نانو تحول قرن بیست و یکم

کرمهای ضدآفتاب نانویی چگونه کار مي‌کنند

خلاصه مقاله:
صنايع آرايشي از اكسيدهاي غيرآلي، نظير اكسيد روي و تيتانيم، استفاده مي‌كنند، اما استفاده از اين اكسيدها به علت خاصيت سفيدكنندگي روي پوست محدود است. سفيدي به طور مستقيم با پخش نور رابطه دارد. به طور كلي با كاهش اندازة ذرات، شاهد افزايش جذب نور ماوراء بنفش توسط ذرات (به علت عبور كمترِ اشعه‌ها از بين ذرات) و كاهش پديدة سفيدي (به علت كاهش پديدة پخش نور) هستيم. به‌تازگي روش‌هاي گوناگون براي توليد نانوذرات، توسعه يافته‌ و بر صنعت کرم‌هاي ضدآفتاب اثر گذاشته‌اند.

1. سفيدي
وقتي ماده نوردهي شود، پديده‌هاي زير ديده مي‌شوند:

شكل 1: شِماي نور عبوري و انعكاس‌يافته از يك لاية نازك

1. عبور نور که منجر به گذشتن آن از ماده بدون هيچ تأثير متقابلي است؛
2. نورِ نافذ که منجر به پخش نور مي‌شود؛
3. انعکاس نور از سطح، مانند آنچه در آينه رخ مي‌دهد؛
4. انعکاس نفوذي که منجر به پخش نور از سطح مي‌شود.
در شکل 1 پديده‌هاي گفته‌شده نشان داده شده‌اند. اثر سفيدي ناشي از پخش نور به وسيلة ذرات ــ براي مثال در کِرِم‌ها ــ است. بنابراين، براي کاهش سفيدي بايد ميزان نور پخش‌شده را کم كرد.

2. پخش نور و اندازة ذرات
شدت نور پخش‌شده به وسيلة يک تک‌ذره، تابعي از اندازة ذره است. همان‌طور كه در شكل 2 به‌روشني مشاهده مي‌شود، با افزايش اندازة ذرات، نور مرئي به علت برخورد با ذرات پخش مي‌شود و با برگشت نور به چشم، ذراتْ سفيد ديده مي‌شوند. بنابراين، براي کاهش تأثير سفيدي، کاهش اندازة دانه راهي است بسيار مؤثر.

شكل2: الف. نانوماده نور را بدون انحراف از خود عبور مي‌دهد، به همين خاطر نسبت به نور شفاف است.
ب. مواد با ذرات در ابعاد ميكرومتر نور را پراكنده مي‌كنند. بنابراين، نسبت به نور مات و نيمه‌شفاف‌اند و سفيد ديده مي‌شوند.

در شكل 3 ميزان پخش نور بر حسب اندازة دانه به نمايش درآمده و مشخص است كه با افزايش اندازة ذرات، ميزان پخش‌شوندگي نور بيشتر مي‌شود.

3. جذب اشعة ماوراي بنفش و بهترين اندازة ذره
نور ماوراي بنفش (UV) طول موج كمتر از نور مرئي و انرژي بيشتر از نور مرئي دارد. قرار گرفتن در مقابل تابش ماوراي بنفش از مهم‌ترين علل آسيب‌هاي پوستي و سرطان پوست است. به همين خاطر، جذب اين اشعه و ممانعت از رسيدن آن به پوست بدن موضوع تحقيق بسياري از مراكز علمي دنيا براي ساليان طولاني بوده است. جذب UV در مواد غيرآلي نظير TiO2 و ZnOناشي از دو اثر است:
الف ـ جذب فاصلة باند؛
ب ـ پخش نور UV

الف ـ جذب فاصلة باندي
اکسيد روي و اکسيد تيتانيم نيمه‌هادي‌اند و به‌شدت نور UV را جذب و نور مرئي را عبور مي‌دهند. سازوكارِ جذب UV در اين مواد شامل مصرف انرژي فوتون براي تهييج الکترون از نوار ظرفيت به نوار رسانايي است.

فاصلة باندي يا «گپ انرژي» چيست؟
مي¬دانيم که اتم¬ها از ترازهاي انرژي تشکيل شده¬اند و اين ترازهاي انرژيِ حاوي الکترون، در جسم جامد تشکيل نوارهايي را مي¬دهند که الکترون‌ها در آنها قرار ¬گرفته‌اند.
اما فضاهايي بين اين نوارهاي انرژي وجود دارند که هيچ نوار حاوي الکتروني نمي¬تواند در آنها جا بگيرد. اين فضاها را «فاصلة باندي» يا «گپ انرژي» مي¬گويند. در جامدهاي رسانا نوارهاي انرژي مي¬توانند پر، نيمه‌پر يا خالي از الکترون ــ که در اصطلاح «نوار رسانايي» ناميده مي¬شود ــ باشند. همچنين گپ انرژي آنها در مقايسه با نيمه‌هادي¬ها کوچک‌تر است. در نيمه‌هادي¬ها نوارهاي انرژي نيمه‌پر وجود ندارند و گپ انرژي آنها کمي بزرگ‌تر از رساناهاست. از همين رو، الکترون‌ها در رسانا¬ها و نيمه‌رساناها مي¬توانند با گرفتن مقداري انرژيِ گرمايي ــ براي رساناها کم‌تر، براي نيمه‌رساناها بيش‌تر ــ برانگيختگي گرمايي پيدا كنند و از لايه¬هاي انرژيِ پُر به لايه¬هاي انرژيِ خالي بروند. اين عمل در نارساناها به علت بزرگ بودن گپ انرژي امکان ندارد.

ZnO و TiO2 داراي انرژي باند ev3/3 تا ev4/3 مربوط به طول موج‌هاي تقريباً 365 نانومتر تا 380 نانومتر هستند. نورهاي زير اين طول موج‌ها انرژي کافي براي تحريك الکترون‌ها دارند. به بيان ساده، الكترون‌هاي اين ذرات انرژي نور UV را جذب مي‌كنند و از رسيدن اين امواج به پوست مانع مي‌شوند. پس ZnO و TiO2 داراي خاصيت شديد در جذب UV هستند و اگر به اندازة کافي کوچک باشند، شفافيت خوبي در برابر نور مرئي خواهند داشت.

ب ـ اندازة دانة بهينه براي جذب UV

شكل 4: تأثير اندازة دانه بر عبور نور

با ريزتر شدن ذرات، علاوه بر اينكه در مسير نور UV ذرات بيشتري براي جذب فاصلة باند وجود دارند، نور UV بيشتر پخش خواهد شد. بنابراين، عبور اين نور كاهش مي¬يابد. جذب فاصلة باند به ‌طور کلي تابعي از تعداد اتم‌هايي است که در مسير نور UV قرار گرفته‌اند. بر اساس تحقيقات تجربي، با کاهش اندازة ذرات، به علت کم شدن فاصلة بين آنها براي عبور نور UV، شاهد عبور كم‌ترِ اين اشعه هستيم. اين موضوع در شکل شمارة 4 نشان داده شده است. با توجه به اين شكل، در محدودة نور فرابنفش (زير 400 نانومتر) با كاهش اندازة ذرات، عبور نور كمتر خواهد شد. همين پديده است كه متخصصان را به توليد محصولات ضدآفتاب با خاصيت جذب (SPF) بالاتر رهنمون شده است.

شكل 5: مقايسة تأثير متقابل نور در برابر اندازة ذرات مختلف

SPF چيست؟
کرم‌هاي ضدآفتاب بر اساس ميزان توانايي آنها در جذب و دفع اشعة UV درجه‌بندي مي‌شوند. اين معيار Sun Protection Factor يا SPF نام دارد. درجات SPF، مانند SPF15 يا SPF20 نشان‌گر آن‌اند که مصرف‌کنندة آن قبل از اينکه دچار آفتاب‌سوختگي بشود، تا چه حد مي‌تواند زير نور آفتاب بماند. براي مثال، شما مي‌توانيد بدون استفاده از کرم ضد آفتاب ده دقيقه زير نور خورشيد باقي بمانيد و احساس سوختگي نکنيد. هنگامي که از کرم ضد آفتاب استفاده مي‌کنيد، مي‌توانيد زمان 10 دقيقه را ضرب در ميزان SPF کرم کنيد و به مقدار زمان به دست آمده زير آفتاب بمانيد. اگر SPF کرم شما 15 باشد، شما 150 دقيقه يا 2 ساعت و نيم ميتوانيد در آفتاب بمانيد. اگر پس از مدتي مجددا از کرم استفاده کنيد، ميزان محافظت آن بيشتر ميشود اما، در مقدار زمان ايمن آن تاثيري ندارد.

