تبليغاتX
هر چی بخای داریم - نانو تکنولوژی و تاريخچه و معرفی کتب

 

 

 

نانوتكنولوژي

نانوتكنولوژي چيست؟
نانوتكنولوژي توليد كارآمد مواد و دستگاهها و سيستمها با كنترل ماده در مقياس طولي نانومتر، و بهره برداري از خواص و پديده هاي نوظهوري است كه در مقياس نانو توسعه يافته اند.

يك نانومتر چقدر است؟ يك نانومتر يك ميلياردم متر (9-m 10) است. اين مقدار حدوداً چهار برابر قطر يك اتم است. مكعبي با ابعاد 5/2 نانومتر ممكن است حدود 1000 اتم را شامل شود. كوچكترين IC هاي امروزي با ابعادي در حدود 250 نانومتر در هر لايه به ارتفاع يك اتم، حدود يك ميليون اتم را در بردارند. در مقايسه يك جسم نانومتري با اندازه اي حدود 10 نانومتر، هزار برابر كوچكتر از قطر يك موي انسان است.

امكان مهندسي در مقياس مولكولي براي اولين بار توسط ريچارد فاينمن (R.Feynnman)، برنده جايزه نوبل فيزيك، مطرح شد. فين من طي يك سخنراني در انستيتو تكنولوژي كاليفرنيا در سال 1959 اشاره كرد كه اصول و مباني فيزيك امكان ساخت اتم به اتم چيز ها را رد نمي كند. وي اظهار داشت كه مي توان با استفاده از ماشين هاي كوچك ماشين هايي به مراتب كوچك تر ساخت و سپس اين كاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد. همين عبارت هاي افسانه وار فاينمن من راهگشاي يكي از جذاب ترين زمينه هاي نانو تكنولوژي يعني ساخت روبوت هايي در مقياس نانو شد. در واقع تصور در اختيار داشتن لشكري از نانوماشين هايي در ابعاد ميكروب كه هر كدام تحت فرمان يك پردازنده مركزي هستند ، هر دانشمندي را به وجد مي آورد. در روياي دانشمنداني مثل جي استورس هال (J.Storrs Hall) و اريك دركسلر (E.Drexler) اين روبوت ها يا ماشين هاي مونتاژكن كوچك تحت فرمان پردازنده مركزي به هر شكل دلخواهي درمي آيند. شايد در آينده اي نه چندان دور بتوانيد به كمك اجراي برنامه اي در كامپيوتر، تختخوابتان را تبديل به اتومبيل كنيد و با آن به محل كارتان برويد.

چرا اين مقياس طول اينقدر مهم است؟ خواص موجي شكل (مكانيك كوآنتمي) الكترونهاي داخل ماده و اثر متقابل اتمها با يكديگر از جابجايي مواد در مقياس نانومتر اثر مي پذيرند. با توليد ساختارهايي در مقياس نانومتر، امكان كنترل خواص ذاتي مواد ازجمله دماي ذوب، خواص مغناطيسي، ظرفيت بار و حتي رنگ مواد بدون تغيير در تركيب شيميايي بوجود مي آيد. استفاده از اين پتانسيل به محصولات و تكنولوژيهاي جديدي با كارايي بالا منتهي مي شود كه پيش از اين ميسر نبود. نظام سيستماتيك ماده در مقياس نانومتري، كليدي براي سيستمهاي بيولوژيكي است. نانوتكنولوژي به ما اجازه مي دهد تا اجزاء و تركيبات را داخل سلولها قرارداده و مواد جديدي را با استفاده از روشهاي جديد خود_اسمبلي بسازيم. در روش خود_اسمبلي به هيچ روبات يا ابزار ديگري براي سرهم كردن اجزاء نيازي نيست. اين تركيب پرقدرت علم مواد و بيوتكنولوژي به فرايندها و صنايع جديدي منتهي خواهد شد.

ساختارهايي در مقياس نانو مانند نانوذرات و نانولايه ها داراي نسبت سطح به حجم بالايي هستند كه آنها را براي استفاده در مواد كامپوزيت، واكنشهاي شيميايي، تهيه دارو و ذخيرة انرژي ايده ال مي سازد. سراميك هاي نانوساختاري غالباً سخت تر و غيرشكننده تر از مشابه مقياس ميكروني خود هستند. كاتاليزورهاي مقياس نانو راندمان واكنشهاي شيميايي و احتراق را افزايش داده و به ميزان چشمگيري از مواد زائد و آلودگي آن كم مي كنند. وسايل الكترونيكي جديد، مدارهاي كوچكتر و سريعتر و … با مصرف خيلي كمتر مي توانند با كنترل واكنش ها در نانوساختار بطور همزمان بدست آيند. اينها تنها اندكي از فوايد و مزاياي تهيه مواد در مقياس نانومتر است.

