تحقیق درباره تکنولوژی نانو پودر طلا و نقره

اختصاصی از یاری فایل تحقیق درباره تکنولوژی نانو پودر طلا و نقره دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

مقدمه

مواد نانو به عنوان موادی که حداقل یکی از ابعاد آن ( طول ، عرض ، ضخامت ) زیر nm100 باشد تعریف شده اند. یک نانومتر یک هزارم میکرون یا حدود 100000 برابر کوچکتر از موی انسان است. به طور کلی در یک تقسیم بندی عمومی ، محصولات نانو مواد را می توان به صورت های زیر بیان کرد :

- فیلم های نانو لایه برای کاربردهای عمدتا" الکترونیکی – نانو پوشش های حفاظتی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی ، حفاظت در برابر عوامل مخرب محیطی – نانو ذرات به عنوان پیش سازنده یا اصلاح ساز پدیده های شیمیایی و فیزیکی – نانو لوله ها منظور از یک ماده نانو ساختار یا واضح تر یک بدنه نانو ساختار جامدی است که در آن انتظام اتمی ، اندازه کریستالهای تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی در سراسر بدنه در مقیاس چند نانو متری گسترده شده باشد.

خواص فیزیکی و شیمیایی مواد نانو ( در شکل و فرم های متعددی که وجود دارند از جمله ذرات ، الیاف ، گلوله و ... ) در مقایسه با مواد میکروسکپی تفاوت اساسی دارند. تغییرات اصولی که وجود دارند نه تنها از نظر کوچکی اندازه بلکه از نظر خواص جدید آنها در سطح مقیاس نانو می باشد .

هدف نهایی از بررسی مواد در مقیاس نانو ، یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملکرد بالا می باشد ، که آنها را می توان به عنوان مصالحی با عملکرد بالا و چند منظوره اطلاق نمود. منظور از عملکرد چند منظوره با ظهور خواص جدید و متفاوت نسبت به خواص مواد معمولی می باشد به گونه ای که مصالح بتوانند کاربدهای گوناگونی را ارائه نمایند. در مطلب بعدی که خواهد آمد مواد نانو ساختاری معرفی خواهند شد که با توجه به نوظهور بودن چنین موادی می توانند تحولی شگرف در صنعت ساختمان سازی و صنایع وابسته به آن ایجاد کنند.

تکنولوژی نانو پودر طلا و نقره

نگاه به فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی از دید نانو متری یعنی در ابعاد اتمی ا طلا عاتی به دست می دهد که بسیار راحت تر می توان مسیر حرکتی آن را مشخص و خواسته ها و نظرهای شخصی را در آن اعمال کدد. آنچه که امروز تحت عنوان نانو تکنولوژی مطرح است آشنا شدن و کنترل کردن بسیاری از پدیده ها در ابعاد اتمی و آنگسترومی می باشد.پیشرفت های اخیر در ساخت کربن تیوب، موتورهای بیومولکولی، سنسورهای با ابعاد باکتری، فیلترهای میکرونی و دیگر موارد موجبات تغییر و تحول در علوم مختلف از جمله کامپیوتر، الکترونیک، هوافضا، بیوشیمی، محیط زیست، شیمی و دیگر علوم را فراهم آورده است. در این زمینه، علم شیمی نیز بی بهره نبوده و با حضور روش های میکروسکوپی و الکترودهای با ابعاد نانو متر امکان بررسی ساختار و شناسایی بسیاری از سطوح فلزی و غیرفلزی میسر شده است.اولین اثر کاهش اندازه ذرات افزایش سطح است، افزایش نسبت سطح به حجم نانو ذرات موجب می شود که اتم های واقع در سطح اثر بسیار بیشتری نسبت به اتم های درون حجم ذرات بر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند. این ویژگی واکنش پذیری نانو ذرات را به شدت افزایش می دهد به گونه ای که ذرات به شدت تمایل به اگلومره یا کلوخه ای شدن داشته باشند.به عنوان مثال در مورد نانو ذرات فلزی به محض قرار گیری در هوا به سرعت اکسید می شوند.البته این خاصیت مزایایی هم در بر دارد. به عنوان مثال با استفاده از این خاصیت می توان کارایی کاتالیزور های شیمیایی را به نحو موثری بهبود بخشید ویا در تولید کامپوزیت ها با استفاده از این ذرات پیوند های شیمیایی مستحکم تری بین ماده زمینه و ذرات بر قرارکرد. علاوه بر این افزایش سطح ذرات فشار سطحی را تغییر داده و منجر به تغییر فاصله بین ذرات یا فاصله بین اتم های ذرات می شود. فاصله بین اتم های ذرات با کاهش اندازه آن ها کاهش می یابد. البته این امر بیشتر برای نانو ذرات فلزی صادق است. درمورد نیمه هادیها و اکسید های فلزی مشاهده شده است که با کاهش قطر نانو ذرات فاصله بین اتم های آن ها افزایش می یابد .اگر اندازه دانه باز هم بیشتر کاهش یابد تغییرات شدید دیگری نیز رخ می دهد. از جمله این تغییرات آن است که اتم ها می توانند خودشان را در هندسه هایی که در جامدات توده ای غیر ممکن است آرایش دهند.● نانو موادنانو مواد به دو دسته کلی تقسیم می شوند: نانو ذرات و مواد نانو ساختار(یا مواد نانو کریستال)و مواد نانو ساختار به نانو سیم ها و نانو لوله ها ، نانو لایه ها طبقه بندی می شوند.تغییر در فاصله بین اتم های ذرات و نسبت سطح به حجم زیاد در نانو ذرات تاثیر متقابلی در خواص ماده دارد.برای مثال ترکیبات کاربیدی و نیتریدی پراکنده شده در یک ماتریس آمورف سختی های قابل مقایسه و یا بالاتر از الماس در مورد آن ها گزارش شده است.این تغییر در فاصله بین اتم های انرژی آزاد سطح پتانسیل شیمیایی را نیز تغییر می دهد. این امر در خواص ترمودینامیکی ماده (مثل نقطه ذوب) تاثیر گذار است. ملاحظه می شود که نقطه ذوب با کاهش اندازه ذرات کاهش می یابد و نرخ کاهش ذوب در اندازه خیلی کوچک بسیار شدید است.

● روشهای تولید نانو مواداصلی ترین روش های ساخت مواد نانو را می توان در دو روش کلی ۱- روش بالا به پایین و ۲- روش پایین به بالا خلاصه نمود.۱) روش بالا به پایین:در این روش با استفاده از یک سری ابزارها، مواد از جسم حجیم جدا شده و جسم کوچک می شود تا به اندازه های نانو متری برسد.۲) روش پایین به بالا:این روش درست در جهت مخالف روش بالا به پایین می باشد. در این روش مواد نانو با استفاده از به هم پیوستن بلوک های سازنده مانند اتم ها و مولکول ها و قرار دادن آنها در کنار یکدیگر و یا استفاده از خودآرایی، تولید می شوند. خودآرایی عبارت است از طراحی مولکول ها و ابرمولکول هایی که اساس تشکیل آنها مکمل بودن شکل ساختاری است.باید توجه داشت که اتم ها و مولکول ها همیشه در جایی که مورد نظر ماست قرار نخواهند گرفت و عاملی که محل قرارگیری آنها را تعیین می کند انرژی آنها است. به این صورت که مولکول ها در جایی قرار خواهند گرفت که کمترین انرژی آزاد را داشته باشند و به سمت انرژی آزاد ( ) منفی تمایل دارند. انرژی آزاد در یک سیستم بوسیله استحکام پیوند و انتروپی تعیین می شود.روشهای تولید انبوه که در تولید مواد نانو متری به کار می روند عبارتند از:۱) روش مکانیکیاین روش یک نمونه از روشهای بالا به پایین می باشد و براساس متلاشی شدن ساختار دانه های درشت استوار است.تکنیک آلیاژسازی مکانیکی روشی است که در آن با استفاده از یک آسیاب ساچمه ای انرژی بالا مخلوط پودر های مختلف را در سطح اتمی با یکدیگر آسیاب و ترکیب می کنند. با استفاده از این تکنیک علاوه بر پودر های عنصری خالص از پودر های آلیاژی و سرامیکها، نظیر اکسیدها، نیتریدها و غیره برای ایجاد آلیاژها و کامپوزیتها استفاده می شودمکانیزمی که در حقیقت بکار می رود، مکانیزم سایش مکانیکی همراه با خرد شدن می باشد.شکست دانه ها در حقیقت به علت انرژی است که به آنها انتقال داده می شود، که این انرژی به سرعت دورانی (یا ارتعاشی)، محفظه، اندازه و تعداد توپ ها نسبت جرم توپ به ذرات، مدت سایش در حین فرآیند سایش بستگی دارد.

معایب این روش نیز به شرح زیر است:▪ آلودگی و ناخالصی ناشی از ماده ساینده▪ ایجاد ساختار خشن در پوردهای تولیدی.▪ عدم یکنواختی در اندازه دانه ها.▪ ترکیب شیمیایی غیر یکنواخت.۲) سل _ ژلسل ژل عبارتست از یک فرایند خود آرایی خود به هم پیوستگی یا خود انباشتگی که در طی آن نانو مواد تشکیل می شوند .کلوئیدی که در یک مایع معلق شده است سل نامیده می شود.سوسپانسیونی که شکل خودش را حفظ میکند ژل نامیده شود. در نتیجه سل-ژل ها سوسپانسیون هایی از کلوئید ها در مایعات می باشند که شکل را نگه میدارند. فرایند سل_ژل همانطوری که از نامش پیداست مستلزم تکمیل تدریجی شبکه ها از طریق تشکیل یک سوسپانسون کلوئیدی(سل) و ژله ای شدن سل- برای تشکیل شبکه ای در یک فاز مایع پیوسته (ژل) می باشد. پیش ماده های لازم برای سنتز این کلوئید ها عموما شامل یون هایی از یک فلز است اما گاهی اوقات سایر عناصر از طریق گونه های فعالی که لیگاند ها نامیده می شوند احاطه شده اند. الکوکسید ها و الکوکسیلان ها بیشتر متداول می باشند به دلیل این که سریعا با آب وارد واکنش میشوند. تشکیل سل_ژل در چهار مرحله به وقوع می پیوندد:▪ هیدرولیز▪ تراکم و پلیمری شدن منومر ها برای تشکیل ذرات▪ رشد ذرات▪ به هم چسبیدن ذرات و توده ای شدن آن ها از طریق تشکیل شبکه هایی که در ستاسر محیط مایع گسترش یافته اند سبب زخیم شدن آن ها می گردد که تشکیل یک ژل می دهد.

تحقیق درباره تکنولوژی نانو پودر طلا و نقره

اختصاصی از یاری فایل تحقیق درباره تکنولوژی نانو پودر طلا و نقره دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

مقدمه

مواد نانو به عنوان موادی که حداقل یکی از ابعاد آن ( طول ، عرض ، ضخامت ) زیر nm100 باشد تعریف شده اند. یک نانومتر یک هزارم میکرون یا حدود 100000 برابر کوچکتر از موی انسان است. به طور کلی در یک تقسیم بندی عمومی ، محصولات نانو مواد را می توان به صورت های زیر بیان کرد :

- فیلم های نانو لایه برای کاربردهای عمدتا" الکترونیکی – نانو پوشش های حفاظتی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی ، حفاظت در برابر عوامل مخرب محیطی – نانو ذرات به عنوان پیش سازنده یا اصلاح ساز پدیده های شیمیایی و فیزیکی – نانو لوله ها منظور از یک ماده نانو ساختار یا واضح تر یک بدنه نانو ساختار جامدی است که در آن انتظام اتمی ، اندازه کریستالهای تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی در سراسر بدنه در مقیاس چند نانو متری گسترده شده باشد.

خواص فیزیکی و شیمیایی مواد نانو ( در شکل و فرم های متعددی که وجود دارند از جمله ذرات ، الیاف ، گلوله و ... ) در مقایسه با مواد میکروسکپی تفاوت اساسی دارند. تغییرات اصولی که وجود دارند نه تنها از نظر کوچکی اندازه بلکه از نظر خواص جدید آنها در سطح مقیاس نانو می باشد .

هدف نهایی از بررسی مواد در مقیاس نانو ، یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملکرد بالا می باشد ، که آنها را می توان به عنوان مصالحی با عملکرد بالا و چند منظوره اطلاق نمود. منظور از عملکرد چند منظوره با ظهور خواص جدید و متفاوت نسبت به خواص مواد معمولی می باشد به گونه ای که مصالح بتوانند کاربدهای گوناگونی را ارائه نمایند. در مطلب بعدی که خواهد آمد مواد نانو ساختاری معرفی خواهند شد که با توجه به نوظهور بودن چنین موادی می توانند تحولی شگرف در صنعت ساختمان سازی و صنایع وابسته به آن ایجاد کنند.

تکنولوژی نانو پودر طلا و نقره

نگاه به فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی از دید نانو متری یعنی در ابعاد اتمی ا طلا عاتی به دست می دهد که بسیار راحت تر می توان مسیر حرکتی آن را مشخص و خواسته ها و نظرهای شخصی را در آن اعمال کدد. آنچه که امروز تحت عنوان نانو تکنولوژی مطرح است آشنا شدن و کنترل کردن بسیاری از پدیده ها در ابعاد اتمی و آنگسترومی می باشد.پیشرفت های اخیر در ساخت کربن تیوب، موتورهای بیومولکولی، سنسورهای با ابعاد باکتری، فیلترهای میکرونی و دیگر موارد موجبات تغییر و تحول در علوم مختلف از جمله کامپیوتر، الکترونیک، هوافضا، بیوشیمی، محیط زیست، شیمی و دیگر علوم را فراهم آورده است. در این زمینه، علم شیمی نیز بی بهره نبوده و با حضور روش های میکروسکوپی و الکترودهای با ابعاد نانو متر امکان بررسی ساختار و شناسایی بسیاری از سطوح فلزی و غیرفلزی میسر شده است.اولین اثر کاهش اندازه ذرات افزایش سطح است، افزایش نسبت سطح به حجم نانو ذرات موجب می شود که اتم های واقع در سطح اثر بسیار بیشتری نسبت به اتم های درون حجم ذرات بر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند. این ویژگی واکنش پذیری نانو ذرات را به شدت افزایش می دهد به گونه ای که ذرات به شدت تمایل به اگلومره یا کلوخه ای شدن داشته باشند.به عنوان مثال در مورد نانو ذرات فلزی به محض قرار گیری در هوا به سرعت اکسید می شوند.البته این خاصیت مزایایی هم در بر دارد. به عنوان مثال با استفاده از این خاصیت می توان کارایی کاتالیزور های شیمیایی را به نحو موثری بهبود بخشید ویا در تولید کامپوزیت ها با استفاده از این ذرات پیوند های شیمیایی مستحکم تری بین ماده زمینه و ذرات بر قرارکرد. علاوه بر این افزایش سطح ذرات فشار سطحی را تغییر داده و منجر به تغییر فاصله بین ذرات یا فاصله بین اتم های ذرات می شود. فاصله بین اتم های ذرات با کاهش اندازه آن ها کاهش می یابد. البته این امر بیشتر برای نانو ذرات فلزی صادق است. درمورد نیمه هادیها و اکسید های فلزی مشاهده شده است که با کاهش قطر نانو ذرات فاصله بین اتم های آن ها افزایش می یابد .اگر اندازه دانه باز هم بیشتر کاهش یابد تغییرات شدید دیگری نیز رخ می دهد. از جمله این تغییرات آن است که اتم ها می توانند خودشان را در هندسه هایی که در جامدات توده ای غیر ممکن است آرایش دهند.● نانو موادنانو مواد به دو دسته کلی تقسیم می شوند: نانو ذرات و مواد نانو ساختار(یا مواد نانو کریستال)و مواد نانو ساختار به نانو سیم ها و نانو لوله ها ، نانو لایه ها طبقه بندی می شوند.تغییر در فاصله بین اتم های ذرات و نسبت سطح به حجم زیاد در نانو ذرات تاثیر متقابلی در خواص ماده دارد.برای مثال ترکیبات کاربیدی و نیتریدی پراکنده شده در یک ماتریس آمورف سختی های قابل مقایسه و یا بالاتر از الماس در مورد آن ها گزارش شده است.این تغییر در فاصله بین اتم های انرژی آزاد سطح پتانسیل شیمیایی را نیز تغییر می دهد. این امر در خواص ترمودینامیکی ماده (مثل نقطه ذوب) تاثیر گذار است. ملاحظه می شود که نقطه ذوب با کاهش اندازه ذرات کاهش می یابد و نرخ کاهش ذوب در اندازه خیلی کوچک بسیار شدید است.

● روشهای تولید نانو مواداصلی ترین روش های ساخت مواد نانو را می توان در دو روش کلی ۱- روش بالا به پایین و ۲- روش پایین به بالا خلاصه نمود.۱) روش بالا به پایین:در این روش با استفاده از یک سری ابزارها، مواد از جسم حجیم جدا شده و جسم کوچک می شود تا به اندازه های نانو متری برسد.۲) روش پایین به بالا:این روش درست در جهت مخالف روش بالا به پایین می باشد. در این روش مواد نانو با استفاده از به هم پیوستن بلوک های سازنده مانند اتم ها و مولکول ها و قرار دادن آنها در کنار یکدیگر و یا استفاده از خودآرایی، تولید می شوند. خودآرایی عبارت است از طراحی مولکول ها و ابرمولکول هایی که اساس تشکیل آنها مکمل بودن شکل ساختاری است.باید توجه داشت که اتم ها و مولکول ها همیشه در جایی که مورد نظر ماست قرار نخواهند گرفت و عاملی که محل قرارگیری آنها را تعیین می کند انرژی آنها است. به این صورت که مولکول ها در جایی قرار خواهند گرفت که کمترین انرژی آزاد را داشته باشند و به سمت انرژی آزاد ( ) منفی تمایل دارند. انرژی آزاد در یک سیستم بوسیله استحکام پیوند و انتروپی تعیین می شود.روشهای تولید انبوه که در تولید مواد نانو متری به کار می روند عبارتند از:۱) روش مکانیکیاین روش یک نمونه از روشهای بالا به پایین می باشد و براساس متلاشی شدن ساختار دانه های درشت استوار است.تکنیک آلیاژسازی مکانیکی روشی است که در آن با استفاده از یک آسیاب ساچمه ای انرژی بالا مخلوط پودر های مختلف را در سطح اتمی با یکدیگر آسیاب و ترکیب می کنند. با استفاده از این تکنیک علاوه بر پودر های عنصری خالص از پودر های آلیاژی و سرامیکها، نظیر اکسیدها، نیتریدها و غیره برای ایجاد آلیاژها و کامپوزیتها استفاده می شودمکانیزمی که در حقیقت بکار می رود، مکانیزم سایش مکانیکی همراه با خرد شدن می باشد.شکست دانه ها در حقیقت به علت انرژی است که به آنها انتقال داده می شود، که این انرژی به سرعت دورانی (یا ارتعاشی)، محفظه، اندازه و تعداد توپ ها نسبت جرم توپ به ذرات، مدت سایش در حین فرآیند سایش بستگی دارد.

معایب این روش نیز به شرح زیر است:▪ آلودگی و ناخالصی ناشی از ماده ساینده▪ ایجاد ساختار خشن در پوردهای تولیدی.▪ عدم یکنواختی در اندازه دانه ها.▪ ترکیب شیمیایی غیر یکنواخت.۲) سل _ ژلسل ژل عبارتست از یک فرایند خود آرایی خود به هم پیوستگی یا خود انباشتگی که در طی آن نانو مواد تشکیل می شوند .کلوئیدی که در یک مایع معلق شده است سل نامیده می شود.سوسپانسیونی که شکل خودش را حفظ میکند ژل نامیده شود. در نتیجه سل-ژل ها سوسپانسیون هایی از کلوئید ها در مایعات می باشند که شکل را نگه میدارند. فرایند سل_ژل همانطوری که از نامش پیداست مستلزم تکمیل تدریجی شبکه ها از طریق تشکیل یک سوسپانسون کلوئیدی(سل) و ژله ای شدن سل- برای تشکیل شبکه ای در یک فاز مایع پیوسته (ژل) می باشد. پیش ماده های لازم برای سنتز این کلوئید ها عموما شامل یون هایی از یک فلز است اما گاهی اوقات سایر عناصر از طریق گونه های فعالی که لیگاند ها نامیده می شوند احاطه شده اند. الکوکسید ها و الکوکسیلان ها بیشتر متداول می باشند به دلیل این که سریعا با آب وارد واکنش میشوند. تشکیل سل_ژل در چهار مرحله به وقوع می پیوندد:▪ هیدرولیز▪ تراکم و پلیمری شدن منومر ها برای تشکیل ذرات▪ رشد ذرات▪ به هم چسبیدن ذرات و توده ای شدن آن ها از طریق تشکیل شبکه هایی که در ستاسر محیط مایع گسترش یافته اند سبب زخیم شدن آن ها می گردد که تشکیل یک ژل می دهد.