نانو فناوری ومحیط زیست

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 21

از تمامی کاربران فعال پروژه‌های ویکی‌مدیا دعوت می‌شود تا در انتخابات هیئت امنای بنیاد ویکی‌مدیا شرکت کنند.

فناوری نانو

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

Jump to: navigation, search

به نظر می‌آید مطالب این مقاله از جای دیگری کپی شده‌است. گرچه ممکن است در نوشتن این مقاله از منابع معتبر استفاده شده باشد، وضعیت حق‌تکثیر مقاله و مأخذ خود مقاله مشخص نیست. اگر تا ۲۹ ژوئیه ۲۰۰۶ اطلاعاتی در این مورد اضافه نشود این بخش برداشته خواهد شد.

زمان کنونی:۰۶:۵۵ ۹ دسامبر ۲۰۰۶

این مقاله را پس از موعد مشخص تعدیل کنید، اگر مایل به حذف آن هستید از رای‌گیری برای حذف استفاده کنید.

پیشنهاد شده است که این مقاله یا بخش با نانوتکنولوژی/موقت ادغام گردد. (بحث).

فناوری نانو عبارت است از هنر دستکاری مواد در مقیاس اتمی یا مولکولی و به خصوص ساخت قطعات و لوازم میکروسکوپی (مانند روبات‌های میکروسکپی)

پزشکی و بدن انسان:

رفتار مولکولی در مقیاس نانومتر، سیستم‌های زنده را اداره می‌کند. یعنی مقیاسی که شیمی]، فیزیک، زیست‌شناسی(زیست‌شناسی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

Jump to: navigation, search

زیست‌شناسی دانش زندگی است. این دانش به بررسی ویژگی‌ها و رفتار سازواره‌ها، چگونگی پیدایش گونه‌ها و افراد، و نیز به بررسی برهمکنش جانداران با همدیگر و محیط پیرامونشان می‌پردازد.

فهرست مندرجات [مخفی شود]

۱ سطوح زیست‌شناسی

۲ گرایشهای گوناگون زیست‌شناسی

۳ جستارهای وابسته

۴ پیوند به بیرون

[ویرایش] سطوح زیست‌شناسی

زیست‌شناسی گستره‌ پهناوری از رشته‌های دانشگاهی را دربرمی‌گیرد. بسیاری از این عرصه‌ها گاه خود به عنوان رشته‌های جدا و مستقلی قلمداد می‌گردند. روی‌هم‌رفته این رشته‌ها به مطالعه زیست در مقیاس‌ها و سطوح گوناگون می‌پردازند از جمله:

در مقیاس هسته‌ای از راه زیست‌شناسی مولکولی، زیست شیمی، و تا اندازه‌ای ژنتیک

در مقیاس یاخته‌ای از طریق زیست‌شناسی یاخته‌ای

در مقیاس چندیاخته‌ای از راه فیزیولوژی، ‌کالبدشناسی، و بافت‌شناسی

در سطح شکل‌گیری یا ریخت‌زایی (اونتوژنی) یک سازواره مفرد از راه پژوهش در رشته زیست‌شناسی تکاملی

در سطح وراثت میان زایندگان و زادگان از راه دانش ژنتیک

در سطح رفتار گروهی از راه رفتارشناسی

در سطح بررسی مجموعه یک جمعیت از طریق ژنتیک جمعیت و در مقیاس چندگونه‌ای‌تبارها از راه دانش سامانه‌شناسی

در سطح جمعیت‌های وابسته‌به‌هم و زیستگاه‌های ایشان از راه بوم‌شناسی و زیست‌شناسی فرگشتی و نیز احتمالاً‌ از راه دانش دگرزیست‌شناسی که به بررسی وجود زیست در ورای کره زمین می‌پردازد) و شبیه‌سازی کامپیوتری، همگی به آن سمت درحال گرایش هستند.

فراتر از سهل‌شدن استفاده بهینه از دارو، نانوتکنولوژی می‌تواند فرمولاسیون و مسیرهایی برای رهایش دارو(Drug Delivery) تهیه کند، که به‌نحو حیرت‌انگیزی توان درمانی داروها را افزایش می‌دهد.

مواد زیست‌سازگار با کارآیی بالا، از توانایی بشر در کنترل نانوساختارها حاصل خواهدشد. نانومواد سنتزی معدنی و آلی را مثل اجزای فعّال، می‌توان برای اعمال نقش تشخیصی(مثل ذرات کوانتومی که برای مرئی‌سازی بکار می‌رود) درون سلول‌ها وارد نمود.

افزایش توان محاسباتی به‌وسیله نانوتکنولوژی، ترسیم وضعیت شبکه‌های ماکرومولکولی را در محیط‌های واقعی ممکن می‌سازد. اینگونه شبیه‌سازی‌ها برای بهبود قطعات کاشته‌شده زیست‌سازگار در بدن و جهت فرآیند کشف دارو، الزامی خواهدبود.

دوام‌پذیری منابع: کشاورزی، آب، انرژی، مواد و محیط زیست پاک:

نانوتکنولوژی منجر به تغییراتی شگرف در استفاده از منابع طبیعی، انرژی و آب خواهد شد و پساب و آلودگی را کاهش خواهدداد. همچنین فنّاوری‌های جدید، امکان بازیافت و استفاده مجدد از مواد، انرژی و آب را فراهم خواهند کرد. در زمینه محیط زیست، علوم و مهندسی نانو، می‌تواند تأثیر قابل ملاحظه‌ای در درک مولکولی فرآیندهای مقیاس نانو که در طبیعت رخ می‌دهد؛ در ایجاد و درمان مسائل زیست‌محیطی از طریق کنترل انتشار آلاینده‌ها؛ در توسعه فنّاوری‌های «سبز» جدید که محصولات جانبی ناخواسته کمتری دارند و یا در جریانات و مناطق حاوی فاضلاب، داشته‌باشد. لازم به ذکراست، نانوتکنولوژی توان حذف آلودگی‌های کوچک از منابع آبی (کمتر از ۲۰۰ نانومتر) و هوا (زیر ۲۰ نانومتر) و اندازه‌گیری و تخفیف مداوم آلودگی در مناطق بزرگ‌تر را دارد.

در زمینه انرژی، نانوتکنولوژی می‌تواند به‌طور قابل ملاحظه‌ای کارآیی، ذخیره‌سازی و تولید انرژی را تحت تأثیر قرار داده مصرف انرژی را پایین بیاورد. به عنوان مثال، شرکت‌های مواد شیمیایی، مواد پلیمری تقویت‌شده با نانوذرات را ساخته‌اند که می‌تواند جایگزین اجزای فلزی بدنه اتومبیل‌ها شود. استفاده گسترده از این نانوکامپوزیت‌ها می‌تواند سالیانه ۵٬۱ میلیارد لیتر صرفه‌جویی مصرف بنزین به همراه داشته‌باشد.

همچنین انتظار می‌رود تغییرات عمده‌ای در فنّاوری روشنایی در ۱۰ سال آینده رخ دهد. می‌توان نیمه‌هادی‌های مورد استفاده در دیودهای نورانی(LED‌ها) را به مقدار زیاد در ابعاد نانو تولید کرد. در امریکا، تقریباً ۲۰٪ کل برق تولیدی، صرف روشنایی(چه لامپ‌های التهابی معمولی و چه فلوئورسنت) می‌شود. مطابق پیش‌بینی‌ها در ۱۰ تا ۱۵ سال آینده، پیشرفت‌هایی از این دست می‌تواند مصرف جهانی را بیش از ۱۰٪ کاهش دهد که ۱۰۰ میلیارد دلار در سال صرفه‌جویی و ۲۰۰ میلیون تن کاهش انتشار کربن را به‌همراه خواهدداشت.

هوا­ و­ فضا:

محدودیت‌های شدید سوخت برای حمل بار به مدار زمین و ماورای آن، و علاقه به فرستادن فضاپیما برای مأموریت‌های طولانی به مناطق دور از خورشید، کاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفی را اجتناب‌ناپذیر می‌سازد. مواد و ابزارآلات نانوساختاری، امید حل این مشکل را بوجود آورده‌است.

«نانوساختن»(Nanofabrication) همچنین در طرّاحی و ساخت مواد سبک‌وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، موردنیاز برای هواپیماها، راکت‌ها، ایستگاههای فضایی و سکّوهای اکتشافی سیّاره‌ای یا خورشیدی، تعیین‌کننده‌است. همچنین استفاده روزافزون از سیستم‌های کوچک‌شده تمام خودکار، منجر به پیشرفت‌های شگرفی در فنّاوری ساخت و تولید خواهدشد. این مسأله با توجه به اینکه محیط فضا، نیروی جاذبه کم و خلأ بالا دارد، موجب توسعه نانوساختارها و سیستم‌های نانو –که ساخت آنها در زمین ممکن نیست- در فضا خواهدشد.

امنیت ملّی:

برخی کاربردهای دفاعی نانوتکنولوژی عبارت‌اند از: تسلط اطّلاعاتی از طریق نانوالکترونیک پیشرفته به‌عنوان یک قابلیت مهم نظامی، امکان آموزش مؤثّرتر نیرو، به کمک سیستم‌های واقعیت مجازی پیچیده‌تر حاصله از الکترونیک نانوساختاری، استفاده بیشتر از اتوماسیون و رباتیک پیشرفته برای جبران کاهش نیروی انسانی نظامی، کاهش خطر برای سربازان و بهبود کارآیی خودروهای نظامی، دستیابی به کارآیی بالاتر(وزن کمتر و قدرت بیشتر) موردنیاز در صحنه‌های نظامی و در عین‌حال تعداد دفعات نقص فنّی کمتر و هزینه کمتر در عمر کاری تجهیزات نظامی، پیشرفت در امر شناسایی و در نتیجه مراقبت عوامل شیمیایی، زیستی و هسته‌ای، بهبود طرّاحی در سیستم‌های مورد استفاده در کنترل و مدیریت عدم تکثیر سلاح‌های هسته‌ای، تلفیق ابزارهای نانو و میکرومکانیکی جهت کنترل سیستم‌های دفاع هسته‌ای. در بسیاری موارد، فرصت‌های اقتصادی و نظامی مکمّل هم هستند. کاربردهای دراز مدت نانوتکنولوژی در زمینه‌های دیگر، پشتیبانی کننده امنیت ملّی است و بالعکس.

کاربرد نانوتکنولوژی در صنعت الکترونیک

ذخیره‌سازی اطلاعات در مقیاس فوق‌العاده کوچک: با استفاده از این فناوری می‌توان ظرفیت ذخیره‌سازی اطلاعات را در حد ۱۰۰۰ برابر یا بیشتر افزایش داد و نهایتاً به ساخت ابزارهای ابرمحاسباتی به کوچکی یک ساعت مچی منتهی شود. ظرفیت نهایی ذخیره اطلاعات به حدود یک ترابیت در هر اینچ مربع برسد، و این امر موجب ذخیره‌ سازی ۵۰ عدد DVD یا بیشتر در یک هارد دیسک با ابعاد یک کارت اعتباری می‌شود. ساخت تراشه‌ها در اندازه­های فوق­العاده کوچک به‌عنوان مثال در اندازه­های ۳۲ تا ۹۰ نانومتر، تولید دیسک‌های نوری ۱۰۰ گیگابایتی در اندازه‌­های کوچک نیز می­باشد.

نانو تکنولوژی 5

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 29

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 آورد .

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 نیستند .

تاریخچه نانو تکنولوژی در دنیا

بعد از دهه نود که فن آوری اطلاعات هیاهوی بسیاری در جهان بپا نمود، در آغاز قرن بیست و یکم دانشمندان تمرکز خود را بر روی فن آوری نوینی معطوف کرده اند که به عقیده عده ای نه تنها قسمتی از آینده بشری می باشد، بلکه این فن آوری تمامی آینده بشر را متحول خواهد ساخت. نانو تکنولوژی دارای سابقه زیادی نمی باشد. این موضوع برای اولین بار حدود 40 سال پیش مطرح شد.

در سال 1959 Richard Feynman‌ دانشمند کوانتوم نظری و دارنده جایزه نوبل مطرح نمود که اگر دانشمندان ترانزیستور ها را ساخته اند، ما با علم اتمی می توانیم همین ترانزیستور ها را با مقیاس بسیار کوچک بسازیم. او قصد داشت تا با قرار دادن اتم ها در کنار یکدیگر کوچکترین مصنوعات بشری را بسازد.

همانطور که گفته شد نظریه کار بر روی سیستم ها در سطح نانو برای اولین بار توسط Feynman استاد کوانتم بیان گردید. بعدها یک دانشجو رشته کامپیوتر برای انجام پروژه فارغ التحصیلی خود، دانشمند بزرگ هوش مصنوعی دکتر Minsky که پدر علم هوش مصنوعی نیز شناخته می شود را به عنوان استاد راهنمای پروژه فارغ التحصیلی خود برگزید. این دانشجو آقای Eric Drexler نام داشت.

Drexler‌ که علاقه زیادی به نظریه های Feynman‌ (‌ساخت سیستم ها در ابعاد نانو)‌ داشت، سعی در شکوفایی این فرضیا ت نمود. وی بعد از اخذ درجه استادی علوم کامپیوتر، با جمع آوری جوانان جویا و کوشا، نظریه نانو تکنولوژی را بنا نهاد. اولین مقاله وی در زمینه نانو تکنولوژی در سال 1981 و با موضوع نانو تکنولوژی مولکولی به چاپ رسید. Drexler‌ اولین کس بود که در سال 1991 از دانشگاه MIT‌ مدرک دکتری نانو تکنولوژی را دریافت نمود. وی هم اکنون رئیس انیستیتو Foresight‌ و Research Fellow می باشد.

بعدها کشورهای توسعه یافته، برنامه ریزی های گسترده ای را برای فعالیت های تحقیقاتی و صنعتی در زمینه نانو تکنولوژی تدوین نموده اند. به روشنی می توان دید که آینده بشر در اختیار نانو تکنولوژی می باشد.

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

کاربرد نانو مواد در صنعت ساختمان 36 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 36

دانشگاه آزاد اسلامی واحدگرگان

موضوع تحقیق:

کاربرد نانو مواد در صنعت ساختمان

درس: مصالح ساختمان

استاد: جناب مهندس عقیلی

دانشجو:الیا زین العابدین

مینا امینی

پائیز 88

نانوتکنولوژی چیست و چرا به این نام معروف شده است زمینه دخالت این تکنولوژی چیست ؟

نانوتکنولوژی، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم‌های جدید با در دست گرفتن کنترل در ابعاد مولکولی و اتمی است یعنی نانوتکنولوژی با ابعاد نانومتر در ارتباط است.در حقیقت خواص و رفتار مواد در ابعاد نانو با آنچه که ما هم اکنون از مواد مشاهده می کنیم متفاوت است. بنابراین اگر می خواهیم خاصیت معینی را در ابعاد نانو نیز داشته باشیم باید به دنبال موادی بگردیم که در ابعاد نانو آن خاصیت را داشته باشند. به عنوان مثال برای نیرو محرکه در حد نانو احتیاج به موتور و ... نیست بلکه از ارتعاش مولکولها به عنوان نیرو محرکه استفاده می گردد. از همین تعریف ساده بر می‌آید که نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست،‌ بلکه رویکردی جدید در تمام رشته‌ها است. برای نانوتکنولوژی کاربردهایی را در حوزه‌های مختلف از غذا،‌ دارو، تشخیص پزشکی، بیوتکنولوژی، الکترونیکی کامپیوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژی، محیط زیست، مواد،‌ هوافضا و امنیت ملی برشمرده‌اند. به عنوان نمونه ای دیگر دانشمندان توانسته اند لوله ای تو در تو را ایجاد نمایند به طوری که یک اتم می تواند در داخل آن حرکت کند و درازای این لوله به اندازه سه برابر استوا می باشد . هدف از این پروژه این است که بتوانند به اتم سرعتی در حد نور بدهند. لازم به ذکر است که کاربرد های نانو تکنولوژی سری است کاربردهای وسیع این حوزه همراه با پیامدهای اجتماعی، سیاسی و حقوقی آن این تکنولوژی را به عنوان یک زمینه فرا رشته‌ای مطرح نموده است. بنابراین این حوزه نیازمند سیاستگذاری تحقیقاتی متمرکز است. نانوتکنولوژی، مقوله‌ای نیست که به یک آزمایشگاه یا یک تیم تحقیقاتی به سرانجام برسد؛ بلکه برای شکل‌گیری شایسته ساختار و اجزاء متعدد آن،‌ وجود یک نهاد هماهنگ کننده فرابخشی ضرورت نام دارد.

کاربرد مواد نانو ساختار در صنعت ساختمان(بتن)

از مهمترین پیشرفتهای بوجود آمده در صنعت مصالح ساختمانی ، بتن با عملکرد بالا می باشد ، برای درک بهتر رفتار این نوع مصالح باید ساختار بتن و خمیر سیمان در مقیاس نانو مورد بررسی قرار گیرد و نیز بتوان با کاربرد مصالح نانو ، بتن با عملکرد بالا و چند منظوره ساخت که دارای خاصیت الکترو مغناطیسی بوده و قابلیت به کار گیری در سازه های اتمی ( محافظت از تشعشعات ) را داشته باشد و نیز در سازه های ساختمانی تاثیر به سزایی در حفظ انرژی ساختمان ایفا کند .

معرفی مواد نانو ساختار و نیز بیان مزایای استفاده از این مواد در صنعت ساختمان سازی با توجه به نتایج آزمایشگاهی می باشد .

MHPC ، مواد نانو ساختار، بتن HPC: نانو تکنولوژی ، بتن واژه های کلیدی

مواد نانو به عنوان موادی که حداقل یکی از ابعاد آن (طول، عرض، ضحامت) زیر 100nm باشد تعریف شده اند، یک نانومتر یک هزارم میکرون یا حدود 100000برابر کوچکتر از موی انسان است. به طور کلی، در یک تقسیم‌بندی عمومی، محصولات نانومواد را می توان به صورت‌های زیر بیان کرد:

‌- فیلمهای نانو لایه-(Nano Layer Thin Films ) برای کاربردهای عمدتا الکترونیکی،

-نانو پوشش های حفاظتی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی، حفاظت در مقابل عوامل مخرب محیطی

- نانو ذرات به عنوان پیش سازنده(precursor ) یا اصلاح ساز(Modifier ) پدیده‌های شیمیایی و فیزیکی.

هدف نهایی از بررسی مواد در مقیاس نانو، یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی باعملکرد بالا می باشد، که آنها را می توان به عنوان مصالحی با عملکرد بالا و چند منظوره به شمار آورد. منظور از عملکرد چند منظوره، ظهور خواص جدید ‌باشد به گونه‌ای که مصالح بتوانند کاربردهای گوناگونی را ارائه نمایند.

نانو سیمان و نانو بتون 15 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 15

فناوری نانو

نانو سیمان و نانو بتون

طاهره رحیمی کارشناس ارشد شیمی ، سیمان تهران

مقدمه :

نانو تکنولوژی یک رشته جدید نیست ، بلکه رویکردی جدید در تمام رشته‌ها است. در سالهای اخیر تحقیقات زیادی در خصوص افزودن نانو ذرات به سیمان انجام گرفته است.