منافع نانوتكنولوژي چيست؟ مفهوم جديد نانوتكنولوژي آنقدر گسترده و ناشناخته است كه ممكن است روي علم و تكنولوژي در مسيرهاي غيرقابل پيش بيني تأثير بگذارد. محصولات موجود نانوتكنولوژي عبارتند از: لاستيكهاي مقاوم در برابر سايش كه از تركيب ذرات خاك رس با پليمرها بدست آمده اند، شيشه هايي كه خودبخود تميز ميشوند, مواد دارويي كه در مقياس نانو ذرات درست شده اند،ذرات مغناطيسي باهوش براي پمپهاي مكنده و روان سازها, هد ديسكهاي ليزري و مغناطيسي كه با كنترل دقيق ضخامت لايه ها از كيفيت بالاتري برخوردارند، چاپگرهاي عالي با استفاده از نانو ذرات با بهترين خواص جوهر و رنگ دانه و ...

قابليتهاي محتمل تكنيكي نانوتكنولوژي عبارتند از :

1- محصولات خوداسمبل
2- كامپيوترهايي با سرعت ميلياردها برابر كامپيوترهاي امروزي
3- اختراعات بسيار جديد ( كه امروزه ناممكن است)
4- سفرهاي فضايي امن و مقرون به صرفه
5- نانوتكنولوژي پزشكي كه درواقع باعث ختم تقريبي بيماريها، سالخوردگي و مرگ و مير خواهد شد.
6- دستيابي به تحصيلات عالي براي همه بچه‌هاي دنيا
7- احياء و سازماندهي اراضي
8- ...

مثال هايی از نحوه ی تاثير نانو تكنولو‍‍ِژی بر زندگی ما :

نانو تکنولوژی یک فناوری تخیلی دوردست نیست. بلکه هم اکنون جای خود را در عرصه اقتصاد باز کرده است. هم اکنون صنعت پوشاک ، اثرات نانو را حس کرده است. مثلا ادی بوِیر، تن پوش های نظامی دافع لک را با استفاده از نانو ذرات تولید می کند. این نوآوری تاثیرات بدی بر خشک شویی ها ، سازندگان دتر جنت ها و لک زداها خواهد داشت. در ذیل مثال هایی از بخش های مختلف نانو تکنولوژی را ارایه می دهيم :

نانو کامپوزیت ها :

محققان آزمایشگاه ملی نورث وسترن پاسیفیک یک فرایند روکش دهی را توسعه داده اند ، که سیلیکاتی اسفنجی شکل حاصل از آن ، فلزات سمی آب را جذب می کند.«تک لایه های خود سامان روی پایه های میان حفره ای»، فلزاتی همچون سرب و جیوه را به راحتی به دام می اندازند. این فلزات را می توان بازیافت کرد . یک خوشه شش ضلعی از حفرات لوله ای در آن دیده می شود. یک حفره واحد دراین مثال با تک لایه ای از مرکاپتوپروپیل سیلکوکسی و یک مولکول فعال سطحی در پس زمینه ، قابل مشاهده است.

از یک نانو کامپوزیت پلاستیکی در«رکاب» خودروی سفری جنرال موتور زوون آسترو استفاده می شود.این ماده سبک وزن ، ضد خراش و پوسیدگی است. افزایش استحکام و کاهش وزن آن باعث صرفه جویی در سوخت و افزایش طول عمر می شود. در سال 2001 شرکت تویوتا شروع به استفاده از نانو کاپوزیت ها در یک سپر خود رو نمود. این سپر 60 در صد سبکتر و دو برابر مقاوم تر به تو رفتگی و خراش بود.

تاثیرات: در هر جایی که سبکی ، مقاومت به فرسایش ، دوام و استحکام از اهمیت بر خور دار باشد ، به احتمال قوی این محصولات وارد خواهند شد. انتظار می رود ناسا ، آژانس هوایی اروپا و غیره نگاهی جدی به آنها داشته باشند، زیرا هزینه پرتاپ موشک کاهش یافته و محموله های سنگین تری را می توان به فضا فرستاد.

