با استفاده از نانوحسگرها پیشرفت مؤثری در زمینه ی کنترل آلودگی هوا صورت گرفته است. یکی از این راهکارها اختراع غبارهای هوشمند می باشد. غبارهای هوشمند مجموعه ای از حسگرهای پیشرفته به صورت نانو رایانه های بسیارسبک هستند که به راحتی ساعتها درهوا معلق باقی می مانند. این ذرات بسیار ریز از سیلیکون ساخته می شوند و می توانند ازطریق بی سیم موجود درخود اطلاعات موجود در خود را به یک پایگاه مرکزی منتقل کنند. سرعت این انتقال حدود یک کیلوبایت در ثانیه است. هم چنین حسگرهایی از جنس نانولوله های تک لایه ساخته شده اند که می توانند مولکولهای گازهای سمی را جذب کنند و همچنین آنها قادر به شناسایی تعداد معدودی از گازهای مهلک موجود درمحیط هستند. محققان معتقدند این نانوحسگرها برای شناسایی گازهای بیوشیمیایی جنگی و آلاینده های هوا کاربرد خواهند داشت

ارسال شده در توسط جواد ابراهیم پور

 

نانو کامپوزیت ها

 

با توجه به این که تایر یکی از قطعاتی است که در صنعت و مهندسی نقش استراتژیک و بسیار مهمی دارد، در کشورمان فعالیت های گسترده ای برای تاسیس کارخانجات جدید تایرسازی و توسعه آنها درحال پیگیری و انجام است.
بنابراین پروژه های تحقیقاتی متعددی در جهت ارتقای خواص و ویژگی های کنونی تایرهایی که مورد استفاده قرار می گیرند ، تعریف و اجرا شده است تا بتوان در آینده ای نه چندان دور از این دستاوردها در ساخت تایر استفاده کرد.
با موفقیت محققان پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی کشور در تولید نانوتایر، کشور ایران به عنوان تنها قدرت خاورمیانه و آسیا در عرصه طراحی و ساخت تایرهای نوین با استفاده از فناوری نانوشناخته شد و به این ترتیب همگام با دیگر تولیدکنندگان بزرگ تایر در سراسر دنیا، در آینده ای نزدیک با بهره گیری از فناوری نانو، تولید تایرهایی با خواص مکانیکی و دینامیکی بالا را آغاز خواهد کرد.
استفاده از این فناوری در حضور صنعت خودروسازی ایران در بازارهای جهانی بسیار تاثیرگذار خواهد بود.


مواد و توسعه آنها از پایه های تمدن بشری به شمار می آیند و به همین علت دوره های تاریخی را به نام مواد نامگذاری کرده اند. ما هم اکنون در عصر کربن زندگی می کنیم.

این در حالی است که بدون شناخت یک ماده جدید، از طریق بهینه سازی و ترکیب مواد نیز می توان قدم در عرصه های نوین گذاشت.

دستیابی به فناوری نانو می تواند مقدمه ای بر ایجاد تغییراتی شگرف و جدید در مواد کامپوزیتی باشد.

کامپوزیت ها ترکیباتی هستند که از چند ماده متمایز که اجزای آن به آسانی از یکدیگر تشخیص داده می شوند، ساخته شده اند. هدف از ایجاد کامپوزیت دستیابی به ماده ای ترکیبی با خواص و ویژگی های مورد نظر است.

نانو کامپوزیت ها نیز کامپوزیت هایی هستند که در مقیاس نانوساخته می شوند. این مواد در دو مرحله تشکیل می شوند. در مرحله اول ساختاری بلوری در ابعاد نانو ساخته می شود که زمینه یا ماتریس کامپوزیت محسوب می شود. ماده زمینه ممکن است از جنس پلیمر، فلز یا سرامیک باشد. در مرحله دوم ذراتی در مقیاس نانو به عنوان تقویت کننده برای استحکام ، مقاومت ، هدایت الکتریکی و... به ماده زمینه افزوده می شود. کامپوزیت های پلیمری به علت خواصی مانند استحکام ، سختی و پایداری حرارتی و ابعادی در ساخت هواپیماها مورد توجه قرار گرفته اند. با توسعه فناوری نانو، کاربرد کامپوزیت های پلیمری نیز گسترش خواهد یافت.

