لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 17
عنوان : تأثیر فناوری نانو بر کشورهای متکی به صادرات مواد خام
خلاصه مقاله زیر ترجمه بخشی از گزارشی است که در نوامبر سال 2005 توسط گروه ETC تهیه شده است. در این مقاله، مباحثی همچون تأثیر فناوری نانو بر آب و انرژی مورد تحلیل قرار گرفته و سپس میزان و زمینه تأثیر این فناوری بر کشورهای در حال توسعه ارزیابی می شود. برای این منظور زمینه های تأثیر گذاری فناوری نانو بر مواردی همچون صنایع نوشیدنی، صنعت نساجی و صنعت لاستیک بررسی می شود. ادامه مقاله که در شماره آینده چاپ خواهد شد، به بررسی اثر فناوری نانو بر صنایع مس و پلاتین خواهد پرداخت.
مقدمه:
توماس تیس، رئیس واحد پژوهشهای علوم کاربردی در شرکت آی. بی، ام میگوید: در دنیای امروز، هیچ محصول دست بشری نیست که سرانجام به اکتشافات آزمایشگاهی، وابسته نباشد... تبعات بلند مدت فنانوری نانو واقعاً دگرگون کننده هستند. مشکل این است که نمیتوان خواستههای جهان آینده را بطور دقیق پیش بینی نمود.
تأثیری که فناوری نانو بر اقتصاد جهانی خواهد گذاشت، مبهوت کننده است. بر اساس گزارشی که دانشگاه سازمان ملل متحد(United Nations University) در سال 2005 و با عنوان وضع آینده منتشر کرد، ظهور پرشتاب فناوریهای جدید از جمله فناوری نانو به حدی سریع است که دولتها قادر به درک آن نیستند. وجود مواد جدید ساخته شده به کمک این فناوری، میتواند حاوی این پیام باشد که تولید کنندگان صنعتی در آینده برای تأمین مواد خام مورد نیاز خود گزینههای متعددی را پیش رو خواهند داشت. مواد جدید، قادرند بازار مواد خام سنتی را کاملاً دگرگون نمایند. وجود الگوهای جدید تولید موسوم به پایین به بالا هم به این معنی است که تقاضا برای مواد خام به سرعت سیر نزولی به خود خواهدگرفت. فناورینانو این توانایی را دارد که ارتباط بین مرزهای جغرافیایی، مواد خام و حتی نیروی کار را از بین ببرد. در ادامه این مطلب، تأثیرفناوری نانو بر اقتصاد کشورهای در حال توسعه را بیشتر بررسی خواهیم کرد.
تولید کنندگان صنعتی در آینده برای تأمین مواد خام مورد نیاز خود گزینههای متعددی را پیش رو خواهند داشت. مواد جدید، قادرند بازار مواد خام سنتی را کاملاً دگرگون نمایند
ریچارد اسماِلی (Richard Smalley) شیمیدان و برنده فقید جایزه نوبل پیشبینی کرده بود که در آینده فناورینانو، سلامتی و طرز زندگی مردم را حداقل به اندازه تاثیر امروزی میکروالکترونیک، تصویربرداری پزشکی، تولید به کمک رایانه و پلیمرهای مصنوعی، تحت الشعاع قرار دهد. برخی دیگر معتقدند که تأثیراین فناوریبا نتایج حاصل از اختراع موتور بخار، الکتریسیته، ترانزیستور، و ظهور اینترنت قابل قیاس است. حتی عدهای مانند فیلیپ بوند (Philip Bond)، معاون فناوری وزارت بازرگانی آمریکا، فناورینانو را معجزه واقعی میدانند؛ معجزهای که نابینایان را بینا و ناشنوایان را شنوا کرده و فلجها را به حرکت وا میدارد. معجزهای که ایدز، سرطان، دیابت و دیگر بیماریها را درمان خواهد کرد. معجزهای که به گرسنگی فقرا پایان داده و حتی قدرت ذهن ما را تقویت خواهد کرد. این فناوری سطح زندگی مردم را بهبود بخشیده و به ما امکان میدهد که بیشتر، سالمتر، و بهتر زندگی کنیم. فناوری نانو با خلق فرایندهایی که ضمن مصرف بهینه انرژی، هیچ ماده زایدی بر جا نگذاشته و به محیط زندگی و سلامت انسان نیز آسیبی نمیرساند، کمک شایانی به حفظ محیط زیست در سراسر جهان خواهد کرد. گرچه ممکن است این نتیجهگیری موضعگیریهای اغراق آمیز رسانهای در پی داشته باشد، اما باید گفت فناوری نانو احتمالاً صنایع مختلف جهان را دچارآشفتگی خواهد کرد.
جاش وولف، ویراستار گزارش فناوری نانو فوربس وولف میگوید: به زبان ساده، ما داریم جهان پیرامون خود را اتم به اتم دوباره میسازیم، اما این بار بهتر و پیشرفتهتر. یعنی هزاران میلیارد دلار در مورد هر چیزی هزینه خواهد شد: از پوشاک، غذا، اتومبیل، مسکن و دارو گرفته تا وسایل ارتباطی، سرگرمی و غیره. کیفیت هوایی که تنفس میکنیم و آبی که مینوشیم؛ همه اینها دستخوش تحولات اساسی خواهند شد. بنابراین ساختار اجتماعی و اقتصادی جهان نیز به تبع این تحولات، دگرگون میشود. فناورینانو تقریباً هر نوع کسب و کاری را در این کره خاکی متحول خواهد نمود.
در سالهای اخیر، مطالب زیادی در مورد تأثیر فناوری نانو بر بهبود وضع زندگی جوامع فقیر و عقب نگه داشته شده جهان سوم نگاشته شده است. به عنوان مثال، گروه کاری طرح هزاره سازمان ملل متحد (UN Millennium Project’s Task Force) در زمینه علوم، فناوری و نوآوری، فناوری نانو را ابزار مهمی برای مبارزه با فقر و رسیدن به اهداف توسعه هزاره که توسط این سازمان تدوین شده، میداند. آنان پژوهشهایی که مسائل انرژی و آب آشامیدنی را مورد تأکید قرار میدهد، مثال میزنند و معتقدند که این نوع پژوهشها نشان دهنده تأثیر فناوری نانو بر حفظ محیط زیست و توسعه انسانی هستند.
آیا فناوری نانو، توسعه انسانی کشورهای در حال توسعه را موجب خواهد شد ؟
پژوهشگران در مطالعات اخیر خود در سال 2005، تأثیر فناوری نانو برکشورهای در حال توسعه را بررسی کرده و به ویژه امکان به کارگیری این فناوریدر رفع نیازهای جوامع فقیر را مورد توجه قرار دادهاند. فابیو سالامانکا بوئِنتِلو (Fabio Salamanca-Buentello) و همکارانش در مرکز مطالعات اخلاق زیستی (Bioethics) در دانشگاه تورنتوی کانادا، در پژوهش خود نظرات 63 متخصص فناوری نانو در کشورهای فقیر و غنی را جویا شده و از این طریق ده کاربرد مهم این فناوری برای دستیابی به اهداف برنامه توسعه هزاره را به ترتیب اولویت مرتب نمودهاند. این پژوهشگران به این نتیجه رسیدهاند که فناوری نانو را میتوان برای رفع برخی از مهمترین معضلات توسعهای جهان به کار گرفت. آنها توصیه میکنند که جهت تسریع در استفاده از این فناوری برای رفع چالشهای اصلی توسعه پایدار، باید برنامه سرمایهگذاری جدیدی در سطح جهان به اجرا درآید. نوئِلا اینوِرنیزی (Noela Invernizzi) پژوهشگر دانشگاه کامپیناس (UNICAMP) در برزیل و گوئیلِرمو فُلادوری (Guillermo Foladori) از دانشگاه ملی مکزیک (UNAM) در نشریه حقوق و بازرگانی فناوری نانو (Nanotechnology Law & Business Journal) دیدگاه دیگری را مطرح میکنند. آنان معتقدند: برای اینکه فناوری بتواند نیازهای جوامع فقیر را مرتفع کند، [علاوه بر سرمایه گذاری] وجود شرایط مطلوب اجتماعی اقتصادی هم لازم است. آنان بوئِنتِللو را مستقیماً مخاطب قرارداده و مینویسند:
علیرغم ارزیابیخوشبینانه برخی افراد، تجربه نشان داده است که فناوری نانو مانند دیگر فناوریها به سمت و سوی کسب درآمدهای سرشار حرکت کرده و نهایتاً افزایش تبعیضها را به دنبال خواهد داشت. شرکتهای بزرگ چند ملیتی، به دنبال ثبت اختراع اغلب محصولات فناوری نانو به نام خود هستند، بنابراین در توسعه این فناوری با مشکلاتی شبیه به فناوریهای قبلی مواجه هستیم. گواهیثبت اختراع، تضمینی است که تولید و فروش یک محصول را به مدت بیست سال در انحصار یک یا چند فرد یا شرکتقرار میدهد. چنین انحصاری سد بزرگی بر سر راه گسترش سریع این فناوری و کسب نتایج مثبت آن در کشورهای فقیر است.
دونالد مک لورکان(Donald McLurcan) پژوهشگر موسسه فناوری نانومقیاس در شهرسیدنی استرالیا اخیراً دو مقاله در مورد وضعیت فناوری نانو در کشورهای در حال توسعه منتشر کرده است. او در این دو مقاله چنین نتیجه گیری میکند:
به طورکلی نشانههای امیدوارکنندهای به چشم میخورد مبنی بر اینکه برخی از کشورهای در حال توسعه، میتوانند نقش عمدهای در توسعه جهانی فناوری نانو ایفا نمایند. با این وجود، به علت افزایش موانع فزاینده تجاری و مشارکت محدود کشورها در برخی سطوح، اوضاع فعلی
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 79
پژوهشکده علوم و فناوری ناز
دانشگاه کاشان
موضوع تحقیق :
انتقال گرما به وسیله نانوسیالات
Heattransfe by
Nano fluids
کاری از :
gg
استاد راهنما :
gg
انتقال گرما به وسیله نانو سیالات
چکیده :
اخیراً استفاده از نانوسیالات که در حقیقت سوسپانسیون پایداری از نانو فیبر ها و نانورزات جامد هستند به عنوان راهبردی جدید در عملیات انتقال حرارت مطرح شده است .
تحقیقات اخیر روی نانو سیالات ، افزایش قابل توجهی را در هدایت حرارتی آنها نسبت به سیالات بدون نانوزات دیا همراه با ذرات بزرگتر (ماکرو ذرات) نشان می دهد . از دیگر تفاوت های این نوع سیالات ، تابعیت شدید هدایت حرارتی از دما ، همچنین افزایش فوق العاده فلاکس حرارتی بحرانی در انتقال حرارت جوشش آنهاست .
بیشترین افزایش هدایت حرارتی در سوسپانسیون نانو لوله های کربنی گزارش شده از این رو توجه بسیاری از دانشمندان در سالهای اخیر به استفاده از انواع نالوله ها در سیالات انتقال دهنده حرارت متمرکز شده است .
نتایج آزمایشگاهی بدست آمده از نانوسیالات نتایج قابل بحثی است که به عنوان مثال می توان به انطباق نداشتن افزایش هدایت حرارتی با تئوری های موجود اشاره کرد . این امر نشان دهنده ناتوانی این مدلها در پیش بینی صحیح خواهی نانوسیال است . بنابر این برای کاربردی کردن این نوع از سیالات در آینده و در سیستم های جدید ، باید اقدام به طراحی ، ایجاد مدلها و تئوری هایی شامل اثر نسبت حجم به سطح و فاکتورهای سیاست نانوذره و تصحیحات مربوط به آن کرد .