نانو بلورها :

نانو بلور ها نور را جذب و با رنگ متفاوتی منتشر می کنند. اندازه آنگسترومی نانوبلورها تعیین کننده این رنگ است. برای این کار از شش محلول حاوی نقاط کوانتومی متفاوت استفاده می شود. اتن محلول ها در معرض چراغ فرابنفش موج بلند قرار گرفته اند. نقاط کوانتومی ، نشان گرهای نوری مقیاس مولکولی محسوب می شوند.

بلور های Qdot™ مثل LED های معمولی عمل می کنند و بر حسب اتصالات زیستی مختلف، رنگ های متفتوتی را از خود بروز می دهند.

نانو بلورهای فلزی را می توان در سپر خودرو ها وارد کرد تا استحکام آنها بیشتر شود، یا می توان آنها را به آلومینیم اضافه کرد تا مقاومت آنها نسبت به فرسایش بیشتر شود. از نانو بلورهای فلزی می توان برای تولید یاتاقان های بادوام تر از نمونه های مرسوم

انواع حسگرهای جدید و اجزای سخت افزاری وسایل الکترونیکی و رایانه استفاده کرد.

ثابت شده است که، نانوبلورهای فلزات مختلف100، 200و حتی 300 درصد توده فلزی مشابه سختی دارد. به علت اینکه مقاومت فرسایشی یک فلز اغلب تابع سختی آن است، قطعات ساخته شده از نانو بلورها عمر بیشتری نسبت به قطعات مرسوم خواهند داشت.

شرکت نیو nephewو اسمیت smithیک روکش ضد میکروب پوشیده شده از نانوبلورهای نقره را به بازار عرضه می کند (نانوبلورهای فوق، حاصل ثبت اختراع شرکت دارویی نوکریستnucrystمی باشند.) روکش نانوبلورین نقره به سرعت در عرض یک نیم ساعت انواع باکتری ها را می کشد.

نانوبلورها اجزای مطلوبی برای قطعات فتوولتاییک می باشند. آنها نور خورشید را بیشتر از مولکول های رنگی یا مواد نیمه هادی توده ای جذب می کنند در نتیجه با یک فیلم نازک از آنها می توان به جرم مخصوص نوری بالایی دست یافت. نانوبلورهای کاملا بلورین CdSeنیز یک کانون مصنوعی انجام واکنش به شمار می رود، که جفت الکترون حفره را در یک مقیاس زمانی فمتو ثانیه ای از هم جدا نگه می دارد.

نانوبلورهای فلورسنت نیبت به مولکولهای آلی رنگی در زیست شناسی ، مزایای زیادی به عنوان نشانگر فلورسنت دارند. آنها به شدت درخشان اندو بر اثر نور تجزیه نمی شوند.

نانوبلورهای قابل الصاق به داروها می توانند با الصاق به یک پروتیین در خارج از سلول ، جابجایی آن را به صورت یک فیلم سینمایی نشان دهند. آنها همچنین در کشف دارو، پایه ای برای سنجش بسیار سریع فلورسانس به شمار می روند.

نانو ذرات :

 تن پوش های Nano_Care™شرکت Eddie Bauerبا الیاف سطحی به ضخامت 10 تا 100 نانو متر دارای خاصیت ضد لک می باشند. این الیاف از روکش دهی الیاف با «نانوموها»ی محصول شرکت nano-texبدست آمده اند. علاوه بر تن پوش، بلوز و حتی کراوات فرآوری شده با«لکه دور کن» نیز تولید می شود.

تاثیرات:فروش سالانه محصولات مخلوط پلیمر در آب شرکتBASFحدود65/1 میلیارد دلار می باشد. تمام این محصولات حاوی ذرات پلیمری ده تا چندصد نانومتری است. مخلوطهای معلق پلیمری در ساخت رنگ های نمای ساختمان ، روکش ها و چسب ها و در پرداخت کاغذ، منسوجات چرم به کار می روند. نانوتکنولوژی مصارفی نیز در صنایع غذایی دارد.

بسیاری از ویتامین ها و پیش ساز های آنها- همچون کار تنوییدها – در آب نامحلول هستند، ولی تولید و فورمولاسیون ماهرانه ی آنها به شکل نانوذرات سبب می شود، تا این مواد به راحتی با آب سرد مخلوط شوند، در نتیجه مقدار قابل دسترس آنها در بدن افزایش خواهد یافت. در بخش صنایع آرایشی ، چندین سال است که BASFاز جمله شرکت هایی است که جاذب پرتوفرابنفش مبتنی اکسید روی ، نانوذره ای را تولید می کند. این درات کوچک با استفاده در کرم های ضد آفتاب ، پرتوهای پرانرژی را صاف می کنند. با این حال به خاطر اندازه ی كوچکشان نامریی هستند و کرم حاوی آنها شفاف می باشند.

