مشخصه یابی مواد نانو: قسمت سوم

میکروسکوپ‌های پروپی روبشی (STM)

میکروسکوپ‌های پروپی روبشی¹  (SPMs) از دیگر ابزاری است که جهت مشخصه‌یابی و آنالیز نانومواد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

میکروسکوپ پروپی روبشی، در طی 25 سالی که از اختراع‌اش می‌گذرد، در بسیاری از حوزه‌های علمی و صنعتی کاربرد وسیعی یافته است. قدرت بزرگ‌نمایی بسیار بالا، سادگی استفاده و عدم نیاز به آماده‌سازی‌های پیچیده از جمله مزایایی است که موجب شده است پژوهشگران و محققان تمایل زیادی به استفاده از آن داشته باشند.

در این میکروسکوپ‌ها، سطح نمونه توسط یک سوزن نوک تیز یا پروپ که نوک آن به صورت تک‌اتمی است، روبش می‌شود. این سوزن روبنده به خاطر ابعاد بسیار کوچک خود می‌تواند کوچک‌ترین پستی و بلندی موجود در سطح را (در حد نانومتر) حس نماید. بسته به طبیعت برهم‌کنش‌های موضعی، می‌توان تصاویری سه‌بعدی از پستی و بلندی سطح، ساختار الکترونیکی، ساختار مغناطیسی یا هر خاصیت موضعی دیگر را به دست آورد. نانوکریستال‌ها، نانوکامپوزیت‌ها، نانوذرات، نانولوله‌ها، نانوپودرها و... از جمله نانوساختارهایی هستند که امروزه به طور گسترده‌ای با این نوع میکروسکوپ مورد بررسی قرار می‌گیرند.

فناوری نانو در عرصه دفاعی – امنیتی-قسمت اول

چکیده

به کارگیری فناوری نانو در صنایع نظامی به خصوص در زمینه امنیتی – دفاعی در دهه اخیر مورد توجه پژوهش گران قرار گرفته است. استفاده از این فناوری در تجهیزات دفاعی راه هایی به سوی بهبود اسلحه ها، ابتکار در ساخت مواد با وزن سبک و مقاوم به دمای بالا برای هواپیماها، راکت ها و ایستگاه های فضایی را هموار نموده است. تسلط اطلاعاتی از طریق نانو الکترونیک پیشرفته، به عنوان یک توانایی مهم نظامی، کارایی بالاتر در تجهیزات نظامی و استفاده از ربات های پیشرفته به جای استفاده از نیروی انسانی نظامی، پیشرفت در امر شناسایی و در نتیجه مراقبت از عوامل شیمیایی، کاهش خطر برای سربازان و بهبود کارایی خودروهای نظامی از دیگر قابلیت های این فناوری نوین در حوزه نظامی – دفاعی و امنیتی است. در این مقاله سعی شده است کاربردهای نظامی – دفاعی و امنیتی این فناوری مورد بررسی قرار گیرد.

فناوری نانو در عرصه دفاعی امنیتی-قسمت دوم

در قسمت قبل به معرفی برخی کاربردهای فناوری نانو در عرصه نظامی پرداختیم و در این قسمت نیز به معرفی دیگر کاربردهای نانومواد در این عرصه می پردازیم.

روشهای تهیه نانو ذرات

روش آلیاژسازی مکانیکی

1. مقدمه

روش آلیاژسازی مکانیکی اولین بار توسط بنیامین(Benjamin)  و همکاران‌اش در اواخر دهه شصت ِ قرن بیستم میلادی معرفی شد. آن‌ها این روش را به منظور تولید سوپرآلیاژهای پایه نیکلی استحکام یافته با ذرات اکسیدی به کار بردند.

طی این فرایند، ذرات پودری خام در اندازه چند میکرون تحت یک تغییر شکل پلاستیکی شدید قرار می‌گیرند و پیوسته متحمل جوش سرد و شکست می‌شوند. چنانچه پودر مورد استفاده از نظر ترکیب شیمیایی کاملاً همگن باشد (برای مثال پودر یک عنصر یا پودر یک آلیاژ) فرایند، آسیاب کردن مکانیکی (( Mechanical Milling (MM)نامیده می‌شود. در این حالت، هیچ‌گونه تغییری در ترکیب شیمیایی پودر اولیه صورت نمی‌گیرد و آلیاژسازی مکانیکی تنها منجر به تغییر در ساختار داخلی و اندازه ذرات پودر می‌گردد. سابقه تاریخی روش آسیاب کردن مکانیکی به سال 1987 برمی‌گردد. مزیت آن نسبت به دیگر روش‌ها، اجرای آسان و کم‌هزینه در مقیاس صنعتی است.

نانو حفره ها- معرفی و کاربرد

1.مقدمه

نانوحفره‌ها یا مواد نانومتخلخل؛ درارای حفراتی کوچک‌تر از 100 نانومتر می‌باشند و کاربرد ویژه‌ای در فیلتراسیون در سطح اتمی و مولکولی دارند. این مواد منافذی تو در تو دارند و منافذشان یک الگوی تکرار انتقالی در فضای سه بعدی دارد و نیاز به هیچ نظم و قاعده‌ی خاصی در آرایش منافذ نیست تا ماده‌ای را نانوحفره بنامیم.

جامدات نانومتخلخل می‌توانند ترکیبات گوناگونی نظیر کربن، سیلیکون، سیلیکات‌ها، پلیمرها، سرامیک‌ها، فلزات و ترکیبات آلی-‌ فلزی داشته باشند. بسیاری از مواد متخلخل از نظر ترمودینامیکی پایدار نیستند و به محض این‌که بر انرژی جنبشی مرزها غلبه شود، از بین می‌روند. به عنوان مثال، سیلیکات متخلخل، ماده‌ای نیمه‌پایدار است که با افزایش دما و رسیدن به نقطه‌ی ذوب، ذرات اولیه آن در شبکه ذوب می‌شوند. در این مرحله، جدایش فلزات اتفاق می‌افتد و یک فاز سیلیکاتی نانومتخلخل ایجاد می‌شود. کنترل انرژی فصل مشترک و وضعیت نیمه‌پایدار حفرات نانومقیاس در هنگام ایجاد مواد نانومتخلخل از اهمیت خاصی برخوردار است.