پلیمرها با استفاده از موادآلی یا معدنی تقویت می شوند. ذرات و الیاف با توجه به ساختارشان سبب ایجاد استحکام می شوند و ماده زمینه پلیمری با چسبیدن به موادمعدنی ، نیروهای اعمال شده به کامپوزیت را به طور یکنواخت به ماده تقویت کننده منتقل می کند و در نتیجه سبب ایجاد تغییر در میزان سختی ، شفافیت و تخلخل ماده درون کامپوزیت می شود. این ماده پلیمری می تواند سطح ماده تقویت کننده را از آسیب دور کند و ذرات را به گونه ای در کنار هم قرار دهد تا از ایجاد و گسترش هرگونه ترک یا شکاف در کامپوزیت جلوگیری شود. تبدیل کامپوزیت به نانو کامپوزیت سبب افزایش بازده استحکامی آن خواهد شد. در نانو کامپوزیت ها از مقادیر کمی ذرات نانومتری استفاده می شود. این ذرات علاوه بر افزایش استحکام پلیمرها، وزن آنها را نیز کاهش می دهند. به گفته دکتر محمد کرابی از محققان پژوهشکده پلیمر و پتروشیمی ایران و مجری این طرح امروزه مواد تقویت کننده در مقیاس نانو تولید و برای به کارگیری در آمیزه های لاستیکی اصلاح شده اند بنابراین امکان بررسی تقویت کنندگی این دسته از مواد در ترکیبات لاستیکی امکان پذیر است و می بایست نقش مواد نانو در ترکیبات لاستیکی و همچنین تایرها را به طور کامل مورد بررسی قرار داد. با توجه به احداث کارخانجات جدید تایرسازی و همچنین طرح توسعه اکثر تولیدکنندگان تایر به نظر می رسد دستیابی به فناوری نانو در ساخت تایر که قطعه ای استراتژیک و مهندسی محسوب می شود دارای اهمیت بسیار زیادی است و چه بسا در آینده ای نه چندان دور بدون استفاده از فناوری نانو ، تولیدکنندگان تایر در ایران با مشکلات اساسی در میدان رقابت جهانی مواجه خواهند شد.

اصلاح ترکیبات لاستیکی

به گفته کرابی ، استفاده از مواد تقویت کننده نانو موجب می شود تمامی مراحل اختلاط ، شکل دهی و خواص نهایی متاثر از این مواد باشند و به همین دلیل پروژه ای تحقیقاتی برای بررسی نقش کیفی و کمی این مواد در قطعه تایر به مرحله اجرا در آمد. در این طرح ، ابتدا نانو سیلیکات های اصلاح شده مناسب در ترکیبات لاستیکی انتخاب شدند و سپس با طراحی فرمولاسیون و روش فرآیندی جدید، ترکیب لاستیکی جدیدی طراحی شد و خواص فیزیکی ، مکانیکی و دینامیکی که در ساختار تایر اهمیت دارند مورد بررسی قرار گرفت.

 


بررسی ها نشان داد که این ترکیب نسبت به ترکیبات معمولی که فاقد نانو سیلیکات هستند از خواص مکانیکی بسیار بهتری برخوردار است.

مفاهیم جدید فناوری نانو بسیار گسترده و ناشناخته است و ممکن است علم و فناوری را در مسیرهای غیرقابل پیش بینی شده قرار دهد.

تخلیه آب از زیر تایر
تایر خودرو قطعه ای است که تحمل وزن خودرو و کاهش ضربات ناشی از نیروهای وارد شده از جاده را به عهده دارد. این قطعه ایجاد حرکت در جهت دلخواه را امکان پذیر می کند و با انتقال نیروی شتاب یا ترمز به جاده سبب حرکت یا متوقف شدن خودرو در مسیر حرکت می شود.
آج تایر بخشی از ساختمان تایر است که رابط میان سطح جاده و تایر محسوب می شود. این قسمت با ترکیبی از لاستیک طبیعی و مصنوعی به عنوان لایه خارجی وظیفه محافظت از بدنه تایر در برابر سایش و صدمات احتمالی را به عهده دارد.
طرحهای مختلف آج برای تخلیه بهتر آب از زیر تایر و افزایش قابلیت آن در برخورد با شرایط گوناگون سطح جاده در نظر گرفته می شود.
بدنه تایر نیز از لایه هایی از رشته های مقاوم و مستحکم تشکیل می شود که از قابلیت تحمل فشار داخلی تایر و جذب نیروهای وارد شده از سطح جاده برخوردار است.
در خودروهای سواری معمولا جنس این لایه از الیاف پلی استر و در خودروهای سنگین از فولاد است. آستر داخلی تایر نیز جایگزینی برای لاستیک تویی تایر در تایرهای بدون لاستیک تویی است که برای جلوگیری از نفوذ هوا به بیرون از تایر به کار می رود.

لاستیک های مقاوم در برابر سایش که از ترکیب ذرات خاک رس با پلیمرها به دست آمده اند یکی از جدیدترین محصولات عرضه شده در فناوری نانو است که می تواند در ساخت تایرها مورد استفاده قرار گیرد و بسیاری از مشکلات موجود در این زمینه را از میان بردارد.در حال حاضر بیش از 10کارخانه تولید تایر در سراسر کشور مشغول فعالیت هستند که تولیدات آنها عمدتا براساس فرمولاسیون شرکتهایی که تحت لیسانس آنها هستند ارائه می شود. این در حالی است که در این طرح جدید نتایج کاربرد نانو ذرات رس یا (nano clay) در فرمولاسیون ترکیبات لاستیکی بررسی شده است.

اگر چه ذرات رس به صورت طبیعی در ابعاد نانو یافت می شوند، اما برای استفاده از آنها در ترکیبات لاستیکی لازم است اصلاحات شیمیایی روی آن انجام شود تا بتوان خواص ویژگی های فرآیند تولید تایر را افزایش داد. به این ترتیب ، با توجه به پیش بینی خواص مکانیکی تایر، مقاومت سایشی آن تا حد زیادی افزایش خواهد یافت.

تایر ساخته شده با این آمیزه از مقاومت غلتشی پایین تر و خواص سایشی بالاتر برخوردار خواهد بود که به ترتیب به کاهش مصرف سوخت و افزایش عمر مفید تایرها منجر خواهد شد.

نانو ذراتی از جنس خاک رس

به گفته کرابی ، در نانو کامپوزیت ها از نانو ذراتی مانند خاک رس و فلزات به عنوان تقویت کننده استفاده می شود که سبب بهبود خواص پلیمرها می شود. موضوع فناوری نانو در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

عرصه نانو محدوده ای میان ابعاد میکرو و ابعاد ملکولی را در بر می گیرد و هدف اصلی در فناوری نانو ایجاد کاربردهایی متفاوت و استفاده از خواص و ویژگی های منحصر به فرد مواد شناخته شده است.

در نانوکامپوزیت های خاک رس ، از خاک رسهای نوع اسمکتیت مانند مکتوریت و مونت موریلونیت به عنوان پرکننده استفاده می شود. این نوع از خاک رس ساختاری لایه ای دارد و به همین جهت پیش بینی می شود از خواص مکانیکی فوق العاده ای در جهت موازی این لایه ها برخوردار باشد. یکی از مهمترین زمینه های کاربرد این مواد صنعت خودروسازی است که اولین کاربرد تجاری آن استفاده از این ماده در ماده زمینه ای نایلون به عنوان روکش نوار زمان سنج برای ماشین های تویوتا در سال 1991 بوده است.

در نانوکامپوزیت های رسی نه تنها دانه های رسی را از هم جدا می کنند، بلکه لایه های هر دانه را نیز از هم جدا می کنند تا خواص مکانیکی هر لایه به میزان چشمگیری افزایش یابد. اگرچه تحقیقات درخصوص ترکیب خاک رس و پلیمر به پیش از سال 1980برمی گردد اما با توجه به این که تحقیقات انجام شده در آن زمان هیچ گاه به نتایج مطلوبی در بهبود خواص فیزیکی و مهندسی آنها منجر نشده است ، نمی توان آنها را بخشی از تاریخچه نانوکامپوزیت های رسی به شمار آورد. استفاده از فناوری نانو در ساخت کامپوزیت های پلیمری در نتیجه تلاشهای محققان شرکت تویوتا برای لایه لایه کردن دانه های رسی در ماده زمینه ای نایلون آغاز شد.آنها اثبات کردند که با استفاده از ذرات خاک رس در ابعاد نانو به عنوان ماده تقویت کننده در پلیمرها می توان خواص این مواد را به میزان قابل توجهی بهبود بخشید. به این ترتیب ، تحقیقات وسیعی در این زمینه در سطح جهان آغاز شد و در حال حاضر استفاده از این ویژگی در دیگر پلیمرهای مهندسی مانند پلی پروپیلن ، پلی اتیلن و لاستیک نیز مورد توجه قرار گرفته است.

