بررسی تاثیر دما و نوع الکل، دستاورد برتر دوره دوم سیمای نور
واژه "نانو" که در اول کلمه نانوتکنولوژی قرار دارد، به معنی یک بیلیونیوم هر مقیاسی است. مثلاً ننومتر, یک بیلیونیوم یک متر است. در دهه 1980 در ابتدا ابزارهایی که بتوانند دوباره اتم ها و مولکول ها را بچینند
سیزدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.
در این دوره از جشنواره از 20 استان کشور در سه بخش به تفکیک، 350 گروه در بخش غرفه های نمایشگاهی، 650 گروه در بخش سمینارهای علمی و 750 گروه در بخش مسابقات دانش آموزی از مدارس و پژوهش سراهای دانش آموزی سراسر کشور انتخاب شده اند و به جشنواره کشوری دعوت شده اند.
که تعداد 53 گروه در بخش سمینارهای علمی مقام برتر را کسب نمودند.
بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های برتر علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.
مقطع: دوره دوم متوسطه
موضوع: بررسی تاثیر دما و نوع الکل در سنتز نانو ماده زینک اکساید و بررسی میانگین ذرات و خواص آنتی باکتریال و فوتوکاتالیستی آن ها
نام مدرسه: سیمای نور
نام استاد: خانم نرگس احمد آقایی
دانش آموزان: نگار احمدیه، حنانه سادات تربت جو، مرضیه غیور، کیمیا دیوان بیگی
نانو چیست؟
واژه "نانو" که در اول کلمه نانوتکنولوژی قرار دارد، به معنی یک بیلیونیوم هر مقیاسی است. مثلاً ننومتر, یک بیلیونیوم یک متر است. در دهه 1980 در ابتدا ابزارهایی که بتوانند دوباره اتم ها و مولکول ها را بچینند. در سال 1981 در مرکز تحقیقات آی بی ام در سوییس ابداع شد که تصویر اتم و مولکول را بزرگ می کرد.. شرکت آی بی ام هنوز هم از نظر ثبت تعداد اختراعات مرتبط با فن آوری نانو اول است. فن آوری نانو یکی از پنج فن آوری اصلی قرن 21 است و با خودش انقلاب صنعتی جدیدی به همراه می آورد به شرط آن که بر رویش سرمایه گذاری شود.
تصویری از مولکول نانو
با این تکنولوژی می توانیم چیزهای جدیدی را بدون محدودیت بیافرینیم. در قرن 21 نانوتکنولوژی تأثیر زیادی بر سلامتی، رفاه و امنیت مردم جهان به جا می گذارد. در سال 1997 کمیته دانشمندان و مهندسان و پروفسورهای تکنولوژی تأکید کردند که انتظار می رود تأثیر اجتماعی نانوتکنولوژی وسیع باشد. چون قابلیت پاسخگویی به بسیاری از حوزه ها را دارد". یعنی نانوتکنولوژی شرایط اجتماعی ویژه ای را با خود به همراه می آورد.
نانوتکنولوژی
نانو تکنولوژی، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم های جدید با در دست گرفتن کنترل در سطوح ملکولی و اتمی و استفاده از خواص است که در آن سطوح ظاهر می شود. از همین تعریف ساده برمی آید که نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشته هاست.
یکی از پیشوندهای مقیاس اندازه گیری در سیستم 6SI نانو به معنی یک میلیاردم واحد آن مقیاس است. برای مثال یک نانومتر معادل یک میلیاردم متر است. با توجه به اینکه یک سلول بدن بیش از صدها نانومتر است می توان به کوچکی این مقیاس پی برد. از آنجایی که علوم نانو بخش وسیعی برگرفته از مباحث شیمی، فیزیک، بیولوژی، پزشکی، مهندسی و الکترونیک را در بر می گیرد،گروه بندی آن بسیار پیچیده است. هر قدر بتوانیم این مواد را در ابعاد ریزتر و کنترل شده ای تولید کنیم خواهیم توانست مواد جدیدی را با قابلیت و عملکردهای بسیار عالی به دست آوریم. تاکنون تعاریف متعددی از مواد نانو ارائه شده است اما در یک تعریف جامع می توان گفت موادی در این گروه قرار می گیرند که یکی از ابعاد اضلاع آنها از 100 نانومتر کوچکتر باشد.