نتايج:
1- ايجاد پديده سفيدي در ضد آفتاب ها ناشي از پديده پخش نوردر محدوده نور مرئي(400-700 نانومتر) است. با توجه به شكل 4 اين پديده در ضد آفتاب ها با اندازه ذره درشت، بسيار شديدتر است.به عبارت ديگر كاهش شفافيت باعث افزايش پديده سفيدي مي شود.در شكل 5 با ريزتر شدن ذرات شاهد عبور بيشتر نور مرئي و در نتيجه كاهش سفيدي و افزايش شفافيت هستيم.
2- بر طبق شكل 5 در محدوده نور UV با توجه به كمتر بودن فاصله بين ذرات در حالت نانومتري شاهد عبور كمتر نور هنگام ريزتر شدن ذرات هستيم.

منبع:

www.nanoclub.ir

نوشته شده در یکشنبه بیست و پنجم فروردین 1387ساعت 13:18 توسط نانو |

محصولات و بازارِ فناوريِ نانو

در اولین بخش مقاله ی بررسی کاربرد های فناوری نانو در علوم کشاورزی و صنايع غذایی سعی شد تا به گوشه ای از کاربری فناوری نانو در شاخه های زراعت ، اصلاح نباتات ، گیاهپزشکی و آبياری اشاره گردد.
در اين بخش ضمن بررسی کاربرد نانو فناوری در حوزه های علوم دامی ، صنايع غذايي و ماشين آلات کشاورزي ، نگاهی اجمالی به وضعيت اين علوم در کشور مان خواهيم داشت .

کاربردهای نانو در حوزه علوم دامی

استفاده از نانوذرات نقره (نانوسیلورها) در افزایش بهداشت دام و جایگاههای پرورش دام و طیور
نانوذرات نقره به عنوان ضدعفونی کننده قوی ( ضد یاکتری و ضد میکروب ) مطرح بوده و با توجه به پايداری آنها و عدم مصرف این ذرات (عدم نیاز به تهیه مجدد) استفاده از آنها در ضدعفونی کردن جایگاههای نگهداری دام و طیور کاربرد گسترده ای یافته است.

استفاده از نانوفیلترها به منظور فرآوری محصولات لبنی
در فرآوری محصولات لبنی، استفاده از فیلترها بسیار مرسوم است. نانوفیلترها، امکان عبور انتخابی ذرات خاص را فراهم آورده و از این رو فرآوری مورد نظر را ممکن می سازند.

استفاده از نانوکپسولها بعنوان پوششی برای آنزیمهای خوراکی و داروهای دامی
با توجه به کاربرد برخی آنزیمها و پروتئین های خاص در جیره های دام و طیور که بمنظور افزایش عملکرد و تاثیر در بافتی مشخص استفاده می شوند و معمولا در دستگاه گوارش بخوبی جذب نمی شوند، لذا استفاده از نانوکپسولها برای پوشش دار کردن و محافظت از آنها تا رسیدن به بافت هدف، موثر خواهد بود.

استفاده از نانوحسگرها در بخشهای مختلف سیستمهای پرورش دام و طیور و شناسایی انفرادی دامها

استفاده از نانوحسگرها و نانوبيوحسگرها در ماشين‌هاي شيردوشي

شتاب تحقيقاتي در اصلاح نژاد انواع دام ، طيور و آبزيان مؤثر

توليد خوراك‌هاي غيربيولوژيك و داروهای دامي

نانو واكسيناسيون DNA با استفاده از نانوكپسول‌ها و روش‌هاي التراسوند

کاربردهای نانو در حوزه صنايع غذايي

استفاده از نانوفيلتراسيون در صنايع غذايي به منظور تشخيص متابوليت هاي كنترل كيفي و تشخيص عوامل بيماريزا و تحولي اساