الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
ژورنال آلیاژها و ترکیبات استراتوم ریسورسس، سیدنی، استرالیا؛ الزویر
مرجع به انگلیسی
Journal of Alloys and Compounds, Stratum Resources, Sydney, NSW , Australia; Elsevier
کشور
استرالیا
نانو مواد کاربردهای عملی و اساسی
چکیده
واژه نانو تکنولوژی، که محدوده کاربرد عمومی‌گسترده ای یافته است، بعنوان مفهومی بشمار می‌آید که در بردارنده طیف گسترده ای از رویه های توسعه یافته در رشته‌های مختلف می‌باشد. مؤلفه ها یا اجزای الکترونیکی نانو مقیاس، همراه با کاربرد نانو کربن- سیاه یا سیلیکات های تولیدی با استفاده از فرآیند سل- ژن، از یک قرن سابقه برخوردار می‌باشند. امروزه واژه نانو تکنولوژی مرتبط با ذرات یا ترکیباتی است که ابعاد آنها در اندازه از چندین نانومتر تا حول و حوش ۱۰۰ نانومتر می‌باشد. تحقیقات گسترده هم اکنون در رشته های جدید و در مضامین تحقیقاتی دانشگاهی و صنعتی با کمک ذرات دارای مقیاس نانو یا زیر ترکیبات آنها انجام می‌پذیرند. همراه با اقلامی که قبلاً با آنها آشنایی داریم، این تحقیقات که در ارتباط با رویه های کاربردی می‌باشد سعی خواهد داشت تا مضامین توسعه یافته در این رشته، نظیر نانو لوله های کربنی یا مدارهای الکترونیک، را تحت پوشش قرار دهد. کلیه این مواد متشکل از دانه هایی می‌باشند که حاوی اتم های بیشماری هستند. دانه های مواد متعارف از نظر اندازه از ده ها میکرون تا یک یا چند میلیمتر متفاوت می‌باشند. نانو مواد بیش از این دیگر به عنوان یک مضمون آزمایشگاهی صرف مطرح نبوده و هم اکنون روند تجاری سازی خود را شروع نموده است و از اینرو فعالیت های پیش روی در حال انجام هستند که غالباً کشورهایی همچون ایالات متحده، انگلستان، ژاپن، سنگاپور، مالزی، تایوان، کره، آلمان و در خلال سالیان اخیر چین و استرالیا نیز در این کار دخیل می‌باشند. چنین موضوعی در حقیقت سرآغاز علم جدید به شمار می‌آید و کاربرد آن در زندگی روزمره آن را به صورت کاملاً مشهودی هویدا نموده است. پتانسیل مواد معدنی نانو، که به عنوان یکی از بخش های تکنولوژی نانو مواد به شمار می‌آید دارای نتایج کاملاً حقیقی و مفیدی است:
تولید مواد و محصولات با ویژگی های جدید.
مشارکت در زمینه راه حل های مرتبط با مشکلات محیطی.
ارتقای تکنولوژی های موجود و توسعه کابردهای جدید.
بهینه سازی شرایط اولیه برای کاربردهای عملی.
نانو مواد کاربردهای عملی و اساسی
نانو مواد باعث ایجاد انقلابی در عملکرد مواد شده اند. بواسطه آنکه این مواد بسیار کوچک می‌باشند، آنها از توجه کافی و در برخی از مواقع ویژگی های نوین برخوردار هستند. ارتقای قابل توجه ویژگی های نوری، مکانیکی، الکتریکی، ساختمانی و مغناطیسی در این مواد به صورت شایع به چشم می‌خورد. برخی از ویژگی های این مواد عبارتند از :
اندازه دانه در مرتبه m (1–۱۰۰ nm)10-9،
سطح مساحت کاملاً بزرگ و خاص
ویژگی های کاملاً جذاب و مفید
کاربردهای سازه ای و غیر سازه ای،
مواد محکم تر و شکل پذیرتر،
موادی که از نظر شیمیایی کاملاً فعال می‌باشند.