با توجه به ویژگی های منحصر به فرد مواد تولید شده با استفاده از این فناوری انتظار می رود نانوکامپوزیت های رسی بتوانند جایگزین مناسبی برای کامپوزیت های مقاوم شده با الیاف مرسوم باشند.به گفته کرابی ، تحقیقات انجام شده در این طرح بر روی آج تایر متمرکز است که در حقیقت نقطه تماس تایر با سطع جاده محسوب می شود. استفاده از این فناوری ، علاوه بر ایجاد مقاومت در برابر سایش تایر، کاهش چشمگیر وزن و حجم تایر را هم به همراه داشته که بسیار امیدوارکننده بوده است اما به نظر می رسد کاهش در مصرف سوخت خودروها با توجه به سهمیه بندی بنزین یکی از مهمترین مزایای دستیابی به این فناوری نوین باشد. این طرح با حمایت وزارت علوم انجام شده است و مجریان طرح هم اکنون در تلاش هستند مقدمات استفاده از این فناوری نوین در دو کارخانه تایرسازی کشور به مرحله اجرا گذاشته شود. لزوم به روزرسانی و ایجاد اصلاحاتی در تجهیزات کارخانه های تایرسازی از مشکلات موجود در این زمینه است.


مجری این طرح در پایان خاطرنشان کرد که استفاده از این فناوری در حال حاضر برای تایرهای کوچک در نظر گرفته شده است و در آینده در صنایعی دیگر مانند ساخت تایر هواپیماها نیز مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
 
  