مقدمه
سیستم های خنک کننده ، یکی از مهم ترین دغدغه های کارخانه ها و صنایعی مانند میکروالکترونیک و هر جایی است که به نوعی با انتقال گرما رو به رو باشد با پیشرفت فناوری در صنایعی مانند میکرو الکترونیک که در مقیاس های زیر صد نانومتر عملیات های سریع و حجیم با سرعت های بسیال بالا (چند گیگاهرتز) اتفاق می افتد و استفاده از موتوهایی با توان و بار حرارتی بالا اهمیت بسزائی پیدا می کند ، استفاده از سیستم های خنک کننده پیشرفته و بهینه ، کاری اجتناب ناپذیر است . بهینه سازی سیستم های انتقال حرارت موجود ، در اکثر مواقع به وسیله افزایش سطح آنها صورت می گیرد که همواره باعث افزایش حجم واندازه این دستگاهها می شود ، لذا برای غلبه بر این مشکل به خنک کننده های جدید و موثر نیاز است و نانو سیالاتبه عنوان راهکاری جدید در این زمینه مطرح شده اند .
نانوسیالات متشکل از سوسپانسیونیاز نانو ذرات جامد یا فیبر ها با اندازه کمتر از nm 100 در یک مایع پایه می باشد در واقع بخش خوب ذرات جامد در یک مایع عموماً به نام سوسپانیسون کلوئیدال شناخته می شوند . سیستم های کلوئیدال بسیار کاربرد دارند آنها در طبیعت در سلولهای زنده دیده می شود همچنین در بسیاری از واکنش های شیمیایی حضور دارند در بسیاری از سیستم ها واسطه پایه آب بوده و ذرات به صورت ماکرو مولکولها یا توده ای از مولکولها می باشند کلوئیدها به خاطر
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 14 صفحه
قسمتی از متن .doc :
بخش اول
آیندهنگاریها نشان میدهند که علوم مختلف در ده تا پانزده سال آینده زیر چتر نانو قرار میگیرند. در واقع، فناوری نانو رشتههای گوناگون علمی و فنی را به یکدیگر نزدیک میکند. یکی از این رشتهها مهندسی مکانیک است.
امروزه کمتر زمینة تولیدی و پژوهشی یافت میشود که از مهندسی مکانیک بینیاز باشد. زمینههایی نظیر خودروسازی، هواپیماسازی، رُباتیک، آبرسانی، پالایشگاههای نفت و گاز، هوش مصنوعی، بیومکانیک و بسیاری دیگر از این فنون و صنایع، با مهندسی مکانیک درآمیختهاند. در دنیای مکانیک، فرایند «شکلدهی» جایگاه ویژهای دارد. به عنوان مثال، قطعات مختلفِ خودروهای سواری با روشهای مختلفِ شکلدهی مانند کشش، خمش و... ساخته شدهاند. با استفاده از فناوری نانو میتوان بر کیفیت شکلدهی افزود و محصولات باکیفیتتری تولید کرد. این محصولات جدید یک ویژگیِ عمده دارند که همانا یکدستی در تمام محصولات است.
در مجموعة مقالاتی که ارائه خواهد شد، به موضوع شکلدهی در مقیاس نانو خواهیم پرداخت.
مفاهیم و موضوعات
در این مجموعه مقالات، عناوین مختلفی مورد بحث قرار میگیرند، مناسب است که در شروع کار، اولویتها و عناوین مورد بحث را با هم مرور کنیم تا به چشماندازی از مسیر و هدف نهایی برسیم. البته ممکن است در ابتدا با مفاهیمی روبهرو شوید که قدری ناآشنا هستند، اما سعی شده است تا حد ممکن مطالب ساده بیان شوند و با کمک مثالها و تصاویر مختلف درک آنها سریعتر و بهتر صورت گیرد.
سه شاخة اصلی مورد بحث در این مقالات عبارتند از:
شکلدهی و مفاهیم مرتبط با آن؛ مایکروشکلدهی به عنوان فرایندی صنعتی که در نزدیکترین مقیاس به حوزة نانو صورت میگیرد؛ نانوشکلدهی.
اگر با این سلسله مقالات همراه شوید، در انتها پاسخ این سؤال اساسی را درخواهید یافت: نانوشکلدهی چیست؟
شکلدهیدر طول روز با محصولات بسیاری روبهرو میشوید که با تغییر شکل ایجاد شدهاند. وقتی این تغییر با کشیدن ورق فلزی ایجاد شود، به آن «کشش» میگویند؛ وقتی تغییر شکل با خم نمودن صورت بگیرد، «خمش» نامیده میشود، و البته در بسیاری از فرایندها از هر دو روش به طور همزمان استفاده میشود، مثلاً در تولید بدنة خودروهای سواری.
عملیات شکلدهى فلزات بسیار متنوع است. ما در ابتدا به دو نمونة ساده اشاره کردیم، اما هدف اصلى از انجام همة آنها ایجاد تغییر شکل مطلوب است. در شکل دادن به فلزات، نیروهای لازم برای شکلدهی و خواصّ مادة تحت شکلدهی از اهمیت زیادی برخوردارند، زیرا باید از ابتدا بدانیم چه مقدار نیرو باید در چه جهتی وارد شود تا مثلاً یک کابل فلزی با روش کشش تولید گردد. شاید در فیزیک به تعریف نیرو دقت کرده باشید. حتماً به یاد دارید که جهت و مقدار از نکات اصلی آن هستند. از طرف دیگر باید بدانیم جنس مادة تحت شکلدهی چیست تا بر اساس خواص آن نیروی لازم را وارد سازیم. مثلاً بین آلمینیوم، فولاد، مس یا چوب تفاوتهای زیادی وجود دارد و اگر از آنها در جای مناسب استفاده نکنیم، هرگز به هدف مورد نظر نمیرسیم.
دو رشتة مهندسى که به طور مستقیم به موضوع شکل دادن فلزات میپردازند، عبارتند از مکانیک و متالورژى.
شکلپذیرىیکى از نگرانىهاى مهم در شکل دادن آن است که آیا مىتوان بدون خراب شدن فلز، شکل مطلوبی به آن بخشید یا نه؟ در فرایندى مفروض از تغییر شکل معیّن، محدودیتهاى شکل دادن، از مادهاى به مادة دیگر تغییر مىکند.
حتماً مقاطع فلزی را که در ساختمانسازی به کار گرفته میشوند دیدهاید. برای تولید این مقاطع، فرایند تغییر شکل شامل تبدیل آهن خام به مقاطع مستطیلی یا لانه زنبوری است. هندسة تغییر شکل، آخرین وضعیتی است که از ابتدا به دنبال آن بودهایم؛ یعنی مقطع فلزی مستطیلی یا لانهزنبوری .
بهتر است پیش از پرداختن به تعاریف مرتبط با شکلدهی و فرایندهای وابسته به آن، به مواد مهندسی و خواص آنها بپردازیم.
مواد مهندسى و مصالح صنعتى
ادوار زندگى بشر را با توجه به عناصر و موادى که در آن اعصار کشف شدهاند، تقسیمبندى کردهاند. در هر دوره، محدوده و تنوع این یافتهها افزایش یافت و در نهایت، مهمترین و مفیدترین یافتة بشر در آن دوره، نام آن عصر را به خود گرفت: عصر حجر، عصر برنز، عصر آهن... در حال حاضر، بعد از اینکه مواد پلاستیک و کامپوزیتها (مواد مرکب از چند مادة مختلف که به آنها «چندسازه» میگویند) به وجود آمد، در «عصر مواد کامپوزیتى» هستیم و با تحولات سریع فناورى انتظار مىرود که در آیندهاى نهچندان دور به «عصر مواد هوشمند» وارد شویم؛ عصری که اکنون در گامهای آغازین ورود به آن هستیم.
در استفاده از مواد مورد نیاز برای ساخت دستگاهها، ابزارآلات و محصولات صنعتى و غیرصنعتى، باید خواص مورد نیاز هر محصول یا دستگاه توسط مادة آن تأمین شود، زیرا ماده، خوراک اولیه برای شروع کار است؛ مانند سوخت خودرو که باید از ویژگیهای خاصی برخوردار باشد، وگرنه ماشین دچار مشکلات فراوان میشود.
خواص مواد بسیارند. مانند خواص مکانیکی، فیزیکی، سطحی، تولیدی و زیباییشناسانه. به عنوان مثال، خواص فیزیکی مربوط به ویژگیهای ذاتی ماده مثل مقاومت الکتریکی و حرارتی و خواص مغناطیسی است و از مادهای به مادة دیگر فرق میکند و مثلاً مس یا آلمینیوم هادی خوبی برای الکتریسیته و حرارت به شمار میروند.
خواص مکانیکی نیز به جنس ماده وابستهاند. اینکه هر ماده چقدر در مقابل نیروی واردشده مقاومت میکند یا اینکه چقدر باید بر هر ماده نیرو وارد کرد تا از هم گسیخته نشود، به خواص مکانیکی آن مربوط میشود.
مواد و مصالح صنعتى بهطور کلى به دو دسته تقسیمبندى مىشوند: (1) فلزات و آلیاژهاى فلزى، و (2) مواد غیرفلزى.
1. فلزات و آلیاژهاى فلزى
فلزات و آلیاژهاى فلزى جزء پُرمصرفترین موادى به شمار میروند که در صنعت کاربرد دارند. این مواد به علت خواص متنوعشان، در بخشهاى مختلف صنعت به کار مىروند. فلزات از مواد معدنى استخراج مىشوند و از عناصر فلزى نظیر آهن، آلمینیوم و مس تشکیل میگردند.
ویژگیهایی نظیر مقاومت، قابلیت شکلپذیرى، قابلیت جوشکارى، قابلیت رسانایى الکتریکى و حرارتى که در حد بسیار بالایی در فلزات و آلیاژهاى فلزى قابل دسترسىاند، جایگاه ویژهاى به این مواد در صنعت داده است.
البته فلزات مختلف داراى خواص یکسانى نیستند و همین امر سبب شده است که هر فلز کارآیى خاصى داشته باشد. از جمله مهمترین عناصر فلزى که در صنعت مورد استفاده قرار میگیرند (بر حسب اهمیت) عبارتند از: آهن و آلیاژهاى آن نظیر فولاد و چدن و نیز آلمینیوم، مس، برنج، و برنز.
از آنجا که بخش عمدة کاربرد فلزات و آلیاژهاى فلزى از آهن و آلیاژهاى آن است، گروه فلزات را به دو زیرگروه تقسیم مىکنند:
الف ـ فلز آهن و آلیاژهاى آهنى (Ferrous & Alloys)
ب ـ فلزات غیرآهنى و آلیاژهاى آنها (Nonferrous & Alloys)
2. مواد غیرفلزى
مواد غیرفلزى به علت طبیعت، خواص، مزایا و ویژگىهاى خاص خود، همواره مورد توجه در ساخت و تولید اجزای ماشین بودهاند. صنعتگران بر اساس تجربه، انواع مختلف چوب، پلاستیکها و سرامیکها را در اجزای مختلف ماشین، با هدف حذف فلز و سبکسازى آن مورد استفاده قرار مىدهند تا در نهایت انرژی کمتری مصرف شود و هزینة تولید محصول کاهش یابد. به طور کلى، مواد غیرفلزى شامل این مواردند:
الف ـ پلاستیکها
ب ـ الاستومرها
ج ـ سرامیکها
د ـ مواد مرکب کامپوزیتها
پلاستیکها گروهى از موادند که مولکولهاى بزرگ دارند و از اتصال مولکولهاى کوچک حاصل میشوند. ویژگىهاى عمدة این مواد عبارتاند از:
الف ـ چگالى کم
ب ـ مقاومت کافى در برابر خوردگى
ج ـ هزینة تولید پایین
از نظر علم شیمى، بیشترِ این مواد، ترکیبات آلى و شامل عناصرى نظیر هیدروژن، اکسیژن، کربن و نیتروژناند. پلیمرها دستة بزرگى از مواد آلى هستند که به چند گروه و خانواده تقسیم میشوند. تنوع این مواد به حدى است که در حال حاضر حدود چهار هزار نوع مواد پلیمرى با فرمولهای مختلف سنتز و ایجاد شدهاند. از این میان، ۴ یا ۵ نوع پلیمر بیشترین استفادة تجارى و صنعتى را دارند. پلیمرها را میتوان به دو دستة عمده تقسیم کرد. گروه اول پلاستیکهاى «گرمانَرم» (ترموپلاستیک) هستند. به این معنا که قابلیت ذوب مجدد و بازیابى دارند و همانطور که از نام آنها پیداست با وارد کردن مقدار مناسبی حرارت نرم و در انتها ذوب میشوند. در مقابل، دستة دوم، پلاستیکهاى «گرماسخت» (ترموست)اند که پس از شکلگیرىِ اولیه دیگر نمىتوان آنها را مورد استفادة مجدد قرار داد، یعنی در مقابل حرارت و گرما بسیار مقاوماند.
بخش دوم
بخش اول از این مجموعه مقالهها، به شکلدهی و شکلپذیری مواد و مصالح صنعتی اختصاص داشت. گفتیم مواد بسته به خواص گوناگون آنها، کارکردهای مختلفی دارند. یکی از مهمترین خواص برای شکلدهی، خواص مکانیکیاند. به علاوه، برای به دست آوردن محصول دلخواه از راه شکلدهی، باید روشهایی را تعریف کرد که بیشترین بازده را داشته باشند. همانطور که برای ایجاد انرژی حرکتی در خودروها به دنبال انواع مناسب سوخت و بهینه کردن سیستم احتراق خودرو هستیم، در شکلدهی روشهایی که پُربازده باشند از توجه بیشتری برخوردارند.
خواص مکانیکی مواد
منظور از خواص مکانیکى، واکنش مواد در برابر نیروها و بارهاست. عکسالعمل مواد در برابر نیروهاى واردشونده، به ساختمان مولکولى آنها بستگى دارد. آن قسمت از علم مکانیک که صرفاً به بررسى نیروها و واکنشها مىپردازد «استاتیک» نامیده مىشود و بخشی از آن که واکنش ماده به نیروهاى اعمالشده و تغییر شکلهاى جزئىِ ناشی این از نیروها را مورد بررسى قرار گیرد، «مقاومت مصالح» نام دارد.
قطعات بر اثر اِعمال نیرو نباید از بین بروند؛ بنابراین برای اینکه مطمئن بشویم قطعه مورد نظر خواص فیزیکی لازم را دارد، باید هنگام انتخاب جنس، شکل، اندازه و طرز ساخت، محاسبههایی انجام دهیم. مثلاً برای تولید رینگهای خودرو، باید محاسبات اولیهای انجام دهیم تا شرایط مادة مورد نیاز بر حسب نوع خودرو، حداکثر سرعت و حداکثر بار قابل حمل توسط آن، مشخص شود.
در اینجا به برخى از اصطلاحات رایج میپردازیم که مؤلفههاى مؤثر در بررسى خواص مکانیکى را توضیح میدهند.
1. تنش - stress :
عبارت است از «مقدار نیروى وارد بر واحد سطح». مقدار تنش از تقسیم نیروى وارد بر جسم بر مساحت سطح مقطع جسم به دست مىآید. شاید فکر کنید این تعریف به مفهوم فشار در فیزیک دبیرستان خیلی نزدیک است، اما همانطور که دقت کردهاید، در اینجا شرط عمود بودن مؤلفهی نیروی وارد بر سطح، وجود ندارد.
2. خستگى - fatigue :
گاهی در قطعهای از یک ماشین کارخانه، شکستگیهایی به وجود میآید. ولی پس از بررسی مشخص میشود که میزان تنش وارد بر قطعه، از حد مجاز کمتر بوده. اما چرا گسیختگی ایجاد شده است؟ علت این پدیده آن است که بطور پیوسته مقدار بار معینی بر قطعه وارد میشود. یعنی مقدار تنش خاصی، بهدفعات بر آن وارد شده است. به این گسیختگیها، «گسیختگی خستگی» میگویند.
3. کُرنش - strain:
به طور کلى، تمام مواد بر اثر نیرویی هرچند ناچیز، دچار تغییر شکل (تغییر ابعاد) مىشوند. به تغییر ابعاد یا اندازههای جسم، بر اثر تنش «کُرنش» مىگویند؛ مثل فنری که بهواسطه وارد کردن نیرو بر آن کشیده یا فشرده می شود.
تعریفهای ذکر شده، اصلیترین مفاهیمِ خواص مکانیکیاند. گروهی دیگر از اصطلاحات هستند که از این تعریفها ناشی میشوند.
مثلاً به مقاومت ماده در برابر تغییر شکل «استحکام» میگویند و یا مقاومت ماده در برابر خراشیدن، ساییدگی، بُرادهبرداری و بُرش را «سختی» مینامند.
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 17 صفحه
قسمتی از متن .doc :
عنوان : تأثیر فناوری نانو بر کشورهای متکی به صادرات مواد خام
خلاصه مقاله زیر ترجمه بخشی از گزارشی است که در نوامبر سال 2005 توسط گروه ETC تهیه شده است. در این مقاله، مباحثی همچون تأثیر فناوری نانو بر آب و انرژی مورد تحلیل قرار گرفته و سپس میزان و زمینه تأثیر این فناوری بر کشورهای در حال توسعه ارزیابی می شود. برای این منظور زمینه های تأثیر گذاری فناوری نانو بر مواردی همچون صنایع نوشیدنی، صنعت نساجی و صنعت لاستیک بررسی می شود. ادامه مقاله که در شماره آینده چاپ خواهد شد، به بررسی اثر فناوری نانو بر صنایع مس و پلاتین خواهد پرداخت.
مقدمه:
توماس تیس، رئیس واحد پژوهشهای علوم کاربردی در شرکت آی. بی، ام میگوید: در دنیای امروز، هیچ محصول دست بشری نیست که سرانجام به اکتشافات آزمایشگاهی، وابسته نباشد... تبعات بلند مدت فنانوری نانو واقعاً دگرگون کننده هستند. مشکل این است که نمیتوان خواستههای جهان آینده را بطور دقیق پیش بینی نمود.
