به وبلاگ من خوش آمدید

نانوذرات سراميكي رايج ترين نانوذرات، نانوذرات سراميكي هستند كه به سراميك هاي اكسيد فلزي، نظير اكسيد هاي تيتانيوم، روي، آلومينيوم و آهن و نانوذرات سيليكاتي (سيليكات ها يا اكسيد هاي سيليكون نيز سراميك هستند)كه عموماً به شكل ذرات نانومقياسي خاك رس هستند، تقسيم مي شوند. نانوذرات اكسيد فلزي داراي اندازة يكساني در هر سه بعد، از دو يا سه نانومتر تا 100 نانومتر هستند و به وسيلة نيروهاي الكترواستاتيك به يكديگر چسبيده و به شكل پودر بسيار ريزي رسوب مي كنند. نانوذرات سراميكي از روشهاي سنتز شيميايي و فرآيندهاي حالت جامد بدست مي آيند.نانوذرات سيليكاتي ذراتي با ضخامت تقريباً يك نانومتر و پهناي 100 تا 1000 نانومتر هستند. معمول ترين نوع نانوذرات سيليكاتي مونت موريلونيت يا آلومينو سيليكات لايه اي مي باشند. اين نوع نانوذرات با پليمريزاسيون يا به وسيلة آميزش ذوبي(اختلاط با يك پلاستيك مذاب) با پليمرها تركيب شوند و خواص جالب توجهي را حاصل م يآورند. وقتي اندازة نانوذرات كاهش مي يابد، نسبت سطح مؤثر به حجم ذرات افزايش يافته، اثرات سطحي برتري يافته و خاصيت كاتاليستي افزايش مي يابد. به همين دليل نانوذرات به عنوان كاتاليزور در زمينه هايي نظير باتري ها، پيل هاي سوختي و انواع فرآيند هاي صنعتي كاربرد دارند. بيشتر بودن سهم اتم ها در سطح نانوذرات نيز خواص فيزيكي آنها راتغيير مي دهد، مثلا سراميك هايي كه به طور عادي شكننده اند، نرم تر مي شوند . سرانجام اين كه افزايش سطح مؤثر حلاليت را افزايش مي دهد. اصلاح شيميايي سطح نانوذرات تاثير زيادي در كارايي و كاربرد آنها دارد. ايجاد خواص آبدوستي وآبگريزي جزء روش هاي اصلاح شيميايي نانوذرات محسوب مي شوند. نانوذرات سيليكاتي براي بدست آوردن خاصيت آب گريزي بيشتر، بايد به صورت شيميايي اصلاح شوند، مثلاً مي توان با استفاده از يو نهاي آمونيوم يا مولكول هاي ، كه هم براي روك شدهي نانوذرات سيليكاتي و POSS) بزرگتري نظير سيلسزكيوكسا نهاي اليگومريك چند وجهي هم به عنوان پركننده مناسب هستند، اين اصلاح شيميايي را انجام داد.       نانوكامپوزيتهاي نانوذره اي سراميكي در نانو كامپوزيت نا نوذره اي سراميكي نانوذرات سراميكي داخل يك شبكه پليمري توزيع شده اند . استفاده از نانوذرات در مواد كامپوزيت ي مي تواند استحكام مقاومت شيميايي و حرارتي آنها را افزايش و وزن آنها را كاهش دهد، وخصوصيات جديدي نظير هدايت الكتريكي را به آنها بي افزايد و فعل و انفعال آنها با نور يا ديگر تشعشعات را تغيير دهد . يكي از خواص نانوكامپوزيت هاي نانوذره اي سراميكي در صنعت بسته بندي، كاهش نفوذپذيري گازها است . اين خاصيت ناشي از شكل دانه ه اي نانوذرات است كه مولكول ها را وادار به جابجايي در طول و پيچ و خم هاي ماده مي نمايند. پركننده هاي سيليكاتي نيز مي توانند خاصيت يك پليمر را از سخت شدن يك بعدي به دو بعد تغيير دهند. هنگامي كه نانوذرات سيليكاتي(خاك رس) به عنوان پركننده در پلاستيك ها مورد استفاده قرار مي گيرند، باپراكنده سازي تنش ها استحكام فو قالعاده اي را به وجود م يآورند. همچنين آب رفتگي، تاب برداشتگي در كامپوزيت هايي كه ضريب انبساط حرارتي كمتري دارند) و نفوذپذيري گازها كاهش مي يابد، مقاومت در برابر آتش و مواد شيميايي افزايش يافته، بازيافت اين مواد نيز آسانتر م يشود. پركننده هاي خا كرس با مقدار پركنند ه كمتري نسبت به پركننده هاي معمولي، استحكام را افزايش مي دهد. مثلاً با افزايش 5درصد از پركننده هاي نانورس به كامپوزي تها همان نتيج هاي حاصل مي شود كه با افزايش 20 درصد از پركننده هايي همچون الياف شيشه اي بدست مي آيد. همچنين ميزان پركننده را مي توان بدون تغيير در خاصيت چكش خواري محصول به 10 درصد افزايش داد، كه اين امر با پركننده هاي متعارف ممكن نيست. نانوذرات فلزي نانوذرات فلزي با استفاده از رو شهاي چگالش بخار و سيم انفجاري توليد مي شوند. اين نانوذرات م يتوانندبدون اينكه ذوب شوند (تحت نام پخت 10 ) در دماهاي پائين تر از دماي ذوب فلز، در يك جامد آميخته شوند، اين كار منجر به سهل تر شدن فرآيند توليد روكش ها و بهبود كيفيت آنها، خصوصاً در كاربردهاي الكترونيكي نظير خازن ها مي گردد. همچنين نانوذرات فلزي، در دماي كمتر از دماي ذرات فلزي بزرگتر غير نانومقياسي خود به سطوح و مواد توده اي تبديل مي شوند و هزينة ساخت را كاهش مي دهند.   نانوكامپوزيتهاي نانوذره اي فلزي نانوكامپوزيتهاي نانوذره اي فلزي از آميخته شدن نانوذرات فلزي با پليمرها بدست مي آيند. اين نانوكامپوزيت ها، به دليل ممانعت خوبي كه در مقابل تداخل الكترومغناطيسي به وجود مي آورند، مي توانند در رايانه و تجهيزات الكترونيكي به كار روند. نانوكامپوزيتهاي نانوذره اي فلزي قابلي تهاي ويژه اي در هدايت گرمايي والكتريكي دارند كه آئروژل ها آئروژل ها دسته اي از مواد با سطوح ويژه خيلي بالا و دانسيته بسيار كم (گاهي فقط چهار برابر سنگين تر از هوا) هستند. اين تركيبات از طريق فرآيندهاي سل ژل ساخته مي شوند. هنگامي كه سل (محلول) در يك قالب ريخته شود، ژلي مرطوب شكل مي گيرد. با خشك كردن و فرآورش حرارتي ، ژل حاصله به ذرات شيش ه اي يا سراميكي متراكم تبديل مي شود. اگر در شرايط فوق بحراني مايع موجود در ژل مرطوب خارج شود، آئروژل بدست مي آيد. استفاده از آئروژل ها به عنوان غشا در فرآيندهاي جداسازي و فيلتراسيون تحت بررسي است . همچنين آئروژل ها در فضا پيماها براي به جمع آوري غبار بين ستاره اي ب كار مي روند. اين تركيبات براي استفاده در شيشه هاي دوجداره به عنوان لايه پركن به جاي هوا مورد آزمايش قرار گرفته اند. نانوروكش ها و نانولايه ها نانوروكش ها، سطوحي تك لايه يا چند لايه با ضخامت 1 تا 100 نانومتر هستند . روكش هاي مبتني بر نانوذرات خواص مختلفي را از خود بروز مي دهند. استحكام و مقاومت سايشي جزء خواصي هست ند كه بيشترين مزيت را در نانوروكش ها داشته و شفافيت نيز در مورد آنها حائز اهميت است . خصوصا در حالتي كه افزايش سخ تي بدون كدر شدن سطح ني از باشد. استفاده از روكش ها روي سطوح سراميكي ، باعث ضدخش شدن و تميز شدن راحت تر سطوح مذكور مي گردد. همچنين مي توان از نانوروكش هاي سخت و ضد خش براي روكش دهي شيشه هاي عينك استفاده كرد . نوعي از پيل هاي خورشيدي عرضه شده اند كه به منظور افزايش استحكام شان از نانوذرات ساخته شده اند. روكش هاي پاشش حرارتي 11 مبتني بر نانوذرات اكسيد فلزي در تعمير بخش هاي فلزي فرسوده يا خورده شده مورد استفاده قرار مي گيرند . امروزه نانوذرات فلزي در صنعت الكترونيك براي پوشاندن سطوح خازن ها نيز استفاده مي شوند. نانوروكش اكسيدتيتانيوم نانوبلوري ، امكان توليد پنجره هاي فتوكروميك (تغيير رنگ در اثر نور ) يا الكتروكروميك (تغيير رنگ در اثر اعمال پتانسيل الكتريك ي) ارزان قيم ت را بوجود مي آورد. همچنين مي توان سطوحي را روي پنجره ها به وجود آورد كه با كمترين بارش اتفاقي باران خود به خود پاكيزه شوند . روكش ها مي توانند ضد الكتريسيته ساكن، ضد مه و ضدبازتاب 12 باشند و در عين حال كه اجازه عبور نور مرئي را مي دهند، مانع عبور طول موج هاي كوچك نور نظير اشعه ماوراء بنفش شوند. تعدادي از روكش هاي سراميكي حاوي نانوذرات يك نوع كامپوزيت را به وجود آورده اند كه به خاطر خواصي چون مقاومت سايشي و شيميايي و عايق حرارت ي كاربردهاي زيادي دارند . به طور مشابه رو كش هاي مبتني بر سولفيد موليبدن كه حاوي نانوخوشه ها هستند مق اومت بيشتري را در برابر اصطكاك ، سايش و خوردگي شيميايي حاصل از اصطكاك تحت شرايط مرطوب نشان داده اند . روش هاي سل ژل و خودآرا يي، نيز براي توليد روكش ها كاربرد دارند كه براي آينده بسيار نويدبخش هستند. روكش ها به طور اجتنا بناپذيري كاربردهايي همچون حفاظت وسايل الكترونيكي سفينه هاي فضايي در برابر تشعشع و حفاظت حرارتي براي ورود مجدد به جو را خواهند داشت. روكش هاي سراميكي نانوذره اي، موجب پايداري حرارتي و مقاومت فرسايشي در قطعات موتور مي شوند. روكش هاي حاوي نانوذرات فلزي كه كاربردهاي مشخصي در كامپيوترها و تجهيزات الكترونيكي دارند، در مقابل تداخل الكترومغناطيسي ممانعت خوبي نشان مي دهند. نانوپوسته ها با روكش دهي نانوذرات ساختارهايي ب وجود مي آيند كه نانوپوسته ناميده مي شوند. با حل كردن يا تجزيه نانوذره كره هاي توخالي بوجود مي آيند كه در رسانش دارو و معالجه بيماريها، كاربرد دارند . ساختار شيميايي نانوپوسته ها مي تواند آلي يا معدني باشد.