علاوه بر این، کوچک تر بودن ابعاد نانو ذرات از طول موج بحرانی نور، آنها را نامرئی و شفاف می نماید. این خاصیت باعث شده است تا نانو ذرات برای مصارفی چون بسته بندی، مواد آرایشی و روکش ها مناسب باشند.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

برخی از خواص نانو ذرات با درک افزایش اثر اتم های سطحی یا اثرات کوانتومی به راحتی قابل پیش بینی نیستند. مثلاً اخیراً نشان داده شده است که « نانو کره های » به خوبی شکل یافتۀ سیلیکون به قطر ۴۰ تا ۱۰۰ نانومتر، نه تنها سخت تر از سیلیکون می باشند بلکه از نظر سختی بین سافیر و الماس قرار می گیرند.
مواد در مقیاس نانو رفتار کاملاً متفاوت، نامنظم و کنترل نشده ای از خود بروز می دهند. با کوچکتر شدن ذرات خواص نیز تغییر خواهند کرد. مثلاً فلزات، سختر و سرامیک نرمتر می شوند و یا آلیاژی ها تا حدی سختر و سپس دوباره نرم می شوند. خواص نوری و الکترو مغناطیسی نیز تحت تاثیر اندازه بوده و با کاهش اندازه ذرات تغییر می کنند. از این خاصیت در تهیه حفاظتهای خورشیدی و پلیمرهای بسته بندی استفاده شده است، با این ترتیب که حفاظهای خورشیدی تنها نسبت به نور مرئی شفاف بوده و طول موجهای کوتاهتر مثل اشعه ماوراء بنفش را جذب می کنند.
بدین ترتیب اگر بتوانیم اتمها و مولکولهای منفرد را دستکاری کنیم و در آرایش و پیکربندی ۲ معینی در کنار یکدیگر قرار بدهیم بایستی بتوانیم هر چیزی را که می خواهیم پدید آوریم.
تهیه پودر در ابعاد نانو یکی از مهمترین مراحل در فناوری نانو مواد است و می توان گفت اصلی ترین مرحله در نانو مواد وجود روشهایی برای تهیه پودرهای نانومتری است . زیرا مواد پیشرفته ، دارای فناوری هایی با دامنه وسیع کابرد و در حال رشد هستند. داشتن اطلاعاتی درباره نانو سرامیکها و نانوفلزات و یا به طور کلی نانو پودرها ، کمک شایانی در ارزیابی روش های مختلف در تولید پودرهای نانومتری خواهد کرد. سرامیکهای پیشرفته، غیر آلی و غیر فلزی بوده، ترکیبات پودری ریز دارند ، همچنین خالص بوده، ترکیبات شیمیایی آنها اغلب پیچیده است و ساختاری بلوری دارند.
زمان ظهور نانو سرامیکها را می توان دهه ۹۰ میلادی دانست . در این زمان بوده که با توجه به خواص بسیار مطلوب پودرهای نانوسرامیکی، توجه محققان به آنها معطوف شد، اما روش های تهیه آنها چندان آسان و مقرون به صرفه نبود. با پیدایش نانو فناوری، نانو سرامیکها نیز هرچه بیشتر دارای اهمیت شدند . در حقیقت فناوری نانو با دیدگاهی که ارائه می کند، تحلیل بهتر پدیده ها و دست یافتن به روش های بهتر برای تولید مواد را امکان پذیر می سازد. شکل گرفتن علم ومهندسی نانو ، منجر به درک بی سابقه اجزای اولیه پایه تمام اجسام فیزیکی و کنترل آنها شده است و این پدیده به زودی روشی را که اغلب اجسام توسط آنها طراحی و ساخته می شده اند، دگرگون می سازد.
همان طور که قبلاً گفتیم فناوری نانو توانایی کار در سطح مولکولی برای ایجاد ساختارهای بزرگ است که دارای ماهیت سازماندهی مولکولی جدید و خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی جدید و بهتری هستند.
بدین ترتیب ، بهره برداری از این خواص با کنترل ساختارها و دستگاه ها در سطوح اتمی و مولکولی و دستیابی به روشی کارآمد در ساخت و استفاده از این دستگاه ها امکان پذیر می شو د . هدف دیگر ، حفظ پایداری نانو ساختارها در مقیاس میکرونی و ماکروسکوپی است. اهم مراحل ساخت قطعات سرامیکی با ساختارهای خاص ، ابعاد دقیق و کارایی زیاد عبارتند از : تهیه پودر ، الک کردن آن بر مبنای اندازه، کنترل ژئولوژی، فرایند شکل دهی، تف جوشی، ماشین کاری نهایی و کنترل کیفیت.
پودر سرامیکی، ماده ای لازم بر ای ساخت بیشتر سرامیکهای ساختاری، سرامیکهای الکترونی ، پوششهای سرامیکی و فرآیندهای شیمیایی مربوط به سرامیکها است . برای اکثر ترکیبات پیشرفته سرامیکی، پودر اولیه، عاملی تعیین کننده است
. خواص پیشرفته ترکیبی سرامیکی به صورت ویژه ای تحت تأثیر خواص پودر اولیه است . از مهمترین خواص لازم، خلوص شیمیایی پودر، توزیع اندازه ذرات و روشی است که پودرها در قطعه ای خام قبل از تف جوش فشرده می شوند.
