نانو مواد

موادی که حداقل یکی از ابعاد آن ها در مقیاس ۱ الی ۱۰۰ نانومتر باشد، نانو مواد خوانده می شوند. این اندازه منجر به بروز خصوصیات فیزیکی و شیمیایی در آن ها می شود که تفاوت آشکاری با خصوصیاتشان در حالت توده دارند.

اگر بخواهیم تعریف دقیق تری از مواد در مقیاس نانو داشته باشیم  باید نانو مواد را به دو دسته تقسیم کرد:

یک دسته نانو شی ها و دیگری مواد نانو ساختار. دسته اول به موادی اطلاق می شود که حداقل یکی از ابعاد آن ماده در مقیاس نانو باشد. که شامل نانو شی سه بعدی، که هر سه بعد آن درمقیاس نانو می باشد که مهمترین آن ها نانو ذارت و نقاط کوانتومی و نانو پودرها هستند.

نانو شی دو بعدی: که دو بعد آن در مقیاس نانو است مثل نانو لوله کربنی، نانوسیم ها و نانو الیاف ها. نانو شی یک بعدی: که تنها  یک بعد آن در مقیاس نانو می باشد و دو بعد دیگر آن ماده می تواند بزرگتر از ابعاد نانو باشد مثل تک لایه های خود آرا.

در میان مثال هایی که از مواد نانو گفته شد موادی هستند که ممکن است هیچ بعد آن در ابعاد نانو نباشد ولی دارای خلل و فرج هایی در مقیاس نانو هستند و یا ساختار تشکیل دهنده مواد آن ها یکی از مواد نانو شی باشد و یا از لحاظ میکروسکوپی ساختار نانو مقیاس داشته باشند. که این مواد جزو دسته مواد نانو ساختار قرار می گیرند.

همه مواد از جمله فلزات، نیمه هادی ها، شیشه ها، سرامیک ها و پلیمرها در ابعاد نانو می توانند وجود داشته باشند. مواد نانو ممکن است دارای فاز کریستالی تکی یا چند گانه، به صورت فازهای آمورف (بی شکل) و یا به صورت منفرد، مجتمع، پودر، کلوئیدی، سوسپانسیونی یا امولسیون باشند.
همان طور که در بالا ذکر شد؛ نانو مواد به گروه های مختلفی تقسیم می شود.

در ادامه به چند تا از پر کاربردترین آن ها اشاره می کنیم:
نانو ذرات
نانوذرات در واقع ذراتی با قطر بین 1 تا 100 نانومتر هستند که مهم ترین آن ها شامل نانو ذرات نیمه رسانا، نانو ذرات سرامیکی، نانو ذرات فلزات و غیره می باشد. این ذرات در شکل های کروی-سوزنی، ورقه ای-شاخه ای، میله ای و صفحه ای یافت می شوند.

نانو الیاف
نانو الیاف که دارای قطری در مقیاس نانو می باشد. امروزه از این الیاف در صنعت نساجی استفاده می گردد. که به علت نسبت سطح به حجم بالا و مقاوت زیاد برای تولید لباس های محافظ استفاده می شود. به مهمترین آن ها می توان به نانو الیاف کربنی، نانو الیاف پلیمری و نانو الیاف معدنی اشاره کرد.

نانو کپسول ها
نانوکپسول ها به نانوذره ای گفته می شود که دارای یک پوسته و یک فضای خالی جهت قرار دادن مواد مورد نظر در داخل آن باشد. نانو کپسول های پلیمری و نانو امولسیون ها از این جمله هستند. که در صنعت داروسازی برای دارو رسانی هدفمند کاربرد دارد.

نانو لوله ها
نانو لوله ها به موادی گفته می شود که قطر آن ها تا حدود 100 نانومتر است. از نانو لوله ها بیشتر برای نانو لوله های کربنی استفاده می شود.

نانو سیم ها
نانو سیم یک ساختار دو بعدی است و به دلیل این که در این ابعاد آثار کوانتومی مهم هستند، سیم های کوانتومی نیز نامیده می شوند و انواع نانو سیم های فلزی، نانوسیم های آلی، نانوسیم های پلیمری و نیمه هادی را در برمی گیرند.

نانو روکش ها
نانو روکش ها، لایه هایی هستند که روی ماده ای دیگر نشانده می شوند و ضخامتی کمتر از ماده دوم دارند. روکش ها کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف از خودروسازی گرفته تا صنایع لوازم خانگی دارند.

دلیل استفاده از این روکش محافظت یا تزئین محصولاتی چون شیشه ها، فلزات، پلاستیک ها، عینک های آفتابی، لوازم ورزشی، مبلمان، وسایل آشپزی، وسایل پزشکی، الکترونیک، خودروها و ... است.

نانو روکش ها در واقع لایه های نانومتری و روکش های نانوساختار هستند. فناوری نانو از خش برداشتن، تکه تکه شدن و خورده شدن روکش ها جلوگیری می کند.

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: رویا رحیمی زاده

تنظیم : مرجان سلیمانیان