تأثیری که فناوری نانو بر اقتصاد جهانی خواهد گذاشت، مبهوت کننده است. بر اساس گزارشی که دانشگاه سازمان ملل متحد(United Nations University) در سال 2005 و با عنوان وضع آینده منتشر کرد، ظهور پرشتاب فناوریهای جدید از جمله فناوری نانو به حدی سریع است که دولتها قادر به درک آن نیستند. وجود مواد جدید ساخته شده به کمک این فناوری، میتواند حاوی این پیام باشد که تولید کنندگان صنعتی در آینده برای تأمین مواد خام مورد نیاز خود گزینههای متعددی را پیش رو خواهند داشت. مواد جدید، قادرند بازار مواد خام سنتی را کاملاً دگرگون نمایند. وجود الگوهای جدید تولید موسوم به پایین به بالا هم به این معنی است که تقاضا برای مواد خام به سرعت سیر نزولی به خود خواهدگرفت. فناورینانو این توانایی را دارد که ارتباط بین مرزهای جغرافیایی، مواد خام و حتی نیروی کار را از بین ببرد. در ادامه این مطلب، تأثیرفناوری نانو بر اقتصاد کشورهای در حال توسعه را بیشتر بررسی خواهیم کرد.
تولید کنندگان صنعتی در آینده برای تأمین مواد خام مورد نیاز خود گزینههای متعددی را پیش رو خواهند داشت. مواد جدید، قادرند بازار مواد خام سنتی را کاملاً دگرگون نمایند
ریچارد اسماِلی (Richard Smalley) شیمیدان و برنده فقید جایزه نوبل پیشبینی کرده بود که در آینده فناورینانو، سلامتی و طرز زندگی مردم را حداقل به اندازه تاثیر امروزی میکروالکترونیک، تصویربرداری پزشکی، تولید به کمک رایانه و پلیمرهای مصنوعی، تحت الشعاع قرار دهد. برخی دیگر معتقدند که تأثیراین فناوریبا نتایج حاصل از اختراع موتور بخار، الکتریسیته، ترانزیستور، و ظهور اینترنت قابل قیاس است. حتی عدهای مانند فیلیپ بوند (Philip Bond)، معاون فناوری وزارت بازرگانی آمریکا، فناورینانو را معجزه واقعی میدانند؛ معجزهای که نابینایان را بینا و ناشنوایان را شنوا کرده و فلجها را به حرکت وا میدارد. معجزهای که ایدز، سرطان، دیابت و دیگر بیماریها را درمان خواهد کرد. معجزهای که به گرسنگی فقرا پایان داده و حتی قدرت ذهن ما را تقویت خواهد کرد. این فناوری سطح زندگی مردم را بهبود بخشیده و به ما امکان میدهد که بیشتر، سالمتر، و بهتر زندگی کنیم. فناوری نانو با خلق فرایندهایی که ضمن مصرف بهینه انرژی، هیچ ماده زایدی بر جا نگذاشته و به محیط زندگی و سلامت انسان نیز آسیبی نمیرساند، کمک شایانی به حفظ محیط زیست در سراسر جهان خواهد کرد. گرچه ممکن است این نتیجهگیری موضعگیریهای اغراق آمیز رسانهای در پی داشته باشد، اما باید گفت فناوری نانو احتمالاً صنایع مختلف جهان را دچارآشفتگی خواهد کرد.
جاش وولف، ویراستار گزارش فناوری نانو فوربس وولف میگوید: به زبان ساده، ما داریم جهان پیرامون خود را اتم به اتم دوباره میسازیم، اما این بار بهتر و پیشرفتهتر. یعنی هزاران میلیارد دلار در مورد هر چیزی هزینه خواهد شد: از پوشاک، غذا، اتومبیل، مسکن و دارو گرفته تا وسایل ارتباطی، سرگرمی و غیره. کیفیت هوایی که تنفس میکنیم و آبی که مینوشیم؛ همه اینها دستخوش تحولات اساسی خواهند شد. بنابراین ساختار اجتماعی و اقتصادی جهان نیز به تبع این تحولات، دگرگون میشود. فناورینانو تقریباً هر نوع کسب و کاری را در این کره خاکی متحول خواهد نمود.
در سالهای اخیر، مطالب زیادی در مورد تأثیر فناوری نانو بر بهبود وضع زندگی جوامع فقیر و عقب نگه داشته شده جهان سوم نگاشته شده است. به عنوان مثال، گروه کاری طرح هزاره سازمان ملل متحد (UN Millennium Project’s Task Force) در زمینه علوم، فناوری و نوآوری، فناوری نانو را ابزار مهمی برای مبارزه با فقر و رسیدن به اهداف توسعه هزاره که توسط این سازمان تدوین شده، میداند. آنان پژوهشهایی که مسائل انرژی و آب آشامیدنی را مورد تأکید قرار میدهد، مثال میزنند و معتقدند که این نوع پژوهشها نشان دهنده تأثیر فناوری نانو بر حفظ محیط زیست و توسعه انسانی هستند.
آیا فناوری نانو، توسعه انسانی کشورهای در حال توسعه را موجب خواهد شد ؟
پژوهشگران در مطالعات اخیر خود در سال 2005، تأثیر فناوری نانو برکشورهای در حال توسعه را بررسی کرده و به ویژه امکان به کارگیری این فناوریدر رفع نیازهای جوامع فقیر را مورد توجه قرار دادهاند. فابیو سالامانکا بوئِنتِلو (Fabio Salamanca-Buentello) و همکارانش در مرکز مطالعات اخلاق زیستی (Bioethics) در دانشگاه تورنتوی کانادا، در پژوهش خود نظرات 63 متخصص فناوری نانو در کشورهای فقیر و غنی را جویا شده و از این طریق ده کاربرد مهم این فناوری برای دستیابی به اهداف برنامه توسعه هزاره را به ترتیب اولویت مرتب نمودهاند. این پژوهشگران به این نتیجه رسیدهاند که فناوری نانو را میتوان برای رفع برخی از مهمترین معضلات توسعهای جهان به کار گرفت. آنها توصیه میکنند که جهت تسریع در استفاده از این فناوری برای رفع چالشهای اصلی توسعه پایدار، باید برنامه سرمایهگذاری جدیدی در سطح جهان به اجرا درآید. نوئِلا اینوِرنیزی (Noela Invernizzi) پژوهشگر دانشگاه کامپیناس (UNICAMP) در برزیل و گوئیلِرمو فُلادوری (Guillermo Foladori) از دانشگاه ملی مکزیک (UNAM) در نشریه حقوق و بازرگانی فناوری نانو (Nanotechnology Law & Business Journal) دیدگاه دیگری را مطرح میکنند. آنان معتقدند: برای اینکه فناوری بتواند نیازهای جوامع فقیر را مرتفع کند، [علاوه بر سرمایه گذاری] وجود شرایط مطلوب اجتماعی اقتصادی هم لازم است. آنان بوئِنتِللو را مستقیماً مخاطب قرارداده و مینویسند:
علیرغم ارزیابیخوشبینانه برخی افراد، تجربه نشان داده است که فناوری نانو مانند دیگر فناوریها به سمت و سوی کسب درآمدهای سرشار حرکت کرده و نهایتاً افزایش تبعیضها را به دنبال خواهد داشت. شرکتهای بزرگ چند ملیتی، به دنبال ثبت اختراع اغلب محصولات فناوری نانو به نام خود هستند، بنابراین در توسعه این فناوری با مشکلاتی شبیه به فناوریهای قبلی مواجه هستیم. گواهیثبت اختراع، تضمینی است که تولید و فروش یک محصول را به مدت بیست سال در انحصار یک یا چند فرد یا شرکتقرار میدهد. چنین انحصاری سد بزرگی بر سر راه گسترش سریع این فناوری و کسب نتایج مثبت آن در کشورهای فقیر است.