رشته ها و شاخه های نانو
نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشته هاست. برای نانوتکنولوژی کاربردهایی را در حوزه های مختلف از غذا، دارو، تشخیص پزشکی و بیوتکنولوژی تا الکترونیک، کامپیوتر، ارتباطات، حمل ونقل، انرژی، محیط زیست، مواد، هوافضا و امنیت ملی برشمرده اند.
هنگامی که درباره نانوفناوری شروع به جستجو و مطالعه کنید، به موضوعات و مواد مختلفی بر می خورید مانند :"نانولوله ها، شبیه سازی مولکولی، نانوداروها، سلول های سوختی، کاتالیزورها، نانوذرات و..." بنابراین ممکن است نانوفناوری رشته ای کاملا گسترده به نظر آید که موضوعات آن ربط چندانی به هم ندارند.
به طور کلی مطالعات نانوفناوری را می توان به سه دسته تقسیم کرد. اگرچه روش های تحقیقاتی در آن ها بایکدیگر متفاوت است، اما این سه شاخه کاملا به یکدیگر مرتبط هستند و پیشرفت در یکی از شاخه ها می تواند درشاخه های دیگر نیز کاملا موثر باشد.
این سه شاخه عبارتند از:
پروتئین ها و رشته های DNA از موضوعات اصلی تحقیقات در نانوفناوری مرطوب هستند.
نانوتکنولوژی مرطوب: این شاخه به مطالعه سیستم های زنده ای می پردازد که اساساً در محیط های آبی وجود دارند. در این شاخه ساختمان مواد ژنتیکی، غشاءها و سایر ترکیبات سلولی در مقیاس نانومتر مورد مطالعه قرار می گیرد. پژوهشگران موفق شده اند ساختارهای زیستی فراوانی تولید کنند که نحوه عملکرد آن ها در مقیاس نانویی کنترل می شود. این شاخه دربرگیرنده علوم پزشکی،دارویی و به طور کلی علوم و روش های مرتبط با زیست فناوری است.
نانوتکنولوژی خشک: این شاخه از علوم پایه شیمی و فیزیک مشتق می شود و به مطالعه تشکیل ساختارهای کربنی، سیلیکون و مواد غیر آلی و فلزی می پردازد. نکته قابل توجه اینست که الکترون های آزاد که در فناوری مرطوب موجب انتقال مواد و انجام واکنشها می گردند، در فناوری خشک خصوصیات فیزیکی ماده را پدید می آورند. در نانوتکنولوژی خشک کاربرد مواد نانویی در الکترونیک، مغناطیس و ابزارهای نوری مورد مطالعه قرار می گیرد. برای مثال طراحی و ساختن میکروسکوپ هایی که بتوان با استفاده از آن ها مواد را در ابعاد نانومتر دید.
نانوتکنولوژی محاسبه ای: در بسیاری از مواقع ابزار آزمایشگاهی موجود برای انجام برخی از آزمایش ها در مقیاس نانومتر مناسب نیستند و یا آنکه انجام این آزمایش ها بسیار گران تمام می شود. در این حالت از رایانه ها برای شبیه سازی فرآیندها و واکنش های اتم ها و مولکول ها استفاده می شود. شناختی که به وسیله محاسبه به دست می آید، باعث می شود که زمان لازم برای پیشرفت نانوتکنولوژی خشک بطور محسوسی کاهش یابد و البته تأثیر مهمی در نانوتکنولوژی مرطوب نیز خواهد داشت.
