دانلود تحقیق نانو ذره

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

مقدمه

فناوری نانو با ابعاد نانومتر () سر و کار دارد و مواردی که در فناوری نانو بکار می روند نانو ذره می نامند. فناوری نانو در سه سطح هوا ف ابزارها و سیستم ها قابل بررسی است . در سطح مواد پیشرفت های بیشتری نسبت به دو سطح دیگر پیدا کرده است.

چنانچه نانو ذره را با ابعاد سلول مقایسه کنیم (اندازه ی متوسط سلول یوکاریوتی 10 میکرومتر و اندازه متوسط پروتئین ها 5 نانومتر با ابعاد ریزترین جسم ساخت بیشتر قابل مقایسه است ، بنابراین می توان با بکارگیری نانو ذره ها نوعی مامور مخفی به درون سلول فرستاد و به کمک آن از بعضی رازهای نهفته در سلول پرده برداری کرد. این ذرات آن قدر ریز هستند که تداخل عمده ای در کار سلول بوجود نمی آورند.)

پیشرفت در زمینه "نانو فناوری" نیازمند درک وقایع زیستی در سطح نانو می باشد. از میان خواص فیزیکی وابسته به اندازه نانو ، خواص نوری optical و مغناطیسی این ذرات بیشترین کاربرد زیستی را دارند که موجب تولد گرایش جدیدی در علوم زیستی به نام نانو بیوتکنولوژی شده است. کاربردهای نانو ذره در زیست شناسی و پزشکی عبارتند از:

نشانگرهای زیستی (فلوئورسنت) – ترابری داروژن ها – تشخیص زیستی پاتوژن ها تشخیص پروتئین ها – جستجو در ساختار DNA – مهندسی بافت – تخریب تومور از طریق گرمادهی به آن و بهبود تباین (کنتراست)

قبل از توضیح مختصر درباره موارد فوق لازم به تذکر است که با در اختیار گذاشتن مفاهیم و ابزار برای بیوتکنولوژی آن را برای رسیدن به اهداف و پیشرفت های زیستی یاری می دهد.

1- نشانگرهای زیستی:

اتصال نانوذرات به مولکول های مورد نظر امکان تشخیص مقادیر بسیار اندک مواد را در حد مولکول های منفرد را فراهم می کند. زیرا اندازه ی نانو ذرات در محدوده ی اندازه ی پروتئین ها است. می توان از آن ها برای نشان دار کردن نمونه های زیستی استفاده کرد. برای این کار باید نانو ذره بتواند به نمونه زیستی هدف متصل شود ، نیز راهی برای دنبال کردن و شناسایی نانو ذره وجود داشته باشد. به منظور ایجاد میان کنش بین نانو و نمونه زیستی ، نانو ذره را با پوشش بیولوژیکی مانند آنتی بادی ها و بیو پلیمرهایی مانند کلاژن ها که نانو ذره را از نظر زیستی سازگار می کند ، می پوشانند. می توان نانوذره ها را فلورسنت کرده یا خواص نوری آن ها را تغییر داد حتی می توان سلولهای سرطانی را تشخیص و درمان زود هنگام آن را آغاز کرد .

2- ترابرداروژن توسط نانو کپسول :

نانو کپسول ابعاد بین 100 تا 600 نانو متر داشته و معمولاً از جنس لیپوزوم یا پلیمر می باشد که می توانند ماده شیمیایی دارو یا ژن را حمل یا نگهداری کند . موقعیت استفاده از این نانو کپسول در جلوگیری از پخش ناخواسته ماده شیمیایی در آب ، محیط زیست و بافت موجود زنده است و به علاوه به کمک آن ها می توانیم ماده شیمیایی یا دارو را در نقطه دلخواه به اندازه لازم آزاد کرد . در واقع با تقلید از فسفر لیپید های موجود در طبیعت و با توجه به خواص فیزیکی برخی مواد شیمیایی هنگامیکه در معرض آب قرار می گیرند ( اعم از آب گریز یا آب دوست ) انجام می شود ، حتی خاصیت فرار از دستگاه ایمنی بدن در رساندن عناصر دارویی به محل مورد نظر را دارد و بکارگیری آنها با حس گرها دسترسی به اجزای کاشتنی دارو سازی را به دنبال خواهد داشت . همچنین نانو ذرات دارویی به ابعاد 50 تا 100 نانو متر می توانند براحتی وارد تومور شده و در درمان سرطان بکار گرفته شوند .

3- تهیه لیگاندهای نانو ذره :

با طراحی دقیق لیگاندهای نانو ذره ( گیرنده های ویژه ) و ارسال آن ها به بافت ها می توان صدمات وارده به بافت ما را تشخیص و داروی لازم را به بافت رساند.

4- داروخانه تراشه ای:

نانو داروهای توانایی تشخیص شرایط درونی بدن مانند مغز مصنوعی داشته و قادر به تنظیم هورمونهای بدن و به طور مثال می تواند در درمان دیابت رود.

5- دسته بندی مولکول های زیستی:

نانو حفره ها و غشاهای زیستی قابلیت دسته بندی مولکول های مختلف را بر حسب راست گرد و چپ گرد بودن فراهم می کند که می تواند در آنالیز و در تعیین توالی ژن بکار رود.

6- ابزارهای نانو سیالاتی:

یکی از فناورهایی که در حوزه ی علوم زیستی به خوبی جا افتاده و مورد استفاده است. میکرو (ریز) سیالات است که به کمک آن می توان ابزارهای نانو سیالاتی را در مواردی چون آمیختن در ابعاد میکرو ، پمپ (تلمبه) کردن ، پخش و هدایت سیالات بکار برد و دیگر محدود به مقیاس میکرو نخواهد بود. مجتمع

دانلود تحقیق نانو تیوب

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

نانولوله های کربنی

و

کاربردهایشان

Nanotube & Applications

گردآوری:کبری قنبرپور

یک روبات کوچک به اندازه یک گلوبول قرمز به بدن فرد بیمارتزریق می شود تا سلول های سرطانی را که در ناحیه ای حساس ازمغز او قرار گرفته، نابود کند.گلوله های ریز ودرشت به سوی سرباز شلیک می شود، اما او همچنان به پیشروی خود ادامه میدهد. اولباسی ضد گلوله به تن داردکه از یونیفرم نظامی اش هم سبک تر است…

نه اشتباه نکنید،اینها طرحهای داستان آسیموف نیستند، بلکه تصویر های روشن از جهان آینده،جهان فناوری نانو هستند.

گسترش فناوری نانو در سالهای اخیر از چنان سرعتی برخوردار بوده که شکی باقی نمی گذارد که جهان آینده در سیطره قدرت برتر قرن نانوتکنولوژی خواهد بود.آنچه دارد اتفاق می افتد بی شباهت به یک کودتا نیست.

سربازان نانو به سرعت مراکز مهم دانش بشری را به تسخیر خود در می آورندو ژنرالهای دست نشانده خود را حاکم میکنند.پیروزی نانو از هم اکنون آغاز شده است.

 نانو یک پیشوند یونانی به معنای یک میلیاردم متر چیزی در حدود چند برابر قطر اتم است نانو تکنولوژی تولید ساختار هایی در مقیاس نانو (10به توان9 متر( است. این ساختار ها توانایی کنترل خواص ذاتی مواد ،مثل دمای ذوب،خواص مغناطیسی وحتی رنگ ماده را فراهم می آورند.دنیای نانوسرزمین عجایب است.

 نیروهای معمولی جهان دردنیای ظاهراکوچک اما فوق العاده گسترده نانو اثری ندارد.برای مثال در محدوده ی اتم ها،نیروی جاذبه هیچ نقشی نمی تواند داشته باشد واز آنجا که این ساختار ها تقریبا فاقد جرم هستند،نیروی اینرسی نیز کاملا خنثی شده است.در این قلمرو،اتم ها وذرات،رفتاری غیر متعارف از خود به نمایش می گذارندواز آنجا که اساسا طبیعت از همین ذرات تشکیل شده است،شناخت نحوه عمل آنها،به یک معنا شناخت بهتر نحوه ی شکل گیری و کارکرد جهان است.

ایده ساخت اجرام در ابعاد نانو برای اولین بار توسط یک فیزیکدان به نام ریچاردفاینمن ارایه شد.او در سال 1959در انیستیتو تکنولوژی کالیفرنیا نشان داد که اصول ومبانی فیزیک،امکان ساخت اتم به اتم اجرام را رد نمی کرد.

اوگفت میتوان بااستفاده از ماشین های کوچک،ماشین هایی به مراتب کو چکتر ساخت وسپس این کاهش را تا سطح خود اتم ادامه داد.

تحقیق در قلمرو نانوتکنولوژی از اواخردهه1950آغاز شدو در دهه 1990 نخستین نتایج چشمگیرآن،خود را به رخ کشید.یک گروه از محققان شرکت آی بی ام موفق شدند35 اتم گزنون را به روی یک صفحه از جنس نیکل درج کنند. این اولین نگارش در دنیای نانو بود.

نوشتن در جهان نانو اندکی با جهان معمول متفاوت است. حدود250 میلیون حرف نانو متری را که معادل300کتاب300 صفحه ای،میتوان بر روی سطح مقطع یک موی انسان نوشت.

محققان دیگری به بررسی درباره ساختارهای ریز موجود در طبیعت نظیر تار عنکبوتها ورشته های ابریشم پرداختند.تا بتوانند موادی نازک ترومقاوم تر تولید کنند.

تاریخچه اکتشاف

تا به امروز با دو نمونه از کربن خالص به خوبی آشنا بودیم: گرافیت و الماس که از نظر ظاهر و خواص کاملا با هم متفاوتند اما می دانیم که هر دوی آنها فقط و فقط از اتم های کربن تشکیل شده اند و تفاوت آنها مربوط به شیوه آرایش اتمهای کربن در آنها.در الماس هر اتم با سه اتم مجاور خود پیوند دارد و یک شبکه مستحکم سه بعدی به وجود می آورند که امکان عبور نور از خلال آن وجود دارد به همین علت الماس شفاف است و بسیار سخت.اما در گرافیت اتمها به صورت ورقه ورقه تشکیل می شوند و روی هم قرار میگیرند که پیوند بین این ورقه ها چندان قوی نیست به همین دلیل گرافیت نرم و شکننده است و به این دلیل که این ورقه ها به صورت بی نظم کنار هم قرار گرفته اند،گرافیت کدر است.تاحدود پانزده سال پیش الماس و گرافیت تنها ساختار های مولکولی شناخته شده از کربن خالص بودند.

