فناوري‌نانو واژه‌اي است كلي كه به تمام فناوري‌هاي پيشرفته در عرصه كار با مقياس نانو اطلاق مي‌شود. معمولاً منظور از مقياس نانوابعادي در حدود 1 nm تا 100 nm مي‌باشد. اولين جرقه فناوري نانو (البته در آن زمان هنوز به اين نام شناخته نشده بود) در سال 1959 زده شد. در اين سال ريچارد فاينمن طي يك سخنراني با عنوان «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» ايده فناوري نانو را مطرح ساخت. وي اين نظريه را ارائه داد كه در آينده‌اي نزديك مي‌توانيم مولكول‌ها و اتم‌ها را به صورت مسقيم دستكاري كنيم.

واژه فناوري نانو اولين بار توسط نوريوتاينگوچي استاد دانشگاه علوم توكيو در سال 1974 بر زبانها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت مواد ، وسايل دقيقي كه تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر مي‌باشد، به كار برد. در سال 1986  اين واژه توسط كي اريك دركسلر در كتابي تحت عنوان : «موتور آفرينش: آغاز دوران فناوري‌نانو» بازآفريني و تعريف مجدد شد. وي اين واژه را به شكل عميق‌تري در رساله دكتراي خود مورد بررسي قرار داده و بعدها آنرا در كتابي تحت عنوان «نانوسيستم‌ها ماشين‌هاي مولكولي چگونگي ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد.

تفاوت اصلي فناوري نانو با فناوري‌هاي ديگر در مقياس مواد و ساختارهايي است كه در اين فناوري مورد استفاده قرار مي‌گيرند. البته تنها كوچك بودن اندازه مد نظر نيست؛ بلكه زماني كه اندازه مواد دراين مقياس قرار مي‌گيرد، خصوصيات ذاتي آنها از جمله رنگ، استحكام، مقاومت خوردگي و ... تغيير مي‌يابد. در حقيقت اگر بخواهيم تفاوت اين فناوري را با فناوري‌هاي ديگر به صورت قابل ارزيابي بيان نماييم، مي‌توانيم وجود "عناصر پايه" را به عنوان يك معيار ذكر كنيم. عناصر پايه در حقيقت همان عناصر نانومقياسي هستند كه خواص آنها در حالت نانومقياس با خواص‌شان در مقياس بزرگتر فرق مي‌كند.

اولين و مهمترين عنصر پايه، نانوذره است. منظور از نانوذره، همانگونه كه از نام آن مشخص است، ذراتي با ابعاد نانومتري در هر سه بعد مي‌باشد. نانوذرات مي‌توانند از مواد مختلفي تشكيل شوند، مانند نانوذرات فلزي، سراميكي، ... دومين عنصر پايه، نانوكپسول است. همان طوري كه از اسم آن مشخص است، كپسول‌هاي هستند كه قطر نانومتري دارند و مي‌توان مواد مورد نظر را درون آنها قرار داد و كپسوله كرد. سال‌هاست كه نانوكپسول‌ها در طبيعت توليد مي‌شوند؛ مولكول‌هاي موسوم به فسفوليپيدها كه يك سر آنها آبگريز و سر ديگر آنها آبدوست است، وقتي در محيط آبي قرار مي‌گيرند، خود به خود كپسول‌هايي را تشكيل مي‌دهند كه قسمت‌هاي آبگريز مولكول در درون آنها واقع مي‌شود و از تماس با آب محافظت مي‌شود.

عنصر پايه بعدي نانولوله كربني است. اين عنصر پايه در سال 1991 در شركت NEC كشف شدند و در حقيقت لوله‌هايي از گرافيت مي‌باشند. اگر صفحات گرافيت را پيچيده و به شكل لوله در بياوريم، به نانولوله‌هاي كربني مي‌رسيم. اين نانولوله‌ها داراي اشكال و اندازه‌هاي مختلفي هستند و مي‌توانند تك ديواره يا چند ديواره باشند. اين لوله‌ها خواص بسيار جالبي دارند كه منجر به ايجاد كاربردهاي جالب توجهي از آنها مي‌شود. در حقيقت كاربرد فناوري نانو از كاربرد عناصر پايه نشأت مي‌گيرد. هر كدام از اين عناصر پايه، ويژگي‌هاي خاصي دارند كه استفاده از آنها در زمينه‌هاي مختلف، موجب ايجاد خواص جالبي مي‌گردد. مثلاً از جمله كاربردهاي نانوذرات مي‌توان به دارورساني هدفمند و ساده، بانداژهاي بي‌نياز از تجديد، شناسايي زود هنگام و بي‌ضرر سلول‌هاي سرطاني، و تجزيه آلاينده‌هاي محيط زيست اشاره كرد. همچنين نانولوله‌هاي كربني داراي كاربردهاي متنوعي مي‌باشند كه موارد زير را مي‌توان ذكر كرد:

• تصوير برداري زيستي دقيق حسگرهاي شيميايي و زيستي قابل اطمينان و داراي عمر طولاني

 
•شناسايي و جداسازي كاملاً اختصاصي  DNA

• ژن‌درماني

نانولوله ها دارای خواص مکانیکی و الکتریکی و شیمیایی بی همتایی هستند و از این روست که امروزه در سطح دنیا مورد توجه واقع شده است.این خواص یکتا ناشی از خواص ویژه پیوندهای کربنی ، طبیعت شبه تک بعدیو تقارن استوانه ای آنها است که بطور مختصر شرح داده خواهد شد:

1– خواص مکانیکی:

نانولوله های کربنی یکی از سخت ترین ،قابل ارتجاع ترین مواد به شمار می روند و مهمترین الیافی هستند که از ساختار گرافیت درست شده اند . مدول یانگ برای نانولوله ها معرف آن است که آنها در مقابل کنش ها به صورت خمش ، کشش و پیچش مقاومت بسیار زیادی از خود نشان دهند و به راحتی دچار تغییر شکل و یا شکسته شدن پیوند نمی شوند مگر اینکه در ساختار خود دارای برخی ازعیوب توپولوژیک باشد.

3– خواص الکتریکی:

نانولوله های کربنی تنها موادی هستند که با توجه به هندسه ساختاری خود می توانند به هر یک از  صورت های رسانا ، نیمه رسانا و عایق یافت شوند به این معنی که بسته به اینکه نانولوله به چه صورت از پیچاندن صفحه گرافیت درست شود می تواند در هر یک از سه حالت فوق قرار گیرد. این همان خاصیت بزرگی است که نانولوله را برای صنعت الکترونیک مناسب می سازد.

3 – خواص شیمیایی:

 نانولوله ها همچنین از خواص شیمیایی ممتازی نیز برخوردارند.

به عنوان مثال توانایی آنها در جذب درصد بالایی از هیدروژن موضویی است که در سال های اخیر در سطح جهانی مورد توجه قرار گرفته است ، چرا که آنها را به عنوان منبع ذخیره سازی هیدروژن مطرح کرده است که برای استفاده در ماشین های هیدروژن سوز ایده آل است. همچنین شد آنها به عنوان حس گرهای گاز به چشم می خورد که آنها را به عنوان حس گرهای پیشرفته گاز مطرح می کند.

روشهای تولید نانولوله های کربن:

1)تخلیه قوس الکتریکی

2) سایش با لیزر

3)رسوب بخار شیمیایی(cvd)

4) الکترولیز

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: