به وبلاگ من خوش آمدید

مواد نانوحفره اي ساختارهاي متخلخلي هستند كه اندازه حفرات آنها كمتر از 100 نانومتر مي با شد. اين تركيبات درمنابع طبيعي و سيستم هاي بيولوژيكي به فراواني يافت مي شوند.

اندازه و نظم حفرات كنترل كننده خواص مواد نانوحفره اي است . در سال هاي اخيرسعي شده است تا باكنترل و دقت بالا موادنانوحفره اي با اندازه حفرات مشخص توليد شود . مواد نانوحفره اي به دودسته عمده مواد نانوحفره اي توده اي و غشاهاي نانوحفره اي تقسيم مي شوند:

-1 مواد نانوحفره اي توده اي: با افزايش سطح اين مواد خواص كاتاليستي ، جذب و جذب سطحي بهبود م ييابد .

زئوليت ها يك نوع مادة نانوحفره اي توده اي به حساب مي آيند. سطح اين مواد در حدود صدها متر مربع بر گرم است.

-2 غشاهاي نانوحفره اي: يكي از كاربردهاي اين مواد استفاده از آنها به عنوان غربال هاي مولكولي است. كنترل حفرات اين تركيبات يكي از چال شهايي است كه كارايي اين مواد را تعيين مي كند.

راه هاي زيادي براي ساخت مواد نانوحفره اي وجود دارد؛ در يكي از روش ها به طور انتخابي موادي را از يك جامد استخراج كرده، كه در اثر آن حفرات ي در ابعاد نانو ايجاد مي گرد د، در روش ديگر مخلو طي از پليمر ها را با حرارت دادن جامد نانوحفره اي تبديل مي كنند، در اين فرايند يكي از پليم رها تجزيه شده و خارج مي شود.

مواد نانوحفره اي حاصل از حكاكي

مواد نانوحفر هاي حاصل از حكاكي، فيل مهاي نازك با حفرات هم اندازه، هم فاصله و ه مراستا هستند كه طول جزء اين دسته اند. track-etchd حفرات با ضخامت غشا برابر است. نانوغشاهاي آلوميناي آندي و غشاهاي نانوغشاهاي الگوگرفته نانوغشاهاي الگوگرفته از غشاي آلوميناي آندي بدست مي آيند. پايداري حرارتي آلوميناي آندي باعث مي شود بتوان از انواع روشهاي رسوبدهي فاز گاز و الگوبرداري براي ساخت نانوغشاهاي الگوگرفته استفاده نمود.

نوع ساختار ايجادشده به شرايط عملياتي بستگي دارد. مي توان بدون جدا كردن مواد رسوبي از آلوميناي آندي، كل مجموعه را به صورت يك نانوغشاي الگوكرفته در نظر گرفت. بي شك هر ماده اي مي تواند خواص خاصي را به داخل حفرات ببخشد و برخصوصيات جرياني آن اثر بگذارد.

نانولوله و نانوميله هاي الگوگرفته

نانولوله و نانوميله هاي الگوگرفته از غشاي آلوميناي آندي بدست مي آين د. در صورت جزئي بودن فرآيند

لايه نشاني يا رسوبدهي، يك لايه نازك به صورت نانولوله درون حفرات شكل مي گيرد ودرصورت پيشرفت كامل فرآيند، داخل حفرات پرشده و نانوميله يا نانوسيم به وجود مي آيد.

زئوليت هاي مرسوم

ز ئوليت ها گستره اي از كاني هاي طبيعي و مصنوعي با حفرات نانومقياس و بزرگتر ند، كه سال ها به عنوان كاتاليست در صنايع شيميايي به كار رفته اند. سطح ويژه اين تركيبات معمولاً در حد چند صد متر مربع بر گرم مي باشد كه باعث شده است خواص جذبي آنها به صورت فوق العاده اي افزايش يابد.

 

(MCM) ،M-41S زئوليت هاي نسل جديد

از خانواده سيليكاي مزوپر بوده و شامل آرايه هاي هگزاگونال و مكعبي با (MCM) M-41S زئوليت هاي 2تا 35 نانومتر هستند. تناوب و نظم نانوساختارهاي / شبكه هاي دوبعدي و سه بعدي مي باشند و داراي حفراتي به ابعاد 5 اين تركيبات را به ميزبان مناسبي براي طرا حي مواد تبديل كرده است . واكنش هاي خودآراي ي براي تهيه ، M41S انجام شده است و در حال گسترش مي باشد. M41S نانوذرات در داخل مجاري مواد زئوليتي كامپوزيت و آلي مواد زئوليتي كامپوزيت و آلي ، تركيباتي بر پايه مواد نانوحفره اي هستند كه درحفرات آنها تركيبات آلي – فلزي به صورت منظم قرار گرفته اند. اين تركيبات براي جذب و جداسازي تركيبات آلي كاربرد دارند.