اما باید گفت که با استفاده از نانو فن آوری ،اتمهای کربن می توانند به گونه های کاملا متفاوتی آرایش یابند و مواد بی نظیری با خواص باورنکردنی پدید آورند.در سال 1985 با کشف کورتو (korto) و همکارانش، فیزیکدان ها ، شیمیدان ومهندسین مواد با مولکول جدیدی از اتم های کربن که بعدا فلورین نام گرفت آشنا شدند.

آنها شکل جدیدی از کربن را یافته اند که به گمان آنها به شکل توپ فوتبال است.امروز این گمان به یقین تبدیل شده وراهی تازه در ساخت ریزمحصولات گشوده شده است.

این سه شیمیدان به نامهای هارولد کروتو از دانشگاهی در انگلیس، رابرت کرل و ریچاردسمیلی از دانشگاه رایس هوستون به خاطر پزوهشهای کاربردی خود،جایزه نوبل شیمی دریافت کردند.

آنچه مورد توجه ما در اینجاست مولکول دیگری است که از کشیدن و بسط یک فلورین کروی حول یک محور آن حاصل می شود.این مولکول را نانولوله(nanotube) می نامند که در سال 1991 توسط ای جی ما (Iijima) در آزمایشگاه مرکزی شهر NEC کشف شد.

دانلود تحقیق نانو تکنولوژی چیست

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 54

» نانو تکنولوژی چیست؟

» مطالعه نانو تکنولوژی

» نانوتکنولوژی انقلابی جدید درصنعت و تکنولوژی

» دوراندیشی نانو تکنولوژی

نانوتکنولوژی چیست؟

کامپیوترها اطلاعات را تقریبا" بدون صرف هیچ هزینهأی باز تولید مینمایند. اقداماتی در دست اجراست تا دستگاههایی ساخته شوند که تقریبا" بدون هزینه - شبیه عمل بیتها در کامپیوتر - اتمها را به صورت مجزا بهم اضافه کنند ( کنار هم قرار دهند). این امر ساختن اتوماتیک محصولات را بدون نیروی کار سنتی همانند عمل کپی در ماشینهای زیراکس میسر میکند. صنعت الکترونیک با روند کوچک سازی احیاء می گردد وکار در ابعاد کوچکتر منجر به ساخت ابزاری میشود که قادر به دستکاری اتمهای منفرد مثل پروتئینها در سیب زمینی و همانندسازی اتمهای خاک، هوا و آب از خودشان میگردد. پیوند علم مواد ، شیمی و علوم مهندسی که نانوتکنولوژی نامیده میشود عرصه أی را بوجود میآورد که ماشین آلات خود تکثیرکننده و محصولات خود اسمبل از اتمهای اولیه ارزان ساخته شوند. نانوتکنولوژی تولید مولکولی یا به زبان ساده‌تر ، ساخت اشیاء اتم به اتم، مولکول به مولکول توسط بازوهای روبات برنامه‌ریزی شده در مقیاس نانومتریک است و نانومتر یک میلیاردم متر است( پهنای معادل با 3 تا 4 اتم). نانوتکنولوژی ساخت ابزارهای نوین مولکولی منحصر به فرد با بکارگیری خواص شیمیایی کاملا" شناخته‌شده اتمها و مولکولها ( نحوه پیوند آنها به یکدیگر) را ارائه می‌دهد. مهارت مطرحه در این تکنولوژی دستکاری اتمها بطور جداگانه و جای دادن دقیق آنان در مکانی است که برای رسیدن به ساختار دلخواه و ایده‌آل موردنیاز می‌باشد. این قابلیت تقریبا" حاصل شده است. بازده پیش‌بینی شده از تسلط بر این تکنولوژی بسیار فراتر از موفقیتهایی است که تاکنون انسان بدانها نائل شده است. قابلیتهای محتمل تکنیکی نانوتکنولوژی عبارتند از : 1- محصولات خوداسمبل 2- کامپیوترهایی با سرعت میلیاردها برابر کامپیوترهای امروزی 3- اختراعات بسیار جدید ( که امروزه ناممکن است) 4- سفرهای فضایی امن و مقرون به صرفه 5- نانوتکنولوژی پزشکی که درواقع باعث ختم تقریبی بیماریها، سالخوردگی و مرگ و میر خواهد شد. 6- دستیابی به تحصیلات عالی برای همه بچه‌های دنیا 7- احیای مجدد بسیاری از حیوانات و گیاهان منقرض‌شده 8- احیاء و سازماندهی اراضی دکترDrexler در همایش جهانی نظام علمی در زمینه نانوتکنولوژی اظهار کرده است: “در جهان اطلاعات ، تکنولوژیهای دیجیتالی کپی‌برداری را سریع، ارزان، کامل و عاری از هزینه‌بری یا پیچیدگی محتوایی نموده‌اند. حال اگر همین وضعیت در جهان ماده اتفاق بیافتد چه می‌شود. هزینه تولید یک تن‌تری بیت تراشه‌های RAM تقریبا" معادل با هزینه بری ناشی از تولید همان مقدار فولاد می‌شود”. دکترSmalley رئیس هیئت تحقیقاتی دانشگاه رایس و کاشف Buckyballs می‌گوید:" نانوتکنولوژی روند زیانبار ناشی از انقلاب صنعتی را معکوس خواهد کرد". در مقدمه مقاله نانوتکنولوژی که توسط آقایان Peterson و Pergamit در سال 1993 نگاشته شده چنین آمده است : " تصور کنید قادرید با نوشیدن دارو که در آب میوه مورد علاقه‌تان حل شده است سرطان را معالجه کنید . یک ابر کامپیوتر را که به اندازه یک سلول انسان است در نظر بگیرید. یک سفینه فضایی 4 نفره که به دور مدار زمین می‌گردد با هزینه‌ای در حدود یک خودروی خانوادگی تجسم کنید" . موارد فوق، فقط تعداد محدودی از محصولات انتظار رفته از نانوتکنولوژی هستند. انسان در معرض یک انقلاب اجتماعی تسریع شده و قدرتمند است که ناشی از علم نانوتکنولوژی است. در آینده نزدیک گروهی از دانشمندان قادر به ساخت اولین آدم آهنی با مقیاس نانومتری می‌گردند که قادر به همانندسازی است. طی چند سال با تولید پنج میلیارد تریلیون نانوروبات ، تقریبا" تمامی فرایندهای صنعتی و نیروی کار کنونی از رده خارج خواهند شد. کالاهای مصرفی به وفور یافت‌شده ، ارزان، شیک و با دوام خواهند شد. دارو یک جهش سریع و کوانتومی را به جلو تجربه خواهد نمود. سفرهای فضایی و همانندسازی امن و مقرون به صرفه خواهند شد. به این دلایل و دلائلی دیگر، سبکهای زندگی روزمره در جهان بطور زیربنایی متحول خواهد شد و الگوی رفتاری انسانها تحت‌الشعاع این روند قرار خواهد گرفت

