شنبه 13 دی 1399 کد خبر: 67

485

چرا در دنیای نانو خواص تغییر می‌کند؟

محمدرضا بسکابادی
فناوری نانو، فناوری تحول صنعتی قرن است. فناوری نانو با تغییر در خواص مواد موجب می‌شود که مواد کاربردهای جدیدی پیدا کنند و کارایی بسیاری از سیستم‌ها افزایش پیدا کند. اما چطور فناوری نانو موجب تغییر خواص می‌شود؟ آیا این تعییر خواص برای همه مواد یکسان هستند؟ در این مقاله کوتاه به این موضوع می پردازیم که چرا خواص مواد در دنیای نانو 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.