آشنایی با مقیاس نانو

[vc_row][vc_column][vc_column_text]

نانو از واژه یونانی نانوس به معنای قد کوتاه استخراج شده است .
نانو یک پیشوند اندازه به معنای یک بیلیونیوم (میلیاردیم )است یعنی ۱۰ به توان منفی نُه برابر .
پس وقتی گفته میشود یک نانومتر ، یعنی یک بیلیونیوم (میلیاردیم ) یک متر یا ده به توان منفی نُه برابر یک متر .

میتوان گفت فناوری نانو توانمندی تولید مواد و ابزارها و سیستم های جدید در سطح مولکولی و اتمیست (۱ _۱۰۰ نانومتر) .
این توانمندی با دستکاری در آرایش اتم ها و مولکول ها و بهره گیری از خواصی که در این مقیاس ظاهر میشوند به دست می آید .
به بیان ساده تر فناوری نانو به دنبال دستکاری کوچکترین اجزای ماده (مولکول ها و اتم ها ) است .

چرا مقیاس نانو ؟

خواص مواد را میتوان به دو بخش خواص فیزیکی و شیمیایی تقسیم کرد .
ویژگی هایی مانند رنگ و خواص مغناطیسی و سختی و شفافیت و حلالیت و خواص الکتریکی و نقطه ذوب و … جزو خواص فیزیکی هستند و سرعت واکنش و واکنش پذیری و … ازجمله خواص شیمیایی هستند .
در حالت عادی هر ماده ، خواص و ویژگی های تقریبا ثابت و مختص خود را دارد و حتی میتوان از این ویژگی های ثابت ، ماده را شناسایی کرد .

بررسی ها و یافته های دانشمندان نشان دهنده این است که خواص و ویژگی های یک ماده در مقیاس نانو ، متفاوت با خواص تقریبا ثابت ماده در مقیاس های بزرگتر است .
و این تفاوت باعث جذابیت مطالعه و تحقیق مواد در این مقیاس شده است .

به بیان دیگر ، اگر ذرات یک ماده خاص را به حد چند نانومتر برسانیم (تقریبا۱_۱۰۰ نانومتر) ، این ذرات ویژگی های بسیار متفاوتی با مقیاس بزرگ اولیه خواهد داشت .
در حالی که کوچک کردن اندازه ، یک تغییر فیزیکی به شمار می رود و ما توقع متفاوت شدن خواص مواد را با کوچک کردن اندازه آن ها نداریم ولی شاهد این اتفاق در مقیاس نانو ، در مقایسه با مقیاس های بزرگترش هستیم !

در ادامه مثال هایی از تغییر خواص ماده در مقیاس نانو را میبینیم ؛

تغییر رنگ ذرات طلا در مقیاس نانو :

ذرات طلا ، در مقیاس بزرگ و توده ای ( bulk ) به رنگ زرد هستند . اما این ذرات در مقیاس نانو چه رنگیست ؟
با توجه به تصویر پایین که محلول ذرات طلا در مقیاس های گفته شده را نشان می دهد تفاوت رنگ عجیبی را در ذرات طلا نسبت به مقیاسی که معمولا مورد استفاده در زندگی روزمره ماست ، مشاهده میکنیم .

تغییر شفافیت ذرات اکسید روی و اکسید تیتانیوم در مقیاس نانو :

شفافیت یکی از خاصیت های فیزیکی یه ماده به شمار می رود ، که نشان دهنده میزان توانایی ماده برای عبور نور مرئی از خود است .
یک پرتو نور در برخورد با یک ماده یا جذب میشود یا عبور میکند و یا بازتابیده میشود .
مواد مختلف طبق عملکردشان در برابر نور کارایی های متفاوتی دارند .
برای مثال اکسید روی و اکسید تیتانیوم به علت جذب ماورای بنفش گزینه های مناسبی برای کرم های ضد آفتاب هستند .
این دو ماده در مقیاس عادی ک مورد استفاده ماست ، نور مرئی را بازتاب میکنند و به این دلیل به رنگ سفید دیده میشوند .
رنگی بودن این مواد در ساخت کرم یه ویژگی منفی به حساب می آید و برای مصرف کننده های کرم خوشایند نیست .
فناوری نانو با کوچک کردن این دو ماده و رساندن آن ها به مقیاس نانو (تقریبا ۱_ ۱۰۰ نانومتر) این مشکل را حل میکند و این دوماده را کاملا شفاف می کند .
البته شفاف شدن این مواد در مقیاس نانو به علت عبور دادن نور مرئی نیست ، دلیل این شفافیت کوچک تر شدن اندازه ذرات اکسید روی و اکسید تیتانیوم از طول موج نور مرئی( ۴۰۰ _۷۰۰ نانومتر )است ، به دلیل کوچکتر شدن ذرات از طول موج نورمرئی ، این ذرات دیگر توانایی بازتاب کردن نور مرئی را ندارند .

واکنش پذیری طلا در مقیاس نانو :

همه ما میدانیم که واکنش پذیری طلا بسیار کم است به طوری که یک جسم از جنس طلا ، حتی در تماس با هوا یا آب یا … میتواند سال های سال بدون تغییر چشمگیری پایدار بماند .

اما همین ذرات طلا با ورود به مقیاس نانو ، نه تنها ذراتی با واکنش پذیری بالا دیده می شوند که حتی برای سرعت دادن به واکنش های دیگر ( به عنوان کاتالیزگر ) نیز از آن ها استفاده می شود .

به نظر شما آیا هنوز هم میتوان یک ماده را با خواص و ویژگی های ثابت در تمام مقیاس ها معرفی کرد ؟

این چند مورد ، موارد محدودی از میان چندین خاصیتی است که در مقیاس نانو تغییر میکند و تماما خواص و کارایی موادی که در ذهن ما دارای خواص و کارایی های دیگری بودند تغییر می دهد . مشاهدات و مطالعه ها در مقیاس نانو نشان دهنده این است که باید حتما در کنار معرفی خواص و ویژگی های مختص هر ماده ، اندازه و مقیاس آن ماده هم ذکر شود .

برای خواندن مطالبی جالب ، درباره علت این تفاوت ها ، مطالب بعدی را دنبال کنید .

[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column width=”1/3″][/vc_column][vc_column width=”1/3″][tlg_button title=”از ما حمایت کنید .” btn_link=”url:https%3A%2F%2Fidpay.ir%2Fshimidoon|||” btn_size=”btn-block” layout=”btn btn-filled btn-light btn-rounded” hover=”hvr-pop” icon=”ti-money” button_icon_hover=”yes” css_animation=”fadeIn” customize_button=”yes” btn_custom_layout=”btn btn-rounded” btn_color=”#ffffff” btn_bg_gradient=”#870501″ btn_bg_gradient_hover=”#eded00″ btn_bg_hover=”#d80700″ btn_border_hover=”#43c100″ btn_bg=”#1e0000″][/vc_column][vc_column width=”1/3″][/vc_column][/vc_row]