  مطالعة نانوتکنولوژی

 دانشجویان متمایل به نانوتکنولوژی، اغلب در مورد آنچه باید بخوانند، سؤال می‌کنند. این صفحة وب، پاسخی جزئی به این پرسش می‌دهد. سایتForesight نیز مختصری از اریک درکسلر دارد.

نانوسیستم‌ها :

متن استاندارد این رشته، کتاب دکتر اریک درکسلر با نام "نانوسیستمها: ماشین‌آلات ساخت، تولید و محاسبة مولکولی" است. شما می‌توانید یک نسخه از آن را خریده، و مطالعه کنید.

مکانیک مولکو لی:

هر فنّاوری تولیدی باید بتواند اتمها را از جایی که هستند، به جایی که ما می‌خواهیم باشند، حرکت دهد. بنابراین، چگونه حرکت اتمها و نیروهای اثرگذار روی آنها در طول حرکت، رشته‌ا‌ی حیاتی در مطالعة نانوتکنولوژی محسوب می شود. این رشته، مکانیک مولکولی نامیده می‌شود. یک بحث خیلی خلاصه در مورد مکانیک مولکولی و اهمیتش برای نانوتکنولوژی در وب در "نانوتکنولوژی محاسباتی" موجود است، که شامل مراجعی برای مطالعات بیشتر است.

یک مقدّمة کلاسیک به مکانیک مولکولی، کتاب مکانیک مولکولی نوشتة اولریخ بورکرت و نورمن آلینجر، چاپ انتشارات American Chemical Society در سال 1982 است، که هرچند چاپ نمی‌شود، ولی در کتابخانه‌های دانشگاهی موجود است.

کتاب نانوسیستمها مفهوم پایة مکانیک مولکولی را در فصل 3 خود شروع کرده‌است. مزیت بزرگ این کار درکسلر، پذیرش واحدهای سازگار SI است. مطالعة آهسته و دقیق این فصل شایستة انجام است.

پیش‌درآمدهای بسیار دیگری به مکانیک مولکولی موجود است. بسته‌های نرم‌افزاری که مداخل ورودی خاصی به این زمینه دارند، موجود بوده و برای درک مفاهیم آن، بسیار مفید هستند.

کنترل مکانی، سختی و انعطاف‌پذیری :

یک ایدة اساسی در نانوتکنولوژی، کنترل مکانی است؛ که با ابزارهای رباتیک کاملا" استاندارد قابل حصول است. تفاوت عمدة ابزارهای رباتیک مرسوم با انواع مولکولی، مسألة نویز حرارتی است. در مقیاس مولکولی، ذرّات به دلیل حرکت براونی درحال جست‌وخیز هستند. برای کنترل این مسأله، ذرّات را بایستی محکم نگهداشت، یعنی یک نیروی برگرداننده باید وجود داشته‌باشد که برای بازگرداندن ذرّات به موقعیت تعادلی، در صورت انحراف عمل کند (تعریف موجزی از "کنترل مکانی"، همین وجود نیروی برگرداننده است). نیروی برگرداننده معمولا" به صورت تابع خطی جابجایی فرض می‌شود :

نیروی برگرداننده = جابجایی× Ks

ثابت Ks معیاری از سختی سیستم است. هرچه سختی بیشتر باشد، نیروی برگرداننده بزرگتر و انحراف سیستم از موقعیت تعادلی، کوچکتر می‌شود. رابطة بنیاد‌ی سختی و بی‌ثباتی مکانی عبارتست از :

б2 = kT / Ks

این رابطة 4-5 فصل 5 کتاب نانوسیستمها است، که باید به‌خاطر سپرده و کاربردهای اصلی آن را شناخت. برای استفاده از آن، لازم است سختی (Ks) مشخص شود. سختی یک ساختار را از هندسه و خواص مواد آن می‌توان تعیین کرد. این مفاهیم پایه در فصول 38 و 39 دروس فیزیک فینمن نوشتة فینمن، لیتون و سندز، چاپ انتشارات Addison-Wesley سال 1964 موجود است. لذا خواندن این فصل پیشنهاد می‌شود.