صفحات آفتابی بهره مند از نانوذرات ، کارایی بسیار زیادی در جذب نور به ویژه طیف فرابنفش آن دارند، به علت اندازه ی کوچک این ذرات پراکنش آنها ساده تر ، قابلیت روکش شدن آنها بهتر و هزینه ی آنها (به علت مصرف کمتر) پایین تر است. همچنین بر خلاف صفحات سفید مرسوم ، صفحات حاصل از نانوذرات ، شفاف اند. این صفحات چنان موفق بودند که 60 درصد بازار صفحات آفتلبی استرالیا را در سال 2001 را تصاحب کردند.

تاثیرات:سازندگان صفحات آفتابی مجبور به استفاده از نانوذرات شده اند. تولید کنندگان دیگر همچون سازندگان محصولات بسته بندی برای کاهش اثر نور فرابنفش بر فساد مواد غذایی ، به سمت آنها خواهند رفت. صنایع 480 میلیارد دلاری بسته بندی و 300 میلیارد دلاری پلاستیک ها به طور مستقیم تحت تاثیر خواهند گرفت.

شرکت آرگونیدArgonide با استفاده از نانوذرات آلومینیم، پیشران هایی برای راکت ساخته است که سرعت احتراق آن دو برابر است. این شرکت همچنین نانوذرات مس را برای کاهش فرسایش موتور به روغن موتور می افزاید.

شرکت آنگسترومدیکاAngstro Medica یک استخوان مصنوعی مبتنی بر نانوذرات را تولید کرده است.

استخوان انسان از یک کامپوزیت (متراکم شده) کلسیم و فسفات موسوم به هیدروکسی آپاتیت تشکیل شده است.

این شرکت توانسته است با دستکاری کلسیم و فسفات در سطح مولکولی ، ماده ای بسازد که از منظر ساختار و ترکیب با استخوان طبیعی برابری کند.

این استخوان مصنوعی جدید را می توان در موارد شکستگی یا حذف استخوان طبیعی(مثل صدمات بافت نرم آن) به کار برد.

منبع: خبرنامه فناوری نانو

      

آلبرت انیشتن:زیباترین چیزی که می توانیم تجربه کنیم راز و رمز است.

استاد كائنات كه اين  كارخانه  ساخت
مقصود عشق بود جهان را بهانه ساخت

 

پيشرفت تازه‌اي در حوزه نانوتكنولوژي به دست آمد! 

براساس تازه‌ترين تحقيقات يك گروه از فيزيكدانان در دانشگاه پنسيلوانيا، قفسهاي كروي از جنس كربن كه به نرمي روي سطوح ريز فلز طلا قرار داده شوند اين امكان را به وجود مي‌آورند كه انواع ساختارهاي مولكولي تازه را با استفاده از طلا توليد كرد.

به نوشته نشريه علمي جورنال او آمريكن كميكال سوسايتي ‪J. Am.Chem.Soc‬ نشريه انجمن شيمي آمريكا "پاول وايز" و همكارانش موفق شدند مولكولهاي "‪۱‬آداماناتن اتيول" ‪ ۱adamantanethiol‬را با استفاده از روش خودمونتاژي مولكول به صورت يك ورقه نازك روي سطح يك ورقه طلا جاي دهند.

از آنجا كه نحوه تعامل اين مولكولها ضعيف است، مي‌توان آنها را با استفاده از مولكولهاي ديگري كه به اتمهاي طلا متصل مي‌شوند، نظير آلكان اتيول ‪ alkanethiols‬روي سطح طلا جابجا كرد.

اين امر امكان مي‌دهد بتوان انواع الگوها و نقش و نگارهاي مولكولي را، احيانا با استفاده از خواص هدايت الكتريكي، در زيراين لايه از مولكولهاي ‪۱‬آداماناتن اتيول جاي داد.

وجود لايه مولكولهاي ‪ ۱‬آداماناتن اتيول بر روي اين نقش و نگارها مانع از آن مي‌شود كه الگوها كه بر روي سطح طلا جاسازي شده‌اند، پخش و محو شوند.

به اين ترتيب با اين روش مي‌توان بر مشكل ديرين حك كردن نقش و نگارها بر روي شمشهاي طلا با استفاده از مولكولهاي شيميايي غلبه كرد.


برسي براي نظافت در تراز نانو ساخته شد!

جهان نانو را چگونه تميز مي‌كنيد؟ پوليكل آجايان محقق موسسه پلي تكنيك رنسي لي ير در نيويورك در پي يافتن راه حلي براي اين كار، نخستين برس در ابعاد نانو متر را با دندانه‌هايي از جنس لوله‌هاي نانوكربني توليد كرده است.

دندانه‌هاي برسهاي معمولي از موي حيوانات، يا مواد تركيبي يا فلزات درست مي‌شوند. اما هر يك داراي محدوديتهايي هستند.

فلزات زنگ مي‌زنند يا دچار خوردگي مي‌شوند و يا استحكام خود را از دست مي دهند، موها چندان زبر و قوي نيستند، و مواد تركيبي ذوب و نرم مي‌شوند.

اما دندانه‌هاي ساخته شده از لوله‌هاي نانو كربني ‪۳۰‬مرتبه قوي تر از فولاد و پنج مرتبه پر پشت تر و فشرده تر از برسهاي از جنس مو هستند و به مراتب از برسهاي پلاستيكي و مواد تركيبي قابليت انعطاف بيشتري دارند و در برابر حرارت نيز نرم نمي‌شوند.

از اين گذشته سطح مقطع مجموع اين دندانه‌ها بسيار زياد است و آنها از قابليت هدايت الكتريسيته نيز برخوردارند. به گفته آجايان اين خاصيت سبب مي شود اين نوع برسهاي نانو براي استفاده در موتورهاي الكتريكي كه با اتصال يك ميله برقراركننده اتصال (كنتاكت) شروع به كار مي‌كنند ايده- آل مي سازد.

آجايان با همكاري شماري از محققان در دانشگاه هاوايي برسهايي را طراحي كرده‌اند كه از رشته‌هاي فيبرهاي كاربيد سيليكن به عنوان پايه يا ساقه‌اي استفاده مي‌كند كه لوله كربني روي آن رشد مي‌كند و به يك دندانه يا موي قلم مجزا يا مجموعه بهم پيوسته‌اي از اين موي قلمها تبديل مي‌شود.

به اين پايه يا ساقه دسته كوچكي از جنس طلا متصل مي‌شود كه در عين حال از رشد لوله‌هاي كربني در مسير دسته برس جلوگيري به عمل مي‌آورد.

از اين برسها كه درازاي دندانه‌هاي آنها به چند ميكرو متر بالغ مي‌شود براي جارو كردن و پاكسازي ذراتي به بزرگي ‪۵۰‬نانو متر استفاده مي‌شود.

اين برسها بخصوص براي پاكسازي سطوح شيار داري كه نظير روي صفحات گرامافون داراي شيارهاي ريز در مقياس نانو هستند بسيار مناسبند.

اين محققان همچنين با متصل كردن دسته اين برس به يك موتور الكتريكي كوچك از برس براي تميز كردن درون يك لوله موئينه به قطر داخلي ‪ ۳۰۰‬ميكرو متر استفاده به عمل آوردند و سپس با افزودن رنگ قرمز به موهاي برس، درون اين حفره را به صورت يكنواخت رنگ آميزي كردند.

آيا از نور مريي مي‌توان در فناوري نانو استفاده كرد؟

نسبت نور مريي با ساختارهاي جهان نانو نظير نسب يك پتك و ساعتهاي ظريف سوئيسي است. علت آن است كه طول موج نور مريي بين ‪۴۰۰‬تا ‪۴۰۰‬نانومتر است در حاليكه بزرگي ساختارهاي نانو از چند ده نانومتر تجاوز نمي‌كند.

با اين حال يك گروه از محققان به راهي دست يافته‌اند كه اجازه‌مي‌دهد از نور مريي در سطح نانو بهره‌برداري كرد.

به نوشته هفته‌نامه علمي ساينس يك گروه از محققان در دانشگاه بال واقع در سوئيس نوعي آنتن نوري در مقياس نانو توليد كرده‌اند كه شباهت زيادي به آنتن راديوهاي معمولي دارد.