شوارزيت ها

شوارزيت ها مشابه فولرين ها و نانولوله هاي كربني ساختار كربني دارند . وقتي اتمهاي كربن حلقه هاي بزرگتر ازشش عضو تشكيل دهند، شوارزيت ها با ساختار ي منظم ، پايدار و منحن يهايي با شيب منفي مشابه زئوليت ها ايجادهستند . پايداري اين تركيبات از آنجا ناشي C مي شوند. محاسبات نشان مي دهند كه شوارزيت ها پايدارتر از فولرين 60 مي شود كه حلقه هاي هفت تايي و هشت تايي فشاركششي خيلي كمي دارند.

شوارزيت ها در سيستم هاي نيمه هادي و غربال هاي مولكولي كاربرد دارند . اين تركيبات به عنوان كاتاليزورهاي جديد نيز مصرف مي شوند.

(13SAMMS) تك لايه هاي خودآراي الگوگرفته از مواد نانوحفره اي براي SAMMS . در اين تركيبات تك لايه هاي آلي منظم، سطوح داخلي مواد نانوحفره اي را مي پوشانند

جداسازي فلزات سنگين و آنيون ها از جريانات گازي به كار مي رون د. ساختار شيميايي بخش آزاد تك لايه خودآرا تاثير زيادي دارد. SAMMS (بخشي كه به سمت حفره قرار دارد

نانوساختارهاي آلي منظم

نانوساختارهاي آلي منظم آرايش هاي مولكولي منظمي را در بر مي گيرند كه در ساختارهاي ن انو ت كرار پذيرهستند.

از جمله اين تركيبات مي توان به عناصر زير اشاره نمود:

-1 درخت سان ها

-2 تك لايه هاي خودآرا

-5 نانوقفس هاي آلي فلزي

-6 الماسواره ها

-3 فيلم هاي لانگيمر- بلاجت- مارپيچ ها

-4 تركيبات آلي فلزي

درخت سان ها

درخت سان ها مولكو لهايي بزرگ و پيچيد هاند، كه ساختار شيميايي كاملاً تعريف شده اي دارند. از نقطه نظر شيمي، درخ تسان ها ماكرومولكول هايي نسبتاً كامل و يكنواخت (هم اندازه و هم شكل) هستند، كه داراي معماري سه بعدي منظم و به شدت شاخه شاخه مي باشند. آنها از سه بخش اصلي هسته، شاخ هها و گروه هاي انتهايي تشكيل شده اند.

در سنتز درخت سان ها، مونومرها به پليمرهايي با وزن مولكولي تقريبا يكسان تبديل مي شوند.

درخت سان ها از دو روش تهيه مي شوند كه عبارتنداز:

الف- روش هاي واگرا : در اين روش مولكول ها از هسته به سمت محيط(شاخه هاي بيروني شكل مي گيرند.

ب- روش هاي همگرا: در اين روش مولكول ها از محيط به سمت هسته شكل مي گيرند.

درخت سان ها به صورت اشكال پيچيده سه بعدي مشخصي آرايش مي يابند. خلق درخت سان ها كه فرآيندي تكرارپذيراست) از طريق ساخت لاي ههاي چندگانه آن با واكن شهاي شيميايي طراحي شده، پيچيده ترين كاربرد خودآرايي تسلسلي كنترل شده مي باشد.

ويژگي هاي منحصر به فرد درخت سان ها باعث شده است كه اين تركيبات در سيست مهاي رسانش دارو استفاده شوند.

درخت سان هاي آلي

در درخت سان هاي آلي ساختار شيميايي بيروني و داخلي از نوع تركيبات آلي هستند.

درخت سان هاي آلي-معدني

در درخت سان هاي آلي - معدني هر يك ازساختارهاي بيروني و داخلي و گروههاي انتهايي مي توانند از نوع تركيبات آلي ويا تركيبات معدني باشند.

(14SAMs) تك لايه هاي خودآرا

يك لايه از مولكول را شامل مي شود و هنگامي توليد مي شود كه ماده اي به (SAM) تك لايه خودآرا طور خود به خود لاي هاي به ضخامت يك مولكول روي يك سطح تشكيل دهد. با افزايش لايه ها مي توان به فيلم چندلايه اي كه هر لايه به ضخامت يك مولكول است، دست يافت. هنگامي كه بستر (مثل يك سطح فلزي ياسطح متخلخل) در تماس با محلولي از مولكولهاي آلي قرار گيرد، تركيب آلي به طور خود به خود روي ها توليد م يشوند. بستر روكش شده خود
مي تواند زيرلاي هاي براي لايه SAM زيرلايه به رديف درم يآيند و ديگري از يك تركيب متفاوت باشد.

كه از آراي ههاي DNA ها را م يتوان در زيست حسگرهايي چون تراش ههاي SAM فناوري ها در چاپ ميكروتماسي (نوعي از ليتوگرافي SAM . تشكيل م يشوند، ب هكاربرد DNA تك مارپيچ تثبيت شده نرم) نيز كاربرد گسترد هاي دارند. اين تركيبات در هرجايي كه به يك فيلم آلي احتياج داشته باشيم، توانايي خود را نشان مي دهند.

تك لايه ها در تراش ههاي سيليكوني و نمايشگرهاي صفحه تخت- البته با بهر هگيري از روشهايي همچون رسوب دهي شيميايي بخار- نيز كاربرد دارند.

ها م يتوان به عنوان حائل در ليتوگرافي مرسوم و ليتوگرافي نرم سود جست. در مورد SAM همچنين از  دوم اين تركيبات قابليت خود را به عنوان جوهر نشان داده اند. چون به محض تماس، حتي با وجود نقايص سطح ها قابليت اصلاح كاركردي سطوح و اجزاي سيستم هاي SAM. مرزي خودآرايي لايه اي يكنواخت مي آفريند ميكروالكترونيكي، ميكرو و نانوالكترومكانيكي را فراهم مي كنند.

عبارتند از: بسترهاي واكنش، توليد انبوه بلور مايع، سي مهاي SAM قابليت هاي كاربردي ديگر مولكولي، روانكاري، معاد لهاي سنتزي غشاهاي زيستي و لاي ههاي محافظ. يك ايده براي مورد آخر محافظت از سطوح الكترودها در باتري ها در برابر خوردگي و در نتيجه افزايش طول عمر آنهاست. بخش بزرگي از ارزش در ارتقاي درك از شيمي و فيزيك پديده هايي چون چسبندگي، روانكاري، ترشوندگي سطحي و انتقال ، SAM ها توانايي آنها جهت استفاده از حجم عظيم دانش موجود در SAM بار نهفته است. همچنين يك مزيت بزرگ CVD ،PVD ها از رو شهاي SAM شيمي آلي براي ساخت سطوحي با خواص متفاوت است. براي تهيه   نيز استفاده مي شود. MBE و(LB Film) فيلم هاي لانگمير- بلاجت فيلم هاي لانگمير - بلاجت تك لايه يا لايه هاي آلي ( هر لايه به ضخامت يك مولكول )هستند كه روي سطح جامد رسوب كرده اند. ضخامت اين فيلم در حدود چند طول موج مرئي است.

لغت لانگمير - بلاجت از اسامي يك دانشمند (لانگمير ) و دستيارش (بلاجت ) كه خواص منحصر به فردي از فيلم هاي نازك را در اولين دهه 1900 به دست آوردند گرفته شده است.

در فراين انتقال مادة آلي از يك مايع به بستر جامد، ساختار فيلم در سطح مولكولي قابل كنترل است . اين فيلم ها خواص الكتروشيميايي و فوتوشيميايي از خود نشان مي دهند و همين ا مر باعث شده است محققان فيلم هاي را ماده اوليه براي ساخت مدارهاي مجتمع در نظر بگيرند. . شبكه هاي مبدل با ساختار كاملا پيچيده ممكن LB كه هر بيت شامل يك LB ساخته شود . نهايتاً امكان ساخت تراشه هاي حافظه LB است در تراشه هاي چند لايه مولكول است وجود دارد

  تركيبات آلي فلزي

نانوساختارهاي آلي فلزي از ليگاندهاي آلي و اتم هاي فلزي تشكيل شده اند ، اتم هاي فلزي مراكز كمپلكس را تشكيل مي دهند و ليگاندها در قشر كوئوردينانسي فلز جاي مي گيرند.

نانوقفس هاي آلي فلزي

نانوقفس هاي آلي فلزي ا ز برهمكنش تركيبات آلي و فلزات ب وجود مي آيند، نتيجه آن نانوساخ تارهايي به شكل قفس است كه فضاي معيني را محصور ساخته و باعث بدام انداختن اتم ها و مولكول هاي كوچك مي گردند. فضاهاي مذكور در تركيبات آلي فلزي وجود ندارند.

الماسواره ها

الماسواره ها قفس هاي كربني به حساب مي آيند كه ساختار اين تركيب ات فوق العاده محكم بوده و سختي است. از انواع ديگر مي توان د ي آدامانتان و C10H زيادي دارند. معروفترين اين تركيبات آدامانتان با فرمول تري آدامانتان را نام برد.

مارپيچ ها

ساختار اين تركيبات تاحدودي مشابه تركيبات آلي - فلزي بوده ولي پيچيدگي آنها بيشتر از ترك يبات فوق است.

 

نانوالياف

نانوالياف، الياف نسبتاً كوتاهي هستند كه دو بعد آن ها در مقياس نانومتر بوده و نسبت وجهي آنها بزرگتر از  است. انواع نانوالياف را مي توان از روش هاي الكتروريسندگي و قوس الكتريكي بدست آورد.

نانوالياف پليمري

نانوالياف پليمري از روش ريسندگي الكتريكي با قطر نانومتري توليد مي شوند. در اين روش مايعات باردار شده به صورت جريانهاي كوچك به درون يك ميدان الكتريكي كشيده مي شوند، سپس به صورت الياف پليمريزه مي شوند.