کاربرد این معادلات در بعضی ابزارهای رباتیک (ازجمله سکّوی استوارت که به علت سختی

هوای پاک بافن آوری نانو

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 34 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

مقدمه

افزایش مشکل دی اکسید کربن در هوا یکی از مشکلات اساسی در سطح جهان است. امید می رود که با استفاده از کشف منابع جدید روزی برسد که از مصرف سوخت های فسیلی بی نیاز شویم و در هوایی عاری از دی اکسید کربن و انواع آلودگی ها تنفس کنیم.

فناوری نانو از جمله فناوریهایی است که به کمک حل این مسئله آمده است و این امکان را به وجود آورده است تا به سوی ساخت انرژیی ارزان تر و پاکیزه تر از سوخت های فسیلی نزدیک شویم .

هوای پاک با فن اوری نانو

محققان در دانشگاه ملی اوک ریج موفق به ساخت نانوکریستالی شده اند که ما را در داشتن هوایی پاک تر کمک می کنند. نانوکریستال درست مانند یک کاتالیزور عمل می کند، هنگامی که دی اکسید کربن هوا بر روی این نانوکریستال که دارای کادمیوم، سیلینیوم و ایدیوم است می نشیند، یک الکترون به دی اکسید کربن می دهد تا در مجاورت سایر اجزای دود واکنش نشان دهد و بی ضرر شود. اگر فیلترهای متشکل از این نانوکریستال ها را بتوان با قیمت مناسب تری ساخت و آنها را در دودکش ها نصب کرد می توان تا حد زیادی از انتشار و خروج دی اکسید کربن در هوا جلوگیری کرد . ذره معلق مضرر دیگری که دانشمندان امیدوارند تا با استفاده از نانوکریستال بتوانند آنرا خنثی و یا از بین ببرند، بخار جیوه است. تجهیزاتی که با زغال سنگ کار می کنند از مهمترین عوامل تولید بخار جیوه و انتشار آن در هوا هستند. یک روش جلوگیری از انتشار جیوه، استفاده از نانوکریستال های اکسید تیتانیوم است که بخار جیوه را می توانند به اکسید جیوه جامد تبدیل نمایند .اگر تاکنون در ترافیک در مجاورت اگزوز و یا دود اتوبوس و یا یک کامیون قرار گرفته باشید حتما اکسید نیتروژن را استشمام کرده اید. موتورهای دیزلی (گازوئیل سوز) از جمله مهمترین منابع آلوده کننده هوا با اکسیدهای نیتروژن می باشند . شرکت «بیوفرندلی» با کمک آژانس حفاظت محیط زیست و دریافت کمک مالی از ایالت تگزاس، موفق به ساخت نانوکریستالی شده است که با افزودن آن به گازوئیل می تواند از تولید اکسید نیتروژن جلوگیری کند و سبب شود تا سوخت کامل بسوزد . تصور نکنید که صنایع تولید تمیز مانند صنایع تولید تراشه های کامپیوتری به عنوان آلوده کننده های محیط زیست به شمار نمی آیند بلکه برعکس این صنایع به علت استفاده از مواد شیمیایی آلی در فرایندهای تولید منشا تولید بخارات آلی هستند که خود مضرر می باشند. محققان آزمایشگاه ملی شمال غربی اقیانوس آرام در حال بررسی نانوموادی هستند که با استفاده از آن در فیلترها می توانند از انتشار بخارات آلی این دسته از کارخانجات جلوگیری کنند.

شاید در آینده نه چندان دور دیگر چیزی در خصوص میزان آلودگی های هوا در اخبار روزانه نشنویم تا با خیالی آسوده بتوانیم در هوایی پاک تنفس کنیم .

ایجاد باشگاه دانش اموزی نانو فنا وری ستاد ویژه توسعه فناوری‌نانو به منظور ارتقای آشنایی دانش‌آموزان با علوم و فناوری نانو و زمینه‌سازی تحقیق و پژوهش دانش‌آموزی در این حوزه اقدام به تأسیس «باشگاه دانش‌آموزی نانو» کرده است.

باشگاه دانش‌آموزی نانو فناوری سعی دارد در طی یک فرآیند آموزشی، دانش آموزان را از یادگیری مفاهیم اولیه این فناوری تا خلق ایده‌های دانش محور هدایت کند. با این هدف که پس از فارغ‌التحصیلی، آموخته‌ها و پژوهش‌های باشگاه، پایه پژوهش‌های دانشگاهی شود.

از مهم‌ترین اصول مطرح در باشگاه دانش‌آموزی نانو، فراهم‌سازی امکان تجربه کار گروهی است. ترسیم ماهیت بین رشته‌ای علوم و فناوری نانو، مفهومی است که در جریان فعالیت در باشگاه به طور تجربی به دانش‌آموز منتقل می‌شود.

نانو » فناوری امروز زندگی فردا

هفت ـ هشت سال پیش هنگامی که نام نانو فناوری در مراکز دانشگاهی کشور ما بر سر زبانها افتاده بود از دوستی دانشگاهی پرسیدم این فناوری جدید چه کاربردی دارد او نیز که از جزئیات فناوری جدید بی خبر و فقط اسمش را شنیده بود گفت : فکر می کنم به فناوریهایی که در آن « نان » باشد نانو فناوری می گویند!!