اين دستگاه مي‌تواند راه را براي ساختن ساطع‌كننده هاي نوري خاصي كه تك فوتون صادر مي‌كنند و از آنها در ساخت كامپيوترهاي كوانتومي استفاده مي‌شود، هموار سازد.

از آنتن نوري در مقياس نانو همچنين مي‌توان در انتقال نور به فيبرهاي نوري يا دريافت اطلاعات نوري از اين فيبرها استفاده به عمل آورد.

اين آنتن‌ها در عين حال مي‌توانند به ساخت مدارهاي يكپارچه فوتونيك و نيز ذخيره‌سازي داده‌ها و اطلاعات در لوح‌هاي فشرده با ظرفيتهاي بسيار زياد كمك كنند.

"برت هچ" و همكارانش يك آنتن دو قطبي ساده با استفاده از ورقه نازك طلا به عرض ‪۴۵‬نانو مار و طول بين ‪۱۹۰‬تا ‪۴۰۰‬نانو متر درست كردند.

در مرحله بعد يك شكاف به عرض ‪ ۲۰‬نانو متر در وسط اين ورقه ايجاد شد.

از درون اين شكاف پرتوهاي نور مريي به صورت پالسهاي سريعي با طول موج ‪۸۳۰‬ متر انتقال داده شد.

ميدان الكترومغناطيسي توليد شده به وسيله پرتو ليزر الكترونهاي موجود در آنتن را كه در امتداد دو قطبي نظير الكترون‌هاي اطراف انتن راديو نوسان مي‌كنند تحريك مي‌كند. نكته اصلي در اين ميان آن است كه الكترونها در درون آنتن نوري با همان فركانسي نوسان كنند كه ميدان الكترومغناطيس مولد نور مريي در آن عمل مي‌كند.

طول موج اين نورها از طول آنتن بزرگتر است و شكاف درون آنتن اجازه مي دهد كه الكترونهاي تحريك شده در اطراف آن متمركز شوند و يك ميدان قوي الكتريكي بوجود آورند و نور مريي را با شدتي متناسب با توان چهارم نوري كه به عنوان برونداد وارد سيستم مي‌شود، خارج سازند.


جهان نانو و مشكل اصطكاك :

محققاني كه سرگرم تحقيق در خواص اشيا در جهان نانو هستند، براي دستيابي به موفقيت در ساختن دستگاههايي بتواند در اين قلمرو كه ابعاد آن در حدود يك هزارم ميليارديم متر است كار كند، بايد شناخت به مراتب دقيق تري از اصطكاك به دست آورند.

در تراز مولكولي ميزان اصطاك ميزان اجسام تا ‪۱۰‬مرتبه بالاتر از اصطاك در سطح اجسام عادي است. به نوشته هفته‌نامه علمي نيچر يك گروه از محققان از دانشگاه جان هاپكينز به منظور شناسايي دقيق تر آنچه كه در ابعاد بسيار كوچك به وسيله اصطكاك ايجاد مي‌شود از يك مدل شبيه‌سازي شده كامپيوتري بهره گرفتند.

از آنجا كه سطوح در تراز اتمي بسيار دندانه دار و ناصاف هستند، سطح تماس ميان دو جسم در ابعاد نانو بسيار زياد خواهد بود و به همين ميزان استرس و فشاري كه ميان آنها برقرار مي‌شود بسيار بالا مي‌رود.

اين محققان با كمك مدل شبيه‌سازي خود دريافتند كه اگر در تراز نانو تا ميزان دو درصد بر ناهمواري دو سطحي كه با هم در تماسند، افزوده شود، ميزان اصطكاك تا يك درجه از حيث قدر مطلق افزايش خواهد يافت.


افزايش يك حلال توسط نانوذرات، ميزان رسانايي حرارتي را افزايش مي‌دهد!

محققان، رسانايي حراراتي نانوذرات طلاي روكش داده شده به وسيله پليمرها را بررسي كرده و دريافتند كه افزايش يك حلال به طور غير منتظره ميزان رسانايي حرارتي لايه روكش را افزايش مي‌دهد.

محققان دانشگاه ايلي نوي و مينسوتاي آمريكا ادعا كردند: افزايش يك حلال موجب ورم و اماس روكش پليمري شده و به شكل غيرمنتظره‌اي ميزان رسانايي حرارتي لايه روكش را افزايش مي‌دهد.

