عنوان

مقاله نانوتکنولوژی

این فایل با فرمت ورد و آماده پرینت می باشد.

مقدمه ۴

سیر پیشرفت مواد با ساختار بسیار ظریف یا نانو ساختار: ۵

معرفی مواد نانوساختار (Introduction to Nanostructured Materials) 6

تقسیم بندی (Classification): 7

ساختار (Structure) 7

سنتز مواد نانوساختار (Synthesis) 9

خواص (Properties): 11

دیفوزیون و سینتر شدن ۱۲

خواص مکانیکی ۱۲

خواص الکتریکی ۱۳

خواص مغناطیسی ۱۴

خواص اپتیکی ۱۴

خواص کاتالیستی ۱۴

نتیجه گیری ۱۵

از آن زمان تا كنون تلاش براي كشف خواص جديدي از مواد در در مقايس نانومتر با سرعت روبه پيشرفت است. دو تا از دستاوردهاي بزرگ آن ميكروسكوپهاي SPM (Scanning Probe Microscope) و كشف آلوتروپي جديدي از كربن به نام Buckminister Fullerenene يا Buckyball هستند. اختراع ميكروسكوپهاي SPM كه دو تا از معروفترين آنها STM و AFM هستند كار مطالعه و بررسي ساختارهاي بسيار ريز و در حد نانومتر را تسهيل كردند و كشف باكي بال ها باعث ايجاد ساختارهاي تيوب- مانند شد كه در آنها ورقه هاي گرافيت به شكل لوله در مي آيند و دو سر آنها با دو نيم فولرن بسته مي شود. ضخامت اين لوله ها فقط چند ميليونيم متر يا چند نانومتر و طول آنها به حدود 100 ميكرومتر مي رسد. اين نانولوله ها از فولاد محكمتر اما سبك وزن اند، خم شدنهاي پي در پي، تابيدن و پيچيدن را تحمل مي كنند، مي توانند به اندازه مس رساناي الكتريسيته و يا مانند سيليسيم خاصيت نيم رسانايي از خود نشان بدهند. بهتر از هر ماده شناخته شده ديگري گرما را منتقل مي كنند و خاصيت جذب هيدروژن را نيز دارا مي باشند. 

علم و تكنولوژي نانو در واقع يك نگاه و يك رويكرد جديد در علوم و مهندسي با كنترل ماده از مقياس اتم و مولكول و يا از مقياس نانومتر مي باشد و لذا در تمامي حوزه هاي علم و تكنولوژي و صنايع مختلف تحول و تغيير ايجاد خواهد كرد.

سير پيشرفت مواد با ساختار بسيار ظريف يا نانو ساختار :

در زمينه علم مواد مي توان دو مرحله را به عنوان مراحل توسعه و پيشرفت مواد با ساختار Ultrafine يا همان مواد با ساختار نانومتر مشخص كرد.

اولين مرحله را مي توان از سال 1870 تا سال 1970 دانست. در اين مرحله ميكرو ساختار به عنوان پارامتر اصلي كنترل كننده خواص مكانيكي، مغناطيسي و الكتريكي معرفي شد. سرآغاز آن كارهاي Sorby روي خواص مكانيكي آهن بود كه نشان داده سختي مارتنزيت بخاطر تغييرات آلوتروپيك در آلياژهاي آهن و ميكروساختار بسيار ظريف باقي مانده است. پديده رسوب سختي نيز ارتباط بين ميكروساختار و خواص را پيشنهاد نمود. Wilm در سال 1906 آلياژ Ag-Co-Mg-Mn را كوئينچ نمود و بعد از چند هفته مشاهده نمود كه سختي آن بيشتر شده است. بعدها متوجه شدند كه اين افزايش سختي ناشي از رسوب يك فاز جديد در مقياس زير ميكرومتر است. در سال هاي بعد نظريه هاي عيوب شبكه ايي و مشخصه هاي آن روي جامدات كريستالي و اختراع ميكروسكوپهاي با قدرت تفكيك پذيري بالا باعث پيشرفت بسيار زيادي در درك خواص وابسته به ساختار و ميكرو ساختار شد.