او آن روز این مساله را البته به شوخی گفته بود ولی امروز این شوخی رنگ واقعی تر به خود گرفت زیرا فناوری جدید « نانو » برای بسیاری از کشورها به منبعی برای درآمدهای کلان اقتصادی تبدیل شده که هم « نان و هم آب » برای آنها دارد که اکنون مورد غبطه بسیاری دیگر از کشورها شده که در این حوزه علمی پیشرفتی نداشته اند .

انسان ذاتا علاقمند به تعالی و پیشرفت است و این موضوع تازه ای هم نیست با خلقت آدمی این ویژگی در نهادش قرار داده شده که در زمینه های مختلف به کمال فکر کند چرا که مسیر همه امور به سوی پروردگار می رسد که خود کمال مطلق است و ابداعات و اختراعات و پیشرفت های بشر هم در همین مجرا شکل گرفته است .

در این رویکرد 10 تا 20 سال پیش کمتر کسی حتی اسم نانو و نانو فناوری را می شنید چرا که یا هنوز بشر به آن نرسیده بود و یا اگر رسیده بود در پستوهای آزمایشگاههای خاص زمزمه آن مطرح بود. ولی اکنون کمتر کسی است که نداند این فناوری جدید چه افق چشم انداز وسیعی پیش روی بشر باز کرده است و کشورها هم رقابت وحشتناکی را برای در اختیار گرفتن این فناوری در پیش گرفته اند زیرا به درستی فهمیده اند که بزرگراهی به نام نانو فناوری آنها را به توسعه یافتگی قرن آینده در عرصه صنعت پزشکی کشاورزی و حتی بازرگانی و خدمات خواهد رساند .

حال اگر بخواهیم به طور ساده بدانیم نانو فناوری چیست باید بگوئیم که این فناوری فناوری ذرات و مولکولهاست . تاکنون درباره میکرو شنیده ایم که مولکولهای هر ماده ای با میکروسکوپ دیده می شود. اما نانو واحد اندازه گیری قوی تری است که ذرات مولکولی را تا حد بسیار ریزتر می بیند یعنی « هر نانو متر برابر با یک میلیاردیوم متر » است . پس اگر هر 100 سانت یک متر مساحت را در خود جای می دهد یک میلیارد نانو متر می تواند در یک متر مساحت جای بگیرد که بشر با استفاده از این فناوری برای خود نانو پودرها نانوذرات نانورنگ ها نانولوله ها نانوکامپوزیت ها نانوسیم ها نانو حسگرها و نانو ترانزیستورها را ساخته است که کاربردهای گسترده ای در بسیاری از علوم دارد که می تواند استحکام یک نخ نانویی را تا یک میلیارد برابر نخ های معمولی برساند. بشر امروز از این فناوری در تولید لوازم و تجهیزات الکتریکی صنایع فلزی و شیمیایی پزشکی کشاورزی و حتی در موارد بسیار زیادی در بخش هوا و فضا استفاده می برد که ندانستن آن به نوعی بی سوادی دانشمندان یک کشور محسوب شود .

این حساسیت مرا بر آن داشت در اولین نمایشگاه فناوری نانو در دانشگاه تربیت مدرس تهران شرکت کنم و ضمن معرفی بخشی از فعالیت نانو فناوری در کشور ضمن گفت و گو با محققان مخترعان و اساتید این فن و رشته به این پاسخ برسیم که آیا کشور ما خود را به این فناوری مجهز کرده است آیا می توان فواید کاربردی این علم را برای مردم هم قابل لمس و استفاده کرد یا اینکه صرفا در گوشه کتابخانه ها و آزمایشگاهها به کار گرفته خواهد شد حساسیت من از این بابت است که بدانم چرا کشورهای دیگر با کاربردی کردن علوم برای خود مزیت اقتصادی و درآمد مالی ایجاد می کنند اما در کشور ما این درست که به دنبال علم می رویم اما از آن انتظار درآمد مادی نداریم و هزینه های جاری خود را کماکان با فروش نفت تامین می کنیم . اما بقیه کشور با به کارگیری نانو فناوری در الکترونیک تجهیزات ریزی تولید می کنند که ما مجبوریم آن را به قیمت گزاف خریداری نمائیم و... بسیاری موارد که شرح آن به درازا خواهد کشید . غرفه های این نمایشگاه اگرچه به صورت فعالیت های دانشجویی درآمده بود اما سخنان فعالان این بخش در خصوص تحقیقات انجام شده و نتایج به دست آمده بسیار شنیدنی تر است . آریا احمدوند دانشجو و مخترع سه نوع متحول کننده دوام بتن با استفاده از نانو فناوری درباره کاربرد نانو فناوری در استحکام بتن می گوید : در یکی از تحقیقات من با به کارگیری مواد افزودنی نانوسیلیس دوام بتن را افزایش دادم و همزمان با کاهش نفوذپذیری در برابر آب و گاز و مایعات در بتن موفق به ثبت بتن خود تراکم الیافی با مقاومت فوق العاده بالا در برابر زلزله انفجار و ترکش شدم . وی ادامه می دهد : هنگامی که علم نانو فناوری آمد بسیاری از شرکت ها نمی دانستند از این مواد در کدام بخش استفاده کنند و ما تحقیق کردیم که در بتن چگونه می توان از فناوری نانو استفاده کرد که پس از تحقیق به ژنتیک بتن رسیدیم . همانطور که می دانیم هنگامی که در بتن ریزتر می شویم به خمیر سیمان می رسیم . خمیر سیمان از ژل سیلیکات کلسیم نامحلول در آب و هیدروکسید کلسیم (آهک آزاد) محلول در آب تشکیل می شود اولین لایه ترکیبی حاصل از واکنش شیمیایی یا هیدراسیون سیمان با آب یک لایه نیمه تراوا به ضخامت حدودا یک نانو متر است و زیر سیستم مخلوط سنگدانه ها به گونه ای نسبت بندی می شود که بیشترین تراکم را به وجود می آورد و وجود حداقل مقدار سیمان سنگدانه ها را احاطه کرده و چسبندگی مناسبی را ایجاد می کند.

وی ادامه می دهد : یکی از معایب خمیر سیمان شوره زدگی است که به دلیل همان آهک آزاد است آهک آزاد وقتی با سیلیس ترکیب می شود این ترکیب از بین می رود و دوباره به سیلیکات کلسیم تبدیل می شود حال اگر از نانو سیلیس استفاده کنیم باعث کاهش مقدار مصرف آب کاهش نفوذپذیری افزایش دوام و مقاومت ساختار بتن می گردد که استفاده از بتن با نفوذپذیری کم در ساخت سازه های بتنی در محیط های فعال مانند فاضلاب و اسیدها افزایش دوام مقاومت و طول عمر مفید سازه های بتنی را به همراه دارد .

وی ادامه می دهد : در این تحقیق ما متوجه شدیم که ذرات نانو سیلیس به علت زیردانگی با ذرات هیدروکسید کلسیم درون خمیر سیمان واکنش کاملتر و سریعتری انجام می دهد که باعث ایجاد ژلی نانومتر می گردد در حالیکه در حالت قبلی که با میکرو سیلیس ترکیب می شد در حد میکرون بود.آقای احمدوند ادامه می دهد : اینها تنها بخش محدودی از مزایای استفاده از فناوری نانو در زمینه بتن است در عین حالیکه می دانیم در صدها و هزاران مورد می توان با انجام تحقیقات دامنه استفاده از نانو فناوری را افزایش داد که اگر شرکت های ایرانی بتوانند در تولید مواد خام نانو هم فعال شوند به سودآوری بسیار زیادی خواهند رسید .

وی ادامه می دهد : در زندگی هر موادی را که در صنعت استفاده می کنیم می توانیم با تولید نانویی آن مواد از مزایای فراوان آن بهره مند شویم در همین زمینه اگر سازه های ساختمانی سدها و نیروگاهها و... با استفاده از بتن نانو فناوری ساخته شود ضمن کمک به طول عمر بنا هزینه های خوردگی فرسایش را نیز به مراتب کاهش خواهیم داد زیرا هم اکنون یکی از مشکلات فراوان سازه های دریایی ایران در شمال و جنوب خوردگی لوله های نفت و گاز و تاسیسات دریایی است که با

نانو فیلتراسیون و کاربرد آن در تصفیه آب

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 10 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

نانو فیلتراسیون و کاربرد آن در تصفیه آب

جمعیت جهان در حال افزایش و منابع آب آشامیدنی رو به کاهش است؛ بنابراین ممکن است جهان در آینده با مشکل کمبود آب مواجه شود. افزایش مصرف آب و کمبود حاصل از آن که بر اثر آلودگی نیز تشدید می‌شود سبب شده‌است تا تأمین آب بهداشتی به یکی از دغدغه‌های اساسی جامعه جهانی تبدیل شود. امراض ناشی از آلودگی‌های آب هرروزه هزاران و شاید دهها هزار نفر را می‌کشد.

توانایی بازیافت آب، امکان دسترسی به یک منبع مناسب برای مصارف گوناگون را ایجاد می‌کند. با به کارگیری فناوری‌های الکتریکی و مکانیکی به ‌سادگی می‌‌توان آب آلوده را برای استفاده در کشاورزی و یا حتی برای مصارف خانگی بازیافت نمود. بدین‌ترتیب فیلترنمودن آب با فیلترهای نانومتری، تحولی عظیم در بازیافت و استفاده مجدد از آب‌های صنعتی و کشاورزی ایجاد می‌کند. فیلترهای فیزیکی با منافذی در حد نانومتر می‌توانند باکتری‌ها، ویروس‌ها و حتی واحدهای کوچک پروتئین را صددرصد غربال کنند. با جداساز‌های الکتریکی که یون‌ها را به وسیله صفحات ابرخازن جذب می‌کند می‌توان نمک‌ها و مواد سنگین را جذب کرد. بررسی‌ فعالیت‌های مختلف دنیا، شامل برنامه‌های در دست اجرا و برنامه‌های آتی مراکز صنعتی و پژوهشی، نشان می‌دهد که حوزه تصفیه یکی از حوزه‌های کاربرد فناوری‌نانو در صنعت آب است؛ و با بهره‌گیری از آن، هزینه‌های تصفیه آب به میزان زیادی کاهش خواهد یافت.

دو زمینه اصلی در این عرصه عبارتند از:

فیلترهای نانومتری به منظور افزایش بازیابی آب در سیستم‌های موجود؛نانوحسگرهای زیستی به منظور تشخیص سریع و کامل آلودگی‌های آب.

