چرا در دنیای نانو خواص تغییر می‌کند؟

فناوری نانو، فناوری تحول صنعتی قرن است. با تغییر خواص مواد در ابعاد نانو کاربردهای جدید و ویژه‌ای برای آنها پیدا می‌شود، این کاربردها سبب توسعه و تحول بزرگی در بسیاری از حوزه‌ها و صنایع شده‌اند.

شکل ۱. مواد مختلف ویژگی­‌های متفاوتی دارند.

بیایید نگاهی گذرا به این موضوع داشته باشیم که چه چیزی خواص مواد را تعیین می­‌کند. حتما پاسخ شما این است که واضح است اتم­‌های تشکیل دهنده! صحیح، اما سوال این است آیا فقط اتم‌­های تشکیل‌­دهنده مواد در تعیین خواص آن­ها تاثیرگذارند؟ خیر، الماس و گرافیت هر دو از اتم­‌های کربن تشکیل شده اما الماس سخت‌ترین جامد طبیعی است و گرافیت بسیار نرم است. الماس شفاف وگرافیت تیره است. میزان رسانایی حرارتی الماس و گرافیت بسیار متفاوت است و همه‌ی این خواص باعث می‌شود که قیمت هرتن گرافیت از یک گرم الماس کمتر باشد!!!   بنابراین خیلی واضح است که تنها اتم‌­های تشکیل دهنده در خواص مواد تاثیر گذار نیستند!

اما چه چیزی باعث این تفاوت می­‌شود؟ تغییر در ساختار موجب تغییر در خواص مواد می­‌شود. فرض کنید دانه­‌های انار با نظم دانه‌های انگور( به شکل خوشه انگور) کنار هم قرار می­‌گرفتند آیا خواص نهایی ساختار مانند انار بود؟ بنابراین ساختار عامل مهم دیگر (علاوه بر اجزای تشکیل­‌دهنده) بر خواص مواد است. در شکل زیر ساختار گرافیت و الماس نشان داده شده است.

شکل ۲:  ساختار گرافیت و الماس

فناوری نانو  کنترل ساختار برای دسترسی به خواص برتر است. بنابراین فناوری نانو را می­‌توان به این شکل تعریف کرد.

فناوری نانو: کنترل اتم­‌ها و مولکول‌­های برای دسترسی به ساختارهای جدید و در نتیجه خواص جدید و استفاده از این خواص برای تولید ابزارها و سیستم‌­های بهتر.

برای مطالعه مطالب علمی بیشتر به صفحه مقالات آموزشی سایت باشگاه نانو مراجعه نمایید.