پودرهای با توزیع اندازه ذرات باریک می توانند در طول یک ردیف فشرده شوند. در ابعاد ریز میکرونی ، تف جوشی می تواند در دماهای پایین تری روی بدهد . بنابراین در تولید سرامیکهای پیشرفته ، احتیاج بسیاری به توسعه روش های تولید است که توانایی تولید پودرهای ریز میکرونی با خلوص شیمیایی و با توزیع مورد نظر از اندازه ذرات را داشته باشند.
پودرهای نانو سرامیکی بخش مهمی از فروش تمام مواد نانومتری را تشکیل می دهند و می توان گفت چیزی حدود۹۰% کل مواد نانومتری را تشکیل می دهند
۱-۴-نانوتکنولوژی
نانو تکنولوژی محدوده ای از تکنولوژی است که در این محدوده انسان می تواند انواع ترکیبات آلیاژها وسایل و ابزار ها و بطور کلی سیستم ها و سازه های گوناگون را در مقیاس اتمی مولکولی در ابعاد نانو متری (یک میلیاردم متر )طراحی کرده و به مرحله ساخت برساند.
نانو تکنولوژی را می توان بر اساس اجزاء تشکیل دهنده یعنی (نانو)و (تکنولوژی) تعریف کرد.
کلمه نانو دارای ریشه یونانی بوده و به معنی کوتاه وکوتوله است و تکنولوژی در کلبه معنی ساخت ابزار های کاربردی با بهره گرفتن از قوانین علمی می باشد .
نانو تکنولوژی با ساختار های مختلفی سرو کار دارد که این ساختار ها دارای ابعاد چند میلیاردم متر میباشند .
به طور کلی محدوده ابعاد مورد بحث در نانو تکنولوژی عبارت است از ابعادی بین ۱تا۱۰۰ نانو متر اما این محدوده بخش زیادی از محدوده ی ابعاد علوم مختلف است که از کریستالو گرافی با اشعه Xگرفته تا فیزیک اتمی و مباحث شیمی و…….
را شامل میشود . لذا برای مشخص کردن محدوده ی کاری فرض میکنیم که نانو تکنولوژی تنها شامل ساخت و تولید در محدوده ی تعریف شده با بهره گرفتن از وسایل مخصوص میباشد.
بطور خلاصه نانو تکنولوژی شامل دستکاری مواد در حوزه ی اتم ها بوده که شامل قرار دادن اتمها در جای خاص خود می باشد و اجازه میدهد تا مواد سبکتر محکم تر ارزان تر تمیز تر وبا دفت ابعادی بالاتر ساخته شود.
بطور کلی در نانو تکنولوژی چهار موضوع اساسی مورد بحث قرار میگیرد که عبارتند از:
کوچک سازیسیستم ها
بدست آوردن مواد جدید در ابعاد نانو متری
افزایش کارایی و اتوماسیون سیستمها و تجهیزات
افزایش قابلیت ذخیره سازی اطلاعات
۱-۵-نانو مواد
هر ماده­ای که لااقل یکی از ابعاد آن زیر ۱۰۰ نانومتر باشد، در محدوده­ نانومواد جای می­گیرد. البته این بحث بیشتر شامل نانوذرات، نقاط کوانتومی، نانوسیم­ها، نانوالیاف، نانوکپسول­ها، نانوبلورها، مواد نانومتخلخل و مواد نانودانه و غیره است که روز به روز در حال گسترده شدن می­باشند. نانومواد دارای چشم انداز ویژه­ای می­باشد که می ­تواند در زمینه ­های وسیعی از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. از مهمترین خواص مواد نانوسایز ابعاد آنها می­باشد. مواد نانوسایز با خوشه­ای از مولکول­ها در حد یک نانومتر یا کمتر و یا با چند عدد کریستال که دارای ابعاد کمتر از ۱۰۰ نانومتر هستند، می­باشد. اگر اندازه دانه با اندازه ذره
یکی باشد به ذره نانو، تک کریستال گویند.
ذرات نانو بسته به ابعادشان به چهار دسته تقسیم می­شوند] ۳[:
الف) ذرات صفر بعدی (مانند ذرات کروی که قطر آنها زیر ۱۰۰ نانومتر باشد)
ب) ذرات یک بعدی (مانند نانووایرها)
ج) ذرات دو بعدی (مانند فیلم نازک و کفپوش­ها)
د) ذرات سه بعدی (مانند مواد با ساختار نانو که خود ماده نانو نیست بلکه ساختارهایش نانویی است)
نانوپودرها که بخش عمده­ای از فعالیت­های نانوتکنولوژی را به خود اختصاص داده­اند، از نوع نانومواد صفر بعدی می­باشند.
۱-۵-۱- محاسن نانو تکنولوژی
نانو تکنولوژی میتواند به وسیله راه های زیر به کاهش آلودگی در محیط زیست کمک کند:
۱-کاهش مصرف مواد اولیه
۲-کاهش ضایعات
۳-کاهش مواد منتشر شده
۴-کاهش تولید مواد سمی
۵-استفاده از کاتالیزور های غیر سمی با کمترین میزان تولید مواد آلوده کننده
۶-ساخت سریع مولکول های مفید و مورد نیاز
۷- ساخت سریع مولکولهای مفید مورد نیاز
جدول(۱-۲). برخی کاربرد های فعلی و آینده مواد نانو[۲۰]