1- نانو شیمی
2- نانو فیزیک
3- مهندسی فوتونیک گرایش نانو فوتونیک
4- نانو فناوری
5- مهندسی پلیمر-نانو پلیمر
6- مهندسی شیمی گرایش نانو
7- نانو فناوری-نانو مواد
8- مهندسی مواد-نانو مواد
9- مهندسی ساختار های نانو لیفی
برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه و تنظیم: نسرین صادقی
در این دوره از جشنواره از 20 استان کشور در سه بخش به تفکیک، 350 گروه در بخش غرفه های نمایشگاهی، 650 گروه در بخش سمینارهای علمی و 750 گروه در بخش مسابقات دانش آموزی از مدارس و پژوهش سراهای دانش آموزی سراسر کشور انتخاب شده اند و به جشنواره کشوری دعوت شده اند.
که تعداد 53 گروه در بخش سمینارهای علمی مقام برتر را کسب نمودند.
بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های برتر علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.
مقطع: دوره دوم متوسطه
موضوع: بررسی تاثیر دما و نوع الکل در سنتز نانو ماده زینک اکساید و بررسی میانگین ذرات و خواص آنتی باکتریال و فوتوکاتالیستی آن ها
نام مدرسه: سیمای نور
نام استاد: خانم نرگس احمد آقایی
دانش آموزان: نگار احمدیه، حنانه سادات تربت جو، مرضیه غیور، کیمیا دیوان بیگی
نانو چیست؟
واژه "نانو" که در اول کلمه نانوتکنولوژی قرار دارد، به معنی یک بیلیونیوم هر مقیاسی است. مثلاً ننومتر, یک بیلیونیوم یک متر است. در دهه 1980 در ابتدا ابزارهایی که بتوانند دوباره اتم ها و مولکول ها را بچینند. در سال 1981 در مرکز تحقیقات آی بی ام در سوییس ابداع شد که تصویر اتم و مولکول را بزرگ می کرد.. شرکت آی بی ام هنوز هم از نظر ثبت تعداد اختراعات مرتبط با فن آوری نانو اول است. فن آوری نانو یکی از پنج فن آوری اصلی قرن 21 است و با خودش انقلاب صنعتی جدیدی به همراه می آورد به شرط آن که بر رویش سرمایه گذاری شود.
تصویری از مولکول نانو
با این تکنولوژی می توانیم چیزهای جدیدی را بدون محدودیت بیافرینیم. در قرن 21 نانوتکنولوژی تأثیر زیادی بر سلامتی، رفاه و امنیت مردم جهان به جا می گذارد. در سال 1997 کمیته دانشمندان و مهندسان و پروفسورهای تکنولوژی تأکید کردند که انتظار می رود تأثیر اجتماعی نانوتکنولوژی وسیع باشد. چون قابلیت پاسخگویی به بسیاری از حوزه ها را دارد". یعنی نانوتکنولوژی شرایط اجتماعی ویژه ای را با خود به همراه می آورد.
نانوتکنولوژی
نانو تکنولوژی، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم های جدید با در دست گرفتن کنترل در سطوح ملکولی و اتمی و استفاده از خواص است که در آن سطوح ظاهر می شود. از همین تعریف ساده برمی آید که نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشته هاست.
یکی از پیشوندهای مقیاس اندازه گیری در سیستم 6SI نانو به معنی یک میلیاردم واحد آن مقیاس است. برای مثال یک نانومتر معادل یک میلیاردم متر است. با توجه به اینکه یک سلول بدن بیش از صدها نانومتر است می توان به کوچکی این مقیاس پی برد. از آنجایی که علوم نانو بخش وسیعی برگرفته از مباحث شیمی، فیزیک، بیولوژی، پزشکی، مهندسی و الکترونیک را در بر می گیرد،گروه بندی آن بسیار پیچیده است. هر قدر بتوانیم این مواد را در ابعاد ریزتر و کنترل شده ای تولید کنیم خواهیم توانست مواد جدیدی را با قابلیت و عملکردهای بسیار عالی به دست آوریم. تاکنون تعاریف متعددی از مواد نانو ارائه شده است اما در یک تعریف جامع می توان گفت موادی در این گروه قرار می گیرند که یکی از ابعاد اضلاع آنها از 100 نانومتر کوچکتر باشد.