ارسال شده در توسط جواد ابراهیم پور
دکتر ریچارد فیلیپس فاینمن در 11 می سال 1918 در منهتن نیویورک چشم به جهان گشود. فاینمن در طول سال‌های تحصیلش بر روی ریاضیات و علوم بسیار مطالعه می‌کرد زیرا پدرش می‌خواست که او یک معلم فیزیک شود. وی همچنین برای آزمایش در زمینه الکتریسیته یک آزمایشگاه در خانه‌اش برپا کرد. فاینمن از نمادهای ریاضیاتی خودش برای توابع Sin، Cos، tanو F(x) استفاده می‌کرد.
فاینمن در دبیرستان فار راک اوی (Far Rock away) به تحصیل پرداخت و در سال آخر دبیرستان برنده جایزه ریاضی دانشگاه نیویورک شد. پس از اتمام دبیرستان او تمایل به ادامه تحصیل داشت اما به جز انستیتو تکنولوژی ماساچوست (MIT) بقیه دانشگاه‌ها به خاطر نمراتش و یهودی‌بودنش از پذیرش وی سرباز زدند. فاینمن در سال 1935 وارد MIT شد و در سال 1939 فارغ‌التحصیل لیسانس فیزیک گردید. در سال 1942 وی پس از کارکردن بر روی ساخت بمب اتمی (1942-1941) دکترای خود را از دانشگاه پرینستون دریافت نمود. او پس از دریافت مدرک دکترایش به لوس‌آلاموس (Los Alamos) رفت تا کار بر روی بمب اتمی را ادامه دهد. سپس فاینمن به ریاست بخش تئوری منسوب شد. در سال 1945 فاینمن به عنوان استاد فیزیک تئوری در دانشگاه کرنل (Cornell) به فعالیت پرداخت. در بین سال‌های 1952 تا 1959 به عنوان استاد مهمان (Visiting Professor) درس فیزیک تئوری در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا (Caltech) به نام ریچارد چیس تولمن (Richard chase Tolman) مشغول به کار شد. بعد از آن سال تا زمان مرگش در سمت استاد فیزیک تئوری در آن دانشگاه مشغول کار بود.
جایزه آلبرت انیشتن از دانشگاه پرینستون به سال 1954، جایزه آلبرت انیشتن از کالج پزشکی و جایزه لورنس (Lawrence) در سال 1963 جوایزی بودکه ریچارد فاینمن موفق به اخذ آنها گردید. وی در سال 1965 به خاطر توسعه‌دادن الکترودینامیک کوانتوم که تئوری اثر متقابل ذرات و اتم‌ها را در میدان‌های تشعشعی بیان می‌کند به شهرت رسید. وی در قسمتی از کارهایش آنچه را که امروزه به نام "دیاگرام فاینمن" نامیده می‌شود، ترسیم نمود. این دیاگرام نمودار مکان- زمان اثر متقابل ذرات را نشان می‌دهد. به خاطر این کار وی جایزه نوبل را درآن سال به همراه جی- اسکوینجر (J-Schwinger) و اس. آی. توموناجا (S.I. Tomonaga) اخذ کرد.
بعدها در طول زندگیش هنگامی که به گروه تحقیق حادثه انفجار شاتل چنجر پیوست و دو کتاب خاطراتش را که پرفروش‌ترین کتاب‌ها شدند، منتشر کرد به چهره برجسته‌ای تبدیل شد.
پروفسور فاینمن عضو انجمن فیزیک آمریکا، انجمن آمریکایی علوم پیشرفته و آکادمی ملی علوم بود. او همچنین در سال 1965 به عنوان عضو خارجی انجمن سلطنتی انگلستان انتخاب شد.
در سال1959 ایشان مقاله‌ای را درباره قابلیت‌های فناوری نانو در آینده منتشر ساخت. فاینمن درآن سال در یک مهمانی شام که توسط انجمن فیزیک آمریکا برگزار شده بود، سخنرانی کرد و ایده فناوری نانو را برای عموم مردم آشکار ساخت.
عنوان سخنرانی وی این بود «فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد» باوجود موقعیت‌هایی که توسط بسیاری تا آن زمان کسب‌شده بود، ریچارد. پی. فاینمن را به عنوان پایه گذار این علم می‌شناسند.
سخنرانی او شامل این مطلب بود که می‌توان تمام دایره‌المعارف بریتانیکا را بر روی یک سنجاق نگارش کرد. یعنی ابعاد آن را به اندازه 25000/1 ابعاد واقعیش کوچک کرد. او همچنین از دوتایی‌کردن اتم‌ها برای کاهش ابعاد کامپیوترها سخن گفت (در آن زمان ابعاد کامپیوترها بسیار بزرگتر از ابعاد کنونی بودند اما او احتمال می‌داد که ابعاد آنها را بتوان حتی از ابعاد کامپیوترهای کنونی نیز کوچکتر کرد) او همچنین در آن سخنرانی توسعه بیشتر فناوری نانو را پیش‌بینی نمود. وی در پایان سخنرانیش 1000 دلار برای اختراع اولین الکتروموتوری که ابعادش حداکثر 64/1اینچ مکعب باشد، پیشنهاد داد. جایزه‌ای که برای اولین کسی که بتواند ابعاد یک صفحه کتاب را به اندازه ابعاد اصلیش کوچک کند، تعیین کرد. ابعاد این صفحه کتاب می‌بایست به اندازه‌ای باشد که بتوان آن را به کمک یک میکروسکوپ الکترونی خواند. این ایده‌ها در سال‌های 1960 و 1985 تحقق یافتند و جایزه‌های آنها نیز پرداخت شد.
ریچارد فاینمن با گوند هوارد (Gwenth Howarth) ازدواج کرد که ثمره این ازدواج یک پسر به نام کارل ریچارد (Corl Richard) (متولد 22 آوریل 1961) و یک دختر به نام میشل کاترین (Michell Cathrine) (متولد 13 آگوست سال 1968) بود. متأسفانه فاینمن در سال 1988 به خاطر سرطان شکم در مرکز پزشکی لوس‌آنجلس درگذشت. یاد فاینمن همواره به خاطر گشودن دریچه‌ای نو در قلمرو علم فیزیک به سوی ما، در ذهن‌ها باقی می‌ماند.

منبع:ستاد توسعه فناوری نانو


ارسال شده در توسط جواد ابراهیم پور
   1   2   3   4      >