به نوشته نشريه فناوري نانو و به نقل از سايت ‪ www.nanonet.info‬نانو ذرات فلزي، به ويژه نانوذرات طلا، عوامل حرارتي هدفمندي هستند كه كاربردهاي فراواني در درمان‌هاي پزشكي و دارورساني دارند و با دقت بسيار بالايي داراي اثرات حرارتي در ابعاد زير سلولي مي‌باشند.

زنبين جي، از دانشگاه ايلي نوي اظهار مي‌كند: روش ما راه‌هاي كمي و جديدي براي مطالعه اثرات شيمي و ساختار سطح، برانتقال حرارت درمقياس نانو بين سطح مايع - جامد ارائه مي‌كند و مي‌توان از حرارت و نانو ذرات فلزي براي درمان‌هاي پزشكي استفاده كرد.

اين گروه از ليزر براي گرم كردن نانوذرات و اندازه‌گيري تغييرات جذب ندوري ايجاد شده به ويسله حرارت ايتفاده كردند، اين علائم سرعت سرد شدن نانوذرات را نيز نشان مي‌دهد.

اين ذرات داراي هسته‌هاي طلا با قطر ‪ ۳۰‬نانومتر است و با لايه شيشه‌اي پلي استايرن و يك لايه خارجي تر پلي اكريلات پوشيده و هدايت گرمايي آنها در يك محلول آبي اندازه‌گيري شده است.

محققان معتقدند افزايش رسانايي در روكش پليمري نمي‌تواند به طور مستقيم به نفوذ حلال در پوسته يا به افزايش نظم در رشته‌هاي پلي استايرن وابسته باشد، آنها تاكيد دارند در صورتي كه محاسبات تئوري رسانايي گرمايي در سيستم‌هاي نانو مقياس بر ويژگي‌هاي حرارتي مواد توده‌اي مبتني باشند نمي توان به آنها اطمينان كامل داشت.

نتايج كار اين محققان در ‪ Nano letters‬منتشر شده است .

 

  

تاريخچه فناوري نانو :

در طول تاريخ بشر از زمان يونان باستان، مردم و به‌خصوص دانشمندان آن دوره بر اين باور بودند كه مواد را مي‌توان آنقدر به اجزاء كوچك تقسيم كرد تا به ذراتي رسيد كه خردناشدني هستند و اين ذرات بنيان مواد را تشكيل مي‌دهند، شايد بتوان دموكريتوس فيلسوف يوناني را پدر فناوري و علوم نانو دانست چرا که در حدود 400 سال قبل از ميلاد مسيح او اولين كسي بود كه واژة اتم را كه به معني تقسيم‌نشدني در زبان يوناني است براي توصيف ذرات سازنده مواد به كار برد.
با تحقيقات و آزمايش‌هاي بسيار، دانشمندان تاکنون 108 نوع اتم و تعداد زيادي ايزوتوپ كشف كرده‌اند. آنها همچنين پي برده اند كه اتم‌ها از ذرات كوچكتري مانند كوارك‌ها و لپتون‌ها تشكيل شده‌اند. با اين حال اين كشف‌ها در تاريخ پيدايش اين فناوري پيچيده زياد مهم نيست.
نقطه شروع و توسعه اوليه فناوري نانو به طور دقيق مشخص نيست. شايد بتوان گفت كه اولين نانوتكنولوژيست‌ها شيشه‌گران قرون وسطايي بوده‌اند كه از قالب‌هاي قديمي(Medieal forges) براي شكل‌دادن شيشه‌هايشان استفاده مي‌كرده‌اند. البته اين شيشه‌گران نمي‌دانستند كه چرا با اضافه‌كردن طلا به شيشه رنگ آن تغيير مي‌كند. در آن زمان براي ساخت شيشه‌هاي كليساهاي قرون وسطايي از ذرات نانومتري طلا استفاده مي‌‌شده است و با اين كار شيشه‌هاي رنگي بسيار جذابي بدست مي‌آمده است. اين قبيل شيشه‌ها هم‌اكنون در بين شيشه‌هاي بسيار قديمي يافت مي‌شوند. رنگ به‌وجودآمده در اين شيشه‌ها برپايه اين حقيقت استوار است كه مواد با ابعاد نانو داراي همان خواص مواد با ابعاد ميكرو نمي‌باشند.
در واقع يافتن مثالهايي براي استفاده از نانو ذرات فلزي چندان سخت نيست.رنگدانه‌هاي تزييني جام مشهور ليکرگوس در روم باستان ( قرن چهارم بعد از ميلاد) نمونه‌اي از آنهاست. اين جام هنوز در موزه بريتانيا قرار دارد و بسته به جهت نور تابيده به آن رنگهاي متفاوتي دارد. نور انعکاس يافته از آن سبز است ولي اگر نوري از درون آن بتابد، به رنگ قرمز ديده مي‌شود. آناليز اين شيشه حکايت از وجود مقادير بسيار اندکي از بلورهاي فلزي ريز700 (nm) دارد ، که حاوي نقره و طلا با نسبت مولي تقريبا 14 به 1 است حضور اين نانوبلورها باعث رنگ ويژه جام ليکرگوس گشته است.
در سال1959 ريچارد فاينمن مقاله‌اي را دربارة قابليت‌هاي فناوري نانو در آينده منتشر ساخت. باوجود موقعيت‌هايي كه توسط بسياري تا آن زمان كسب‌شده بود، ريچارد. پي. فاينمن را به عنوان پايه گذار اين علم مي‌شناسند. فاينمن كه بعدها جايزه نوبل را در فيزيك دريافت كرد درآن سال در يک مهماني شام كه توسط انجمن فيزيک آمريكا برگزار شده بود، سخنراني كرد و ايده فناوري نانو را براي عموم مردم آشكار ساخت.
عنوان سخنراني وي «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» بود.
سخنراني او شامل اين مطلب بود كه مي‌توان تمام دايره‌المعارف بريتانيكا را بر روي يك سنجاق نگارش كرد.يعني ابعاد آن به اندازه25000/1ابعاد واقعيش كوچك مي شود. او همچنين از دوتايي‌كردن اتم‌ها براي كاهش ابعاد كامپيوترها سخن گفت (در آن زمان ابعاد كامپيوترها بسيار بزرگتر از ابعاد كنوني بودند اما او احتمال مي‌داد كه ابعاد آنها را بتوان حتي از ابعاد كامپيوترهاي كنوني نيز كوچكتر كرد. او همچنين در آن سخنراني توسعه بيشتر فناوري نانو را پيش‌بيني نمود.
برخي از رويدادهاي مهم تاريخي در شکل گيري فناوري و علوم نانو :
تاريخ