رشته ها و شاخه های نانو
نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشته هاست. برای نانوتکنولوژی کاربردهایی را در حوزه های مختلف از غذا، دارو، تشخیص پزشکی و بیوتکنولوژی تا الکترونیک، کامپیوتر، ارتباطات، حمل ونقل، انرژی، محیط زیست، مواد، هوافضا و امنیت ملی برشمرده اند.
هنگامی که درباره نانوفناوری شروع به جستجو و مطالعه کنید، به موضوعات و مواد مختلفی بر می خورید مانند :"نانولوله ها، شبیه سازی مولکولی، نانوداروها، سلول های سوختی، کاتالیزورها، نانوذرات و..." بنابراین ممکن است نانوفناوری رشته ای کاملا گسترده به نظر آید که موضوعات آن ربط چندانی به هم ندارند.
به طور کلی مطالعات نانوفناوری را می توان به سه دسته تقسیم کرد. اگرچه روش های تحقیقاتی در آن ها بایکدیگر متفاوت است، اما این سه شاخه کاملا به یکدیگر مرتبط هستند و پیشرفت در یکی از شاخه ها می تواند درشاخه های دیگر نیز کاملا موثر باشد.
این سه شاخه عبارتند از:
پروتئین ها و رشته های DNA از موضوعات اصلی تحقیقات در نانوفناوری مرطوب هستند.
نانوتکنولوژی مرطوب: این شاخه به مطالعه سیستم های زنده ای می پردازد که اساساً در محیط های آبی وجود دارند. در این شاخه ساختمان مواد ژنتیکی، غشاءها و سایر ترکیبات سلولی در مقیاس نانومتر مورد مطالعه قرار می گیرد. پژوهشگران موفق شده اند ساختارهای زیستی فراوانی تولید کنند که نحوه عملکرد آن ها در مقیاس نانویی کنترل می شود. این شاخه دربرگیرنده علوم پزشکی،دارویی و به طور کلی علوم و روش های مرتبط با زیست فناوری است.
نانوتکنولوژی خشک: این شاخه از علوم پایه شیمی و فیزیک مشتق می شود و به مطالعه تشکیل ساختارهای کربنی، سیلیکون و مواد غیر آلی و فلزی می پردازد. نکته قابل توجه اینست که الکترون های آزاد که در فناوری مرطوب موجب انتقال مواد و انجام واکنشها می گردند، در فناوری خشک خصوصیات فیزیکی ماده را پدید می آورند. در نانوتکنولوژی خشک کاربرد مواد نانویی در الکترونیک، مغناطیس و ابزارهای نوری مورد مطالعه قرار می گیرد. برای مثال طراحی و ساختن میکروسکوپ هایی که بتوان با استفاده از آن ها مواد را در ابعاد نانومتر دید.
نانوتکنولوژی محاسبه ای: در بسیاری از مواقع ابزار آزمایشگاهی موجود برای انجام برخی از آزمایش ها در مقیاس نانومتر مناسب نیستند و یا آنکه انجام این آزمایش ها بسیار گران تمام می شود. در این حالت از رایانه ها برای شبیه سازی فرآیندها و واکنش های اتم ها و مولکول ها استفاده می شود. شناختی که به وسیله محاسبه به دست می آید، باعث می شود که زمان لازم برای پیشرفت نانوتکنولوژی خشک بطور محسوسی کاهش یابد و البته تأثیر مهمی در نانوتکنولوژی مرطوب نیز خواهد داشت.
1- نانو شیمی
2- نانو فیزیک
3- مهندسی فوتونیک گرایش نانو فوتونیک
4- نانو فناوری
5- مهندسی پلیمر-نانو پلیمر
6- مهندسی شیمی گرایش نانو
7- نانو فناوری-نانو مواد
8- مهندسی مواد-نانو مواد
9- مهندسی ساختار های نانو لیفی
برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه و تنظیم: نسرین صادقی