دونالد مک لورکان(Donald McLurcan) پژوهشگر موسسه فناوری نانومقیاس در شهرسیدنی استرالیا اخیراً دو مقاله در مورد وضعیت فناوری نانو در کشورهای در حال توسعه منتشر کرده است. او در این دو مقاله چنین نتیجه گیری میکند:
به طورکلی نشانههای امیدوارکنندهای به چشم میخورد مبنی بر اینکه برخی از کشورهای در حال توسعه، میتوانند نقش عمدهای در توسعه جهانی فناوری نانو ایفا نمایند. با این وجود، به علت افزایش موانع فزاینده تجاری و مشارکت محدود کشورها در برخی سطوح، اوضاع فعلی
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 23 صفحه
قسمتی از متن .doc :
عنوان صفحه
درباره نانو تکنولوژی 1
انواع رویکردهای نانو تکنولوژی 8
فناوری نانو در آینده نه چندان دور 8
نانو تکنولوژی در ایران 9
کاربردهای نقاط کوانتومی 10
میکروسکوپ پیمایشگر الکترونی SEM 12
جداسازی مولکول ها از یکدیگر 14
رزین های متداول تبادل یونی 17
انتقال گرما به وسیله نانو سیالات 18
جداسازی ایزوتوپ ها و فناوری نانو 20
غربالی مولکولی 20
غربالی کوانتومی 21
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ 21
منابع 22
درباره نانو تکنولوژی :
در دو دهه اخیر، پیشرفتهای تکنولوژی وسایل و مواد با ابعاد بسیار کوچک به دست آمده است و به سوی تحولی فوق العاده که تمدن بشر را تا پایان قرن دگرگون خواهد کرد ، پیش می رود . برای احساس اندازه های مادون ریز ، قطر موی سر انسان را که یک دهم میلیمتر است در نظر بگیرید ، یک نانومتر صدهزار برابر کوچکتراست 9- 10متر . تکنولوژی و مهندسی در قرن پیش رو با وسایل ، اندازه گیریها و تولیداتی سروکار خواهد داشت که چنین ابعاد مادون ریزی دارند . درحال حاضر پروسه های در ابعاد چند مولکول قابل طراحی و کنترل است . همچنین خواص مکانیکی ، شیمیایی ، الکتریکی ، مغناطیسی ، نوری و... مواد در لایه ها در حدود ابعاد نانومتر قابل درک و تحلیل و سنجش است . تکنولوژی درقرن گذشته در هرچه ریزتر کردن دانه های بزرگتر پیشرفت چشمگیری داشت ، بطوریکه به مزاح گفته شد که دیگر کشف ذرات ریز اتمی ((Sub-Atomic)) نه تنها جایزه نوبل ندارد ، بلکه به آن جریمه هم تعلق می گیرد ! تکنولوژی نو درقرن حاضر مسیر عکس را طی می کند . یعنی مواد مادون ریز را باید ترکیب کرد تا دانه های بزرگتر کارآمد به وجود آ ورد . درست همان روشی که در طبیعت برای تولید کردن حاکم است . مجموعه های طبیعی ، ترکیبی از دانه های مادون ریز قابل تشخیص با خواص مشابه و یا متفاوت با اندازه های در حدود نانو است .
اثر تحقیقات در فناوریهای مادون ریز هم اکنون در درمان بیماریها و یا دست یافتن به مواد جدید به ظهور رسیده است . موارد بسیاری در مرحله تحقیقات کاربردی و آزمایشی است .اکنون ساخت رایانه های بسیار کوچکتر و میلیونها بار سریعتر در دستور کار شرکتهای تحقیقاتی قرار دارد .
در بیانی کوتاه نانوتکنولوژی یک فرایند تولید مولکولی است . همانطور که طبیعت مجموعه ها را بطور خودکار مولکول به مولکول ساخته و روی هم مونتاژ کرده است ، ما هم باید برای تولید محصولات جدید ، با این اعتقاد که هرچه در طبیعت تولید شده قابل تولید در آزمایشگاه نیز هست ، نظیر طبیعت راهی پیدا کنیم . البته منظور این نیست که چند هسته از مواد راپیدا کنیم و با رساندن انرژی و خوراک پس از چند سال یک نیروگاه از آن بسازیم که شهری را برق دهد . بلکه برای ترکیب و تکامل خودکار تولیدات مادون ریزکه به نحوی در مجموعه های بزرگتر مصرف دارد ، راهی بیابیم . در اندازه های مادون ریز ، روشها و ابزارآلات متعارف فیزیکی مانند تراشیدن و خم کردن و سوراخ کردن و...جوابگو تیستند . برای ساختن ماشینهای ملکولی باید روش پروسه های طبیعی را دنبال کرد . با تهیه نقشه های ساختاری بدن یعنی آرایش ژنها و DNA که ژنم نامیده شده است و به موازات آن دست یافتن به تکنولوژی مادون ریز ، در دراز مدت تحولات بسیاری در هستی ایجاد خواهد شد . تولید مواد جدید ، گیاهان ، جانداران و حتی انسان متحول خواهد شد . اشکالات ساختاری موجودات در طبیعت رفع می شود و با ترکیب و خواص اورگانیک گیاهان و جانوران ، موجودات جدیدی با خواص فوق العاده و شخصیتهای متفاوت بوجود خواهد آمد .آینده علوم و مهندسی که چندین گرایشی Multi- Disciplinary )) است ، به طرف تولید ماشینهای مولکولی سوق داده خواهد شد تا در نهایت بتواند مجموعه های کارآیی از پیوندهای ارگانیک و سایبریک را عرضه نماید .
هستی را به رایانه ( سخت افزار ) و برنامه ( نرم افزار ) که دو پدیده مختلف ولی ادغام شده هستند ، می توان تشبیه کرد . سخت افزار مصداق ماده ( اغلب اتم هیدروژن ) و نرم افزار یا برنامه ، قابلیت نهفته در خلقت آن است . اتم به نظر ساده و ابتدایی هیدروژن در طی میلیاردها سال با قابلیت نهفته در خود توانسته است میلیونها نوع آرایش مختلف را در هستی بوجود آورد . بشر از بوجود آوردن اساس ماده عاجز است . ولی در برنامه ریزیهای جدید و یافتن اشکال دیگری از آنچه در طبیعت وجود دارد ، پیش خواهد رفت . طبیعت را خواهد شناخت و به اصطلاح ، قفلهای شگفت آور آن را باز خواهد کرد . احتمالا انسان در شرایط مناسبتری از درجه حرارت و فشار که درتشکیل طبیعی مواد مختلف از هیدروژن لازم است ، بتواند اتمهای مورد نباز خود را تولید کند ، سیارات دیگری را در نهایت در اختیار بگیرد و بعید نیست که نواده های دوردست ما بتوانند در نیمه های راه ابدیت در اکثر نقاط جهان هستی و کهکشانها سکنی گزینند. به احتمال زیاد قبل از پایان هزاره سوم انسانها در بدن خود انواع لوازم مصنوعی و دیجیتالی راخواهند داشت. از بیماری ، پیری ، درد ستون فقرات ، کم حافظه ای و... رنج نخواهند برد .قابلیت فهم و تحلیل اطلاعات در مغز آنها در مقایسه با امروز بی نهایت خواهد شد . در هزاره های آینده انسانهای طبیعی مانند امروز احتمالا برای مطالعات پژوهشی نگهداری شده و به نمونه های آزمایشگاهی و بطور حتم قابل احترام تبدیل خواهند شد و مردمان آینده از اینهمه درد و ناراحتی که اجداد آنها در هزاره های قبل کشیده اند ، متعجب و متاثر خواهند بود . اکنون جا دارد همگام با تحولات جدید در مهندسی و علوم ، دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی بطور جدی به پژوهشهای تکنولوژی مادون ریز مشغول شوند تا حداقل ما هم بتوانیم مرزهای دانش روز را به نسلهای آینده تحویل دهیم و در تشکلهای جدید هستی سهمی داشته باشیم . باشد هرچه زودتر به خود آییم و عمق شکوهمند و
معجزه آسای اندیشه بشررا دریابیم و از کوتاه بینی و افکار فرسوده موروثی فاصله بگیریم . گفته شیخ اجل سعدی در آینده مصداق واقعی تری خواهد داشت : چه انتظاری باید از نانوتکنولوژی داشت :
این تکنولوژی جدید توانایی آن را دارد که تاثیری اساسی بر کشورهای صنعتی در دهه های آینده بگذارد . در اینجا به برخی از نمونه های عملی در زمینه نانوتکنولوژی که بر اساس تحقیقات و مشاهدات بخش خصوصی به دست آمده است ، اشاره می شود .
انتظار می رود که مقیاس نانومتر به یک مقیاس با کارایی بالا و ویژگیهای منحصربفرد ، طوری ساخته خواهند شد که روش شیمی سنتی پاسخگوی این امر نمی تواند باشد .
نانوتکنولوژی می تواند باعث گسترش فروش سالانه 300 میلیارد دلار برای صنعت نیمه هادیها و 900 میلیون دلار برای مدارهای مجتمع ، طی 10 تا 15 سال آینده شود . نانوتکنولوژی ، مراقبتهای بهداشتی ، طول عمر ، کیفیت و تواناییهای جسمی بشر را افزایش خواهد داد .
تقریبا نیمی از محصولات دارویی در 10 تا 15 سال آینده متکی به نانوتکنولوژی خواهد بود که این امر ، خود 180 میلیارد دلار نقدینگی را به گردش درخواهد آورد . کاتالیستهای نانوساختاری در صنایع پتروشیمی دارای کاربردهای فراوانی هستند که پیش بینی شده است این دانش ، سالانه 100 میلیارد دلار را طی 10 تا 15 سال آینده تحت تاثیر قرار دهد .
نانوتکنولوژی موجب توسعه محصولات کشاورزی برای یک جمعیت عظیم خواهد شد و راههای اقتصادیتری را برای تصویه و نمک زدایی آب و بهینه سازی راههای استفاده از منابع انرژیهای تجدید پذیر همچون انرژی خورشیدی ارائه نماید . بطور مثال استفاده از یک نوع انباره جریان گذرا با الکترودهای نانولوله کربنی که اخیرا آزمایش گردید ، نشان داد که این روش 10 بار کمتر از روش اسمز معکوس ، آب دریا را نمک زدایی می کند . انتظار می رود که نانوتکنولوژی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده ها ، محیط زیستی سالمتر را فراهم کند . برای مثال مطالعات نشان می دهد در طی 10 تا 15 سال آینده ، روشنایی حاصل از پیشرفت نانوتکنولوژی ،مصرف جهانی انرژی را تا 10 درصد کاهش داده ، باعث صرفه جویی سالانه 100 میلیارد دلار و همچنین کاهش آلودگی هوا به میزان 200 میلیون تن کربن شود. در چند سال گذشته بازارچند میلیارد دلاری برپایه نانوتکنولوژی کسترش یافته اند . برای مثال در ایالات متحده ، IBM برای هد دیسکهای سخت ، یک سری حسگرهای مغناطیسی را ابداع کرده است .