تولید نانو مواد. روش های شناخته شده گسترده بسیاری جهت تولید نانو مواد به غیر از روش انجام عملیات به طور مستقیم بر روی اتم وجود دارد. در عملیات قوس پلاسما، دماهای بسیار بالایی در ارتباط با تشکیل یک قوس یا پلاسما جهت جداسازی مؤثر گونه های اتمی مواد اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد که به سرعت، سطح خارجی پلاسما را مجدداً جهت تشکیل ذرات دارای اندازه نانو ترکیب می‌نماید، ذراتی که ممکن است دارای ترکیبات جدیدی گردند. در مورد ته نشست شدگی بخار شیمیایی، گازهای مصرفی در یک اتاق واکنش داده و گونه هایی را حاصل می‌نمایند که به یک سطح بستر یا زیر لایه (سوبسترا) جذب می‌شوند. دوباره، محصولات واکنشی را می‌توان نه تنها بر حسب ترکیب بلکه بر حسب چگونگی ته نشست شدگی کنترل نمود. لایه مربوطه به صورت مؤثر فراهم آورنده قالبی می‌باشد که از آن پوشش ته نشست شده را می‌توان به روشی کاملاً کنترل شده رشد داد که ته نشست شدگی – الکترو را می‌توان بعنوان یک رویه مشابه ذکر کرد.
نانوتکنولوژی در حقیقت کلمه ای می‌باشد که تقریباً به صورت روزمره در مطبوعات تکرار می‌گردد. با بهره گیری از نانو تکنولوژی امکان به وجود آوردن مواد از بلوک های تشکیل دهنده دارای اندازه خوشه‌های اتمی امکان پذیر می‌باشد، موردی که معرف رویه های پیشرفته علوم الکترونیک، مغناطیس، نوری و ویژگی های شیمیایی می‌باشد. ویژگی های ارتقاء یافته که تاکنون به وجود آمده و عرضه شده اند فراتر از پتانسیل وابسته به موارد ذاتی مینیاتوری سازی یا کوچک سازی خواهند بود. نانو مواد جزء پودرها یا موادی می‌باشند که در مقیاس نانو (۱ـ۱۰۰ نانو متر) بهینه گردیده‌اند. در اندازه نانو تئوری های کلاسیک و علم مکانیک کوانتوم بیش از این معتبر نبوده و یکسری از ویژگی های قابل انتظار و بیشمار امکانپذیر می‌گردند. کاربردهای جدید برای مواد را می‌توان به صورت رویه های نوین و یا ویژگی های کاملاً ارتقاء یافته در نظر گرفت چنین ویژگی‌هایی شامل شفافیت، آبگریزی، فوتولومینسنس، زبری و سختی، حس شیمیایی و حالت موجودیت زیستی می‌باشند. محصولات تولید شده از این مواد نشان دهنده ویژگی های منحصر به فردی بوده و دارای محدوده گسترده ای از ارزش بالا از نکته نظر کاربردهای تجاری در بازارهایی می‌باشند که به سرعت گسترش می‌یابند. ویژگی کلیدی نیاز به نانو ذرات جهت جذب بازارهای دارای ارزش بالا به شرح ذیل خواهد بود: اندازه ذره کوچک، توزیع اندازه باریک، سطوح اندکی از حالت کلوخ شدگی یا انباشتگی و قابلیت توزیع و پخش شدگی بالا.