رويدادهاي مهم در زمينه فناوري نانو

1857 مايکل فارادي محلول کلوئيدي طلا را کشف کرد
1905 تشريح رفتار محلول‌هاي کلوئيدي توسط آلبرت انيشتين
1932

ايجاد لايه‌هاي اتمي به ضخامت يک مولکول توسط لنگموير

 (Langmuir)

1959 فاينمن ايده " فضاي زياد در سطوح پايين " را براي کار با مواد در مقياس نانو مطرح کرد
1974 براي اولين بار واژه فناوري نانو توسط نوريو تانيگوچي بر زبانها جاري شد
1981 IBM دستگاهي اختراع کرد که به کمک آن مي‌توان اتم‌ها را تک تک جا‌به‌جا کرد.
1985 کشف ساختار جديدي از کربن C60
1990 شرکت IBM توانايي کنترل نحوه قرارگيري اتم‌ها را نمايش گذاشت
1991 کشف نانو لوله‌هاي کربني
1993 توليد اولين نقاط کوانتومي با کيفيت بالا
1997 ساخت اولين نانو ترانزيستور
2000 ساخت اولين موتور DNA
2001 ساخت يک مدل آزمايشگاهي سلول سوخت با استفاده از نانو لوله
2002 شلوارهاي ضدلك به بازار آمد
2003 توليد نمونه‌هاي آزمايشگاهي  نانوسلول‌هاي خورشيدي
2004 تحقيق و توسعه براي پيشرفت در عرصه فناوري‌نانو ادامه دارد
 

کتاب منبع گرانبهايي است که دانش بشري را فراگير و ماندگارمی كند .به منظور اطلاع علاقه مندان از کتابهاي مربوط به فناوري نانو در کتابخانه هاي کشور، اطلاعات کتابهاي موجود در تعدادي ازکتابخانه ها جمع آوري شده و در اين پايگاه اطلاعاتي قرار گرفته است. از مراکز علمي کشور که داراي کتاب فناوري نانو هستند ، درخواست مي شود اطلاعات کتابها را به همراه نحوه استفاده علاقه مندان از آنها در اختيار اين پايگاه قرار دهند
 آدرس تماس:
setad@irannano.org

نوشته شده توسط مسعود ستاری در جمعه هشتم دی 1385 ساعت 8:48 PM | لینک ثابت |
 
business articles