فناوری نانو کاربردهای وسیعی در حوزه‌های مختلف از جمله صنایع غذایی ، دارویی ، پزشکی ، بیوتکنولوژی ، الکترونیک و کامپیوتر و ارتباطات و حمل و نقل و انرژی و محیط زیست و هوا فضا و ... دارد. تغییر مقیاس ساخت باعث تغییراتی اساسی در نحوه طراحی سیستم‌ها خواهد داشت ، زیرا در مقیاس نانو ، نیروهای بین‌مولکولی و نیروهای دیگر مرتبط وارد محاسبات می‌شوند. کنترل مواد در مقیاس نانو به معنای ساختن ساختارهای بنیانی در مقیاسی است که در آن اندازه‌ها خواص اساسی معین می‌شود (نانو آخرین مقایس تولید) و بنابراین کنترل خواص مواد حاوی ذرات نانو بهتر امکان‌پذیر می‌باشد.

نانو ذرات افزودنی به سیمان هم می‌تواند از نوع ترکیبات تشکیل دهنده خود سیمان (اکسید سیلیس ، اکسید آهن و آلومینا) باشند و هم از ترکیباتی دیگر (برای مثال کربونانو تیوب) که در جهت ایجاد خواصی مشخص و معین در سیمان ، کاربرد دارند. به عنوان مثال ، برای حصول به سیمانی با خواص مناسب جهت استفاده در چاه‌های نفت افزودن نانو ذرات مناسب می‌باشد. در حال حاضر متخصصین پژوهشگاه صنعت نفت به دانش فنی مورد نیاز برای ساخت نانو افزودنی مناسبی برای کنترل خواص سیمان کاری جداره چاههای نفتی دست یافته‌اند. هدف اصلی استفاده از نانو افزودنی‌ها در سیمان جداره چاههای نفتی مقابله با وجود مشکلاتی از لحاظ پایین بودن فشار مخزن و ضرورت ایجاد فشار لازم توسط سیمان استفاده شده می‌باشد.

همچنین استفاده از کربن نانوتیوب به عنوان نانو افزودنی در سیمان پتانسیل فوق‌العاده قوی (سیمان سخت) ایجاد می‌کند چون هم یک ماده تقویت کننده ایده‌آل می‌باشد و هم قطر آن شبیه اندازه کلسیم ـ سیلیکات ـ هیدرات است از دیگر کاربردهای کربن نانوتیوب در صنعت ساختمان استفاده از آن به عنوان اجزاء ساختاری و عامل انتقال حرارت می‌باشد به نحوی که یکی از کاربردهای آن ، استفاده از آن برای گرم کردن ساختمان‌ها می‌باشد.

در حال حاضر در کشور چین ، بیشترین تحقیقات در جهت بررسی خواص نانو سیمانها انجام شده است و لذا بسیاری از مقالات معتبر در خصوص بررسی خواص نانو سیمانها مربوط به دانشگاه‌های این کشور است. به طور کلی مهمترین عامل در کنترل خواص نانو سیمانها ، علاوه بر خواص نانو ذرات ، اختلاط مناسب نانو ذرات و سیمان می‌باشد. نانو سیمانها به دلیل مقاومت بالا و خواص ساختاری بهبود یافته ، کاربردهای زیادی دارند برای مثال ، از این نوع سیمانها ، برای ساخت آسمان خراشها ، ساختمان‌های ریاست جمهوری و نظامی (ضد گلوله) و در مناطقی که خورندگی زیاد است ، استفاده می‌شود.

بطور کلی ، استفاده از افزودنی‌ها در تولید سیمان ، علاوه بر تأثیراتی که بر خواص سیمان دارد ، به دلیل مصرف کمتر سیمان ، کاهش مصرف انرژی و کاهش گازهای گلخانه‌ای را نیز به همراه دارد.

نانوسیمانهای حاوی نانو سیلیس :

مهمترین ترکیب پوزولانها ، سیلیکا آمورف و یا سیلیس شیشه‌ای است که در نتیجه واکنش آنها با هیدروکسید کلسیم ، سیلیکات کلسیم هیدراته شده ، تولید می‌شود.

سرعت واکنش و واکنش‌پذیری پوزولان‌ها ، سیلیکا آمورف و یا سیلیس شیشه‌ای است که در نتیجه واکنش آنها با هیدروکسید کلسیم ، سیلیکات کلسیم هیدراته شده، ‌تولید می‌شود. بنابراین بدیهی است که نانو سیلیس‌ها بدلیل سطح مقطع بیشتر از اهمیت خاصی برخوردار باشند.

تحقیقات انجام شده نشان داده است که مقاومت فشاری 7 روزه و 28 روزه سیمانهای حاوی نانو سیلیس بیشتر از سیمانهای حاوی میکرو سیلیس می‌باشد. علاوه بر این ، آزمایشات electron microscope (SEM) scanning و باقیمانده مقدار Ca(OH)2 و سرعت تغییرات حرارتی ، نشان دهنده افزایش واکنش‌پذیری سیمانهای حاوی نانوسیلیس می‌باشد.

استفاده از نانوسیلیس در سیمان ، نه تنها به علت پرکنندگی منافذ باعث بهبود ساختار می‌شود ، بلکه واکنشهای پوزولانی را فعالتر می‌نماید.

نتایج حاصل از آنالیز کمی در طول 7 روز نشان داده که مقدار Ca(OH)2 برای سیمانهای حاوی 10% نانو سیلیس 16/4% و برای سیمانهای حاوی 10% دوده سیلیس نیز بعلت افزایش واکنشهای پوزولانی و ایجاد سیلیکات کلسیم هیدراته شده و پر شدن منافذ سیمان افزایش می‌یابد. آنالیز XRD میزان واکنش CH با نانو سیلیس و دوده سیلیس نشان داده شده است ، نتایج حاصل نشان می‌دهد با افزایش نانو سیلیس و دوده سیلیس ، پیک مربوط به CH در طول زمان کاهش می‌یابد.

بررسی XRD سیمانهای حاوی نانو سیلیس و دوده سیلیس و مقایسه آن با سیمان معمولی نشان داده است که افزودن 3% نانو سیلیس به ملات سیمان باعث کاهش اندازه کریستالهای CH می‌شود ، کریستالهای CH جمع‌تر شده و اصطلاحاً چین خورده و در نتیجه سطح مشترک مواد واکنش دهنده نسبت به سیمانهای حاوی دوده سیلیس ، مناسبتر می‌باشد.

افزودن نانوسیلیس و دوده سیلیس بر روی زمان گیرش سیمان مؤثر می‌باشد و زمان گیرش اولیه کاهش می‌یابد. با افزایش نانو سیلیس به سیمان ، ملات سیمان متراکم‌تر شده و نفوذپذیری نسبت به سیمان معمولی بتدریج کاهش می‌یابد.

مقاله درمورد نانو کامپوزیت

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 18

نانو کامپوزیت

از مزایای عمده نانو کامپوزیت پلیمری با تقویت کننده خاک رس میتوان به پایداری حرارتی ، کاهش نفوذ پذیری ، کاهش ضریب انبساط حرارتی و افزایش سختی ، استحکام و چقرمگی اشاره کرد .

این خواص در نایلون 6 و نانو کامپوزیت زمینه نایلون 6 حاوی 4.2 درصد وزنی نانو لایه های مونت موریلونیت مقایسه شده است .

همانگونه که قبلا اشاره شد از گرافیت ورقه ای نیز برای ساخت نانو کامپوزیت های پلیمری می توان استفاده کرد. در این گروه از نانو کامپوزیت ها ، ضخامت لایه های گرافیت با ضخامت خاک رس یکسان است . با نگاهی اجمالی به برخی تغییرات حاصله در نانو کامپوزیت های حاوی ورقه های گرافیت پی برد . در جدول 3 برخی خواص گرافیت و خک رس با هم مقایسه شده است .

پایین بودن مقاومت الکتریکی گرافیت از خصوصیات بارز آن است که باعث افزایش هدایت الکتریکی نانو کامپوزیت ها می گردد .گرافیت لایه ای نسبت به دوده کربنی ، الیاف کربنی و بخار کربن مقاومت الکتریکی کمتری دارد .

بهبود هدایت الکتریکی مواد پلیمری با افزودن مقادیر کمی از نانو لایه های گرافیتی باعث می شود که حرارت ایجاد شده در قطعات الکتریکی و تجهیزات کامپیوتری کاهش یافته و قابل کنترل شود . با توجه به خواص ارائه شده ، کامپوزیت های حاوی نانو لایه های گرافیت، دارای هدایت الکتریکی بالا و نفوذ پذیری کمی هستند . برای تولید این نانو کامپوزیت ها ابتدا با امواج مافوق صوت لایه های گرافیت در منومر به صورت یکنواخت توزیع می شوند و در نهایت با پلیمریزاسیون بدست می ۀید . نمونه ای از این نانو کامپوزیت ها در تصور ارائه شده است . در این تصویر توزیع نانو لایه های گرافیت در زمینه پلی استایرن مشخص است .

نانو کامپوزیت های زمینه پلیمری حاوی نانو الیاف کربنی

نانو الیاف کربنی به عنوان ماده پر کننده در پلیمر های مختلف نظیر پلی پروپیلن، پلی کربنات نایلون و اپوکسی ، پلی اترسولفن استفاده می شوند. قطر نانوالیاف کربنی که در نانو کامپوزیت ها استفاده می شوند بین 50 تا 200 نانو متر است . این نانو الیاف مورفولوژیهای متعددی دارند که ساختار نی شکل و چیدمان فنجانی دو نوع از این مورفولوژی ها هستند . تصاویر TEM ایت ساختار ها در تصویر آمده است .

خواص نانو کامپوت های حائی نانو الیاف ها کربنی نظیر چگالی پایین ، انبساط حرارتی کم ، مقومت بالا در برابر شوک های حرارتی بالا در دماهای بالا باعث شده که این نانو کامپوزیت ها در صنایع خودرو و هوا-فضا مورد توجه زیادی قرار گیند . بسیاری از خواص نانو کامپوزیت های حاوی نانو الیاف به مراحل ساخت نانو کامپوزیت ، خصوصیات نانو الیاف کربنی ، نحوه توزیع نانو الیاف و چسبندگی آن ها به زمینه ارتباط دارد.

اصولا برای تولید این نانو کامپوزیت ها با توریع یکنواخت الیاف ، از مکانیزم های با نیروی برشی شدید مثل اکستروژن که در روش مخلوط سازی مستقیم توزیع شده است که با اصلاح سطحی و یا افزودن پر کننده های سرامیکی مناسب ، مینوان این شکل را تا حدودی کم کرد .

2-3-5 ) نانو کامپوزیت های پلیمری حاوی نانو لوله های کربنی

تحقیقات در زمینه توزیع نانو لوله های کربنی در پلیمر ها بسیار جالب است . نانو لوله های کربنی به جز بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمر ها باعث بهبود خواص حرارتی و الکتریکی رزین ها نیز می شود . قطر نانو لوله های کربنی که در نانو کامپوزیت استفاده می شوند بین 100 تا 1000 است . در ادامه پس از بررسی برخی از خواص نانو لوله های کربنی به روشهای تولید نانو کاپوزیت های پلیمری حاوی نانو لوله های کربنی پرداخته می شود.

الف- نانو لوله های کربنی ، تک دیواره و چند دیواره