نانو مواد کاربردهای عملی و اساسی
۲- مثال هایی از کاربرد نانو تکنولوژی
۱ـ۲٫ فیلرهای کاربردی پلیمری
نیاز برای محصولات پلاستیکی جهت ارتقاء ویژگی های ویسکو پلاستیکی اصلی آنها، به منظور رقابت با مواد سنتی، از طریق توسعه مواد کامپوزیت پاسخ داده شده است. چنین امری از طریق بهره گیری از فیلرها یا پرکننده های غیر عالی نظیر الیاف شیشه ای، سریشم یا کائولین انجام می‌شود. بر این مبنا اضافه کردن مواد تقویتی مبتنی بر مواد معدنی بصورت مقادیری بین ۲۰ و ۶۰ درصد به پلیمرها به منظور حاصل آوردن ویژگی های مطلوب اعمال می‌شود. یکی از عیوب مرتبط افزایش دانسیته این مواد کامپوزیت می‌باشد. در انتهای دهه۱۹۸۰، تویوتا یک ایده کاملاً جدید را با کمک نانو خاک رس، جهت بهینه سازی ویژگی های پلاستیکی مورد استفاده در صنعت ماشین سازی توسعه داد. این توسعه متکی به بنتونیت می‌باشد، یک ماده خاک رسی لایه ای که برای یک قرن در بخش صنایع مورد استفاده قرار گرفته است. پلیمرهای کاربردی دارای تطبیق پذیری بسیار بیشتری در مقایسه با مواد ساختاری کلاسیک می‌باشند. علاوه بر ارتقای عملکرد سیستم ها در تکنولوژی پزشکی، ارتباطات یا اپتوالکترونیک، پلیمرهای کاربردی، همچنین در محصولات روزمره نظیر رنگ و بتن نیز استفاده می‌شوند. پلیمرهای کاربردی سنتی از مونومرهای خاص و یا از طریق کنترل دقیق معماری پلیمر تولید می‌شوند. حتی مقادیر اندکی از پلیمرهای کاربردی می‌توانند تأثیرات شدیدی را بر جای گذارند.
۲ـ۲٫ آرایه های نانو سیمی و نانو لوله ای برای پوشش EMI
مواد کامپوزیت با ویژگی های ممتاز حرارتی، الکتریکی و مکانیکی، نانو سیم های نیمه هادی و فلزی، بعنوان مباحث بیوآسی (bioassays) و غیره، همراه با نانو لوله های کربنی، لوله های یکپارچه ورق های گرافیتی با قطر نانو اندازه، شامل نانو لوله های کربنی تک جداره (SWNT) و نانو لوله‌های کربنی چند جداره (MWNT) در این مقوله جای می‌گیرند. در برخی از مواقع، انتهای نانو لوله ها باز می‌باشند، در حالی که در مواقع دیگر آنها با استفاده از کلاهک های پرکننده بسته می‌شوند. منوط به مسیر صفحه و قطر، یک نانو لوله ممکن است فلزی یا نیمه رسانا باشد. در مقایسه با کلیه دیگر انواع مواد طبیعی، نانو لوله های کربنی دارای بالاترین میزان استحکام از نکته نظر تئوریکی می‌باشند، با این وجود گرانش خاص آنها تنها ۶/۱ فولاد است. نانو لوله های کربنی فراهم آورنده مزیت های خاص در زمینه پوشش دهی و جذب تابش الکترو مغناطیسی، انتشار میدانی، رسانای حرارتی، ذخیره هیدروژن، جذب، کاتالیز و غیره می‌باشند.
۳ـ۲٫ حسگر گاز شیمیایی
آرایه های قدرتمند میکرو حسگر و ماکرو حسگر دارای توان پائین با حساسیت بالا و انتخاب پذیری بالا، نظیر حسگرهای رطوبت، حسگرهای مقاوم وضعیت جامد، حسگرهای گاز قابل اشتعال و غیره می‌باشند.
۴ـ۲٫ MEMS سرامیکی
میکرو اجزاء دو بعدی و سه بعدی و ادوات میکرو الکترومکانیکی برای محیط های کاربردی سخت، MEM های دارای نسبت ویژگی بالا، صفحات میکرو کانال و غیره طراحی می‌شوند.
۵ـ۲٫ بقای انرژی
ابزارهای فوتوولتائیک، تشخیص تابش، الکترولومینانس و مواد پایدار، اجزای منابع انرژی مزوسکپیک (mesoscopic) وغیره در این دسته جای دارند.
۶ـ۲٫ علم الکترونیک و رشته های مرتبط
کاوشگرهای پویشی و استانداردهای میکروسکپی پویشی، رسانه ذخیره سازی و حافظه ترابیت، صفحات نمایشگر تخت، میکرو الکترونیک های خلاء برای محیط‌های سخت، کاتد های انتشار داده میدان، مواد شکاف باند فوتونیک و ابزارهای گوناگون دیگر در این رده قرار می‌گیرند.
۷ـ۲٫ مواد ضد رسوب دریایی
به واسطه اندازه کوچک نانو مواد، این ذرات در شبکه های پوششی نگهداری می‌شوند و به آسانی به خارج از محیط پوششی همانند محیط دریایی نشت نمی‌کنند، و در عین حال به آ هستگی سبب انتشار یون شده تا آنکه ویژگی ضد رسوب طولانی تری فراهم شود. نیاز برای افزایش طول عمر فعالیت ضد میکروبی در محیط های دریایی کاملاً محسوس می‌باشد.
۸ـ۲٫ الیاف منسوجات
نانو ذرات در محصولاتی نظیر نایلون، پلی پروپلین و دیگر پلیمرها به کار گرفته شده تا آنکه ویژگی ضد میکروبی دراز مدتی را در محیط های خشن و پس از سیکل های حرارتی گسترده فراهم آورد. نیاز جهت به حداقل رسانی یا حذف رشد میکروبی بر روی بسترهای مختلف منسوجات هم اکنون بعنوان یک چالش اصلی پیش روی متخصصین این عرصه می‌باشد.
۹- ۲ پوشش های دائمی
فعالیت ضد باکتری طولانی مدت را می‌توان در بسیاری از فرمولاسیون های پوششی از طریق تعامل و به کارگیری نانو مواد حاصل نمود. نیاز جهت به کارگیری پوشش های دائمی که در آن ویژگیهای ضد باکتریایی و یا خصیصه های مربوط به کارگرفته شود را می‌توان هم اکنون در بسیاری از صنایع مشخص نمود، همانند صنایع بهداشتی یا مراقبت های بهداشتی، فراوری غذایی، سرویس غذایی و همچنین رنگهای عمومی و پوششهای مربوطه. NanoTek اکسید روی، اکسید مس یا اکسیدهای روی ناخالص به طور کامل در تعامل با مجموعه گسترده ای از فرمولاسیون های پوششی به کار گرفته می‌شوند، شامل اورتان ها، آکرلیک ها و وینیل استات ها و مواردی که سودمندی آنها در مقابل اشعه ماورای بنفش و ترموستینگ یا پوششهای حراراتی و همچنین سیستمهای پوشش مبتنی بر آب نشان داده شده است.
۱۰-۲ کاتالیزورها
استفاده از نانومواد بر مبنای اکسیدهای فلزی زمینی نادر به ما اجازه خواهد داد تا قابلیت مهیا سازی لایه های فعال نازک تر را داشته باشیم، که به معنای کاربرد کمتر فلزات گرانبها خواهد بود. این نوع مواد همچنین اجازه آماده شدن جهت پراکندگی یا دیسپرسیون بیشتر جامدات که کاملاً پایدار و مستحکم می‌باشند را خواهد داد و سبب به حداقل رسانی تعداد مراحل پوششی و اتلاف‌ها، بواسطه قابلیت پراکنده سازی حالت کلوخه شدگی، خواهد شد. مبدل های اتوماتیک با قابلیت فعل و انفعالات مختلف یکی از نکات تمرکز کلیدی برای عملکرد کاتالیزوری بشمار می‌آیند.
۱۱-۲ . پیل های سوختی
پیل های سوختی، احتمالاً بواسطه تداوم رشد قیمت منابع انرژی متعارف، از اهمیت فزاینده ای برخوردار می‌شوند. این موضوع گزارش شده است که استفاده از اکسیدهای فلزی نادر زمینی در ویژگیهای مختلف طراحی پیل سوختی کاربرد یافته است ، اما کاربرد آنها، مخصوصاً به عنوان اجزای به کارگرفته شده در الکترودها و به عنوان الکترود های دارای دمای پایین در پیل های سوختی اکسید جامد (SOFC) کاملاً مشهود است. نانوسریا و ترکیب اکسیدهای فلزی نادر زمینی معرف یک عرصه امید بخش در زمینه تست و بررسی چنین کاربردهایی می‌باشند.
۱۲-۲٫ فرمولاسیون های کرم های ضدآفتاب
نانومواد می‌توانند به عنوان بلوکه کننده های خورشید جهت محافظت از پوست انسان در فرمولاسیون های خاص به کار گرفته شوند که سبب شفافیت، نرمی و وضوح پوست خواهند شد. با حذف اشعه های مضر UV یا ماورای بنفش که از سوی خورشید متصاعد می‌شوند شاهد پیشرفت فزاینده‌ای در امور بهداشتی می‌باشیم.
۱۳-۲٫ صیقل دادن نیمه رساناها
با توجه بدانکه صنعت نیمه رسانا رویه حرکت خود به سمت ایجاد معماریهای تراشه کوچکتر را تداوم داده است، نیاز جهت به کارگیری دوغاب های CMP به عنوان یک امر ضروری مطرح می‌باشد که نمی‌توان آن را با استفاده از رویه های گذشته به طور مطلوب حاصل نمود. سیلیکاهای پوشیده از فوم و سلیکاهای کلوئیدی امروزی نیز مورد استفاده قرار گرفته اند. هر دوی این مواد دارای نانو ذراتی می‌باشند که استفاده از آنها برای چندین دهه تداوم داشته است. انواع جدید این محصولات هم اکنون در حال توسعه می‌باشند، شامل سریا (ceria)، اکسیدهای فلزی نادر زمینی ترکیب شده و پاشیدگی آلومینا، که در خط مقدم فراهم آوردن سطوح مسطح و یکنواخت قابل توجه و در عین حال نرخ برداشت های موثر عمل می‌نمایند. شیمی سطح منحصر بفرد این نانو مواد اجازه فرمول بندی این دیسپرسیون ها یا پاشیدگیهای کاملاً متمرکز در PH های مختلف را خواهد داد. کابت (Cabot) از جمله دیگر محصولات در حال توسعه و پیشرو برای این بازار بشمار می‌آید.
نانو مواد کاربردهای عملی و اساسی
۳- نتیجه گیری
نانو ذرات به وسیله شرکت های بسیاری، چه کوچک و چه بزرگ، در حال توسعه می‌باشد. دانشگاه های مختلف در این زمینه به ما کمک می‌نمایند تا مباحث مختلف تحقیقاتی مدرن به سمت جلو حرکت نمایند. شاید شایع ترین محصولاتی که در آن از نانو ذرات، بشکل امروزی آن، استفاده شده است را می‌توان بدین صورت برشمرد: سیلیکاهای فوم دار، سیلیکای کلوئیدی، اکسید روی با اندازه نانو، اکسید مس و آلومینا. یکی از بازارهایی که هم اکنون به سرعت در حال رشد می‌باشد، که احتمالاً به عنوان بزرگ ترین بازار از نظر حجم در زمان کنونی تلقی می‌شود، تولید خاک رس نانوئی ساخته شده از مونتموریونیت (montmorillonite) (بخش اصلی بنتونیت) می‌باشد که در کابل های ضد اشتعال و در بخش های صنایع اتومبیل سازی به کار گرفته می‌شود. پیشرفت علوم نانو از لابراتوار به تکنولوژی که آن را در زمینه تولید محصولات مناسب می‌سازد، به عنوان هدف بسیاری از شرکت های نوپای کوچک امروزی مطرح شده است. حرکت این مواد به سمت تولید محصولات و تجاری سازی آنها هم اکنون هدف شرکت های اصلی شیمیایی و صنعت مواد می‌باشد. چنین امری از طریق بهره گیری از برنامه های داخلی و از طریق سرمایه گذاری در شرکت های تکنولوژی کوچک جهت یافتن مواد، فرآوری ها و کاربردها، میسر خواهد شد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
