nano seramik

iman_gj الأحد مارس 09, 2008 12:13 pm

در اين مقاله پس از تعريف نانوتكنولوژي به تعريف نانوسراميك اشاره شده است. نانوسراميك ها، سراميك هايي هستند كه در ساخت آنها از اجزاي اوليه در مقياس نانو (مانند نانوذرات، ناتوتپوپ ها و نانولايه ها) استفاده شده است سپس به مراحل تكامل نانوسراميك ها اشاره شده كه عبارتند از مرحله اول سنتز اجراي اوليه، مرحله دوم، ساخت ساختارهاي نانو با استفاده از اين اجزاء و كنترل خواص و مرحله سوم: ساخت محصول هايي با استفاده از نانو سراميك بدست آمده از مرحله دوم - در قسمت ديگري از مقاله به ويژگيهاي سراميك ها اشاره شده است كه از جمله به خواص چون كوچك، سبك، داراي خواص جديد، چند كاربردي، هوشمند و داراي سازماندهي مرتبه اي اشاره شده است. كاربردهاي نانو سراميك ها نيز در صنايع مختلف در اين مقاله توضيح داده شده است.

نانوسراميك چيست؟

به نقل از خبرنامه انجمن سراميك ايران, سيد محسن محمودي سپهر

مقدمه :

زمان ظهور نانوسراميك‌ها را مي‌توان دهة 90 ميلادي دانست. در اين زمان بود كه با توجه به خواص بسيار مطلوب پودرهاي نانوسراميكي، توجهاتي به سمت آنها جلب شد، اما روشهاي فرآوري آنها چندان آسان و مقرون به‌صرفه نبود. با پيدايش نانوتكنولوژي، نانوسراميك‌ها هرچه بيشتر اهميت خود را نشان دادند. در حقيقت نانوتكنولوژي با ديدگاهي كه ارائه مي‌كند، تحليل بهتر پديده‌ها و دست‌يافتن به روشهاي بهتري براي توليد مواد را امكان‌پذير مي‌سازد.

شكل‌گرفتن علم و مهندسي نانو، منجر به درك بي‌سابقة اجزاي اوليه پاية تمام اجسام فيزيكي و كنترل آنها شده‌است و اين پديده به‌زودي روشي را كه اغلب اجسام توسط آنها طراحي و ساخته مي‌شده‌اند، دگرگون مي‌سازد.

نانوتكنولوژي توانايي كار در سطح مولكولي و اتمي براي ايجاد ساختارهاي بزرگ مي‌باشد كه ماهيت سازماندهي مولكولي جديدي خواهندداشت و داراي خواص فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي جديد و بهتري هستند. هدف، بهره‌برداري از اين خواص با كنترل ساختارها و دستگاهها در سطوح اتمي، مولكولي و سوپرمولكولي و دستيابي به روش كارآمد ساخت و استفاده از اين دستگاهها مي‌باشد. هدف ديگر، حفظ پايداري واسط‌ها و مجتمع‌نمودن نانوساختارها در مقياس ميكروني و ماكروسكوپي مي‌باشد.

هميشه با استفاده از رفتارهاي مشاهده‌شده در اندازه‌هاي بزرگ، نمي‌توان رفتارهاي جديد در مقياس نانو را پيش‌بيني كرد و تغييرات مهم رفتاري صرفا" به‌خاطر كاهش درجة بزرگي اتفاق نمي‌افتند، بلكه به دليل پديده‌هاي ذاتي و جديد آنها و تسلط‌يافتن در مقياس نانو بر محدوديتهايي نظير اندازه، پديده‌هاي واسطه‌ا‌ي و مكانيك كوانتومي مي‌باشند.

نانوسراميك‌ها :

نانوسراميك‌ها، سراميك‌هايي هستند كه در ساخت آنها از اجزاي اوليه در مقياس نانو (مانند نانوذرات، نانوتيوپ‌ها و نانولايه‌ها) استفاده شده‌باشد، كه هركدام از اين اجزاي اوليه، خود از اتمها و مولكولها بدست آمده‌اند.

بعنوان مثال، نانوتيوپ يكي از اجزاي اوليه‌ا‌ي است كه ساختار اولية كربن c60 را تشكيل مي‌دهد. به‌طور كلي فلوچارت سازماندهي نانوسراميك به شكل زير مي‌باشد :

بنابراين مسير تكامل نانوسراميك‌ها را مي‌توان در سه مرحله خلاصه كرد :

مرحلة 1 : سنتز اجراي اوليه
مرحلة 2 : ساخت ساختارهاي نانو با استفاده از اين اجزاء و كنترل خواص
مرحلة 3 : ساخت محصول نهايي با استفاده از نانوسراميك بدست‌آمده از مرحلة دوم
ويژگيها :

ويژگيهاي نانوسراميك‌ها را مي‌توان از دو ديدگاه بررسي كرد. يكي ويژگي نانوساختارهاي سراميكي، و ديگري ويژگي محصولات بدست‌آمده است.

ويژگيهاي نانوساختارهاي سراميكي :

كوچك، سبك، داراي خواص جديد، چندكاركردي، هوشمند و داراي سازماندهي مرتبه‌ا‌ي.

ويژگيهاي محصولات نانوسراميكي :

- خواص مكانيكي بهتر: سختي و استحكام بالاتر و انعطاف‌پذيري كه ويژگي منحصربه‌فردي براي سراميك‌هاست.

- داشتن نسبت سطح به حجم بالا كه باعث كنترل دقيق بر سطح مي‌شود.

- دماي زينتر پايين‌تر كه باعث توليد اقتصادي و كاهش هزينه‌ها مي‌گردد.

- خواص الكتريكي، مغناطيسي و نوري مطلوب‌تر: قابليت ابررسانايي در دماهاي بالاتر و قابليت عبور نور بهتر.

- خواص بايويي بهتر (سازگار با بدن).

كاربردها :

نانوتكنولوژي باعث ايجاد تحول چشمگيري در صنعت سراميك گشته‌است. در اين ميان نانوسراميك‌ها، خود باعث ايجاد تحول عظيمي در تكنولوژي‌هاي امروزي مانند الكترونيك، كامپيوتر، ارتباطات، صنايع حمل‌ونقل، صنايع هواپيمايي و نظامي و … خواهندشد. برخي كاربردهاي حال و آيندة نانوسراميك‌ها در جدول زير آمده‌است.

آينده
حال
زمان

نانوساختارها

نانوروكش‌هاي چندكاركردي

رنگ‌دانه‌ها

پوليش‌هاي مكانيكي-شيميايي
حايل‌هاي حرارتي

حايل‌هاي اپتيكي

(UV و قابل رؤيت)

تقويت Imaging

مواد جوهرافشان

دوغاب‌هاي روكش ساينده

لايه‌هاي ضبط اطلاعات
پوشش‌ها و ديسپرژن‌ها

سنسورهاي ويژة مولكولي

ذخيرة انرژي
(پيل‌هاي خورشيدي و باطري‌ها)
غربال‌هاي مولكولي

مواد جاذب و غيرجاذب

داروسازي

كاتاليست‌هاي ويژه

پركننده‌ها
سراميك‌هاي داراي
سطح ويژة بالا

نوارهاي ضبط مغناطيسي

قطعات اتومبيل

فعال‌كننده‌هاي پيزوالكتريك

نيمه‌هادي‌ها

ليزرهاي كم‌ پارازيت

نانوتيوپها براي صفحه نمايشهاي

وضوح بالا
هدهاي ضبط GMR
نانوابزارهاي عملگر

شكل‌دهي سوپرپلاستيك

سراميكها

مواد ساختاري فوق‌العاده سخت

و مستحكم

سرماسازهاي مغناطيسي

سيمان‌هاي انعطاف‌پذير

https://2img.net/h/oi26.tinypic.com/2qs5d6o.jpg