در این مقاله به بررسی تعدادی از کاربردهای فناوری‌نانو در صنعت آب می‌پردازیم.

نانوفیلتراسیون فناوری‌های جدید، امکان تولید آب نانوفیلتر شده را در مقیاس انبوه فراهم می‌کند. آب تصفیه‌شده به وسیله نانوفیلتراسیون به اندازه آب‌معدنی تصفیه‌شده ارزش دارد. با استفاده از نانوفیلتر، مواد معدنی لازم برای سلامت انسان در آب باقی مانده و مواد سمی و مضر، از آن حذف می‌شود. نانوفیلتراسیون یک روش مفید بین روش‌های اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون است. اولترافیلتراسیون به دلیل بالاتر بودن مقدار آلاینده‌های معدنی و قلیایی نسبت به حد مجاز و روش اسمز معکوس به دلیل تولید خلوص بیش از حد محصول و بالا بودن قیمت دارای نقایصی هستند.

دانشمندان دانشگاه باناراس (Banaras) روش ساده‌ای برای تولید فیلترها با استفاده از نانولوله‌های کربنی توسعه داده‌اند که قادر به حذف مؤثر آلاینده‌های میکرو‌ و نانومقیاس از آب و نیز حذف هیدروکربن‌های سنگین از نفت خام است. استفاده از نانولوله‌های کربنی در ساخت فیلترها سبب سهولت در تمیز کردن، افزایش استحکام، قابلیت استفاده مجدد و مقاومت آنها در برابر گرما می‌شود. این فیلترها دارای دقت بسیار مناسبی در کاربردهای مختلف هستند، به عنوان مثال قادرند پولیوویروس‌هایی با اندازه 25 نانومتر را به خوبی پاتوژن‌های بزرگ‌تری مانندE. Coil و باکتری‌های استافیلوکوک، از آب حذف نمایند. نانوفیلتراسیون دارای مزایایی مانند قیمت پایین، و کنترل مقدار کاهش آلاینده‌ها در آب تصفیه شده است.

شرکت آرگوناید (argonide) در حال استفاده از نانوفیبرهای اکسید آلومینیوم با اندازه دو نانومتر برای تصفیه آب است. فیلترهایی که از این فیبرها ساخته شده‌اند، می‌توانند ویروس‌ها، باکتری‌ها و کیست‌‌ها را از بین ببرند.

شیرین سازی آب به وسیله نانوغشاها

غشاء نانو لوله‌ای

محققان آزمایشگاه ملیLawrence Livermore با همکاری دانشگاه برکلی کالیفرنیا غشاهایی با حفره‌هایی از جنس نانولوله‌های کربنی ساخته‌اند که به کمک آن امکان جداسازی ارزان‌تر گاز و مایع فراهم می‌شود. در حال حاضر اغلب غشاهای موجود از جنس مواد پلیمری هستند که برای کاربردهای دما بالا مناسب نیست. استفاده از این نوع غشاها نمی‌تواند توازن قابل قبولی بین ورودی غشا و قابلیت انتخاب آن برقرار نماید، یعنی ورودی بالا منجر به کاهش انتخاب‌پذیری است و بالعکس؛ اما دانشمندان با استفاده از نانولوله‌های کربنی توانسته‌اند این دو امر به ظاهر متضاد را با هم جمع و امکان انتخاب‌پذیری خوب همراه با ورودی بالا را فراهم کنند.

این محققان توانسته‌اند روشی برای ساخت این غشاها بیابند که با سیستم‌های میکروالکترومکانیکی (MEMS) هم سازگار باشد. این غشاهای جدید با حفره‌های کوچک‌تر و با تراکم بسیار و امکان عبور شدت جریان زیاد از هر حفره، از لحاظ گذردهی آب و هوا نسبت به غشاهای پلی‌کربناتی فعلی بسیار برترند. این غشاهای بهبود یافته کاربردهای فراوانی در تصفیه آب دارند.

کامالش سیکار(Kamalesh Sirkar) در مؤسسه فناوری نیوجرسی از روش جداسازی غشایی در شیرین‌سازی آب استفاده کرده ‌است. در روش جداسازی غشایی، آب شور داغ را روی ورقه نازکی از غشایی دارای سوراخ‌های ریز موسوم به نانوحفره می‌ریزند. این حفره‌ها آنقدر کوچکند که تنها بخار می‌تواند از آنها عبور کند و آب، مایع، نمک‌ها و مواد معدنی دیگر در پشت غشا می‌مانند. در طرف دیگر محفظه‌ای از آب سرد قرار دارد که بخار با عبور از آن، کندانس شده و دوباره به مایع تبدیل می‌شود. ابزاری که در این روش به کار رفته است، عبارت است از دستگاهی مستطیل شکل با مجموعه‌ای از غشاهای الیاف مانند توخالی که مایع به طور عرضی در آن جریان می‌یابد. این غشاها به صورت هزاران لوله به شکل تار مو در آمده، سپس آنها را به صورت بسته‌هایی داخل یک جعبه قرار می‌دهند. در این شکل نمونه آزمایشی از این دستگاه آب شیرین‌کن نشان داده شده است. در قسمت وسط، دسته‌ای از هزاران لوله توخالی شبیه تارمو قرار دارد. جداره این لوله‌ها را هم غشاهایی با نانوحفره‌های کوچک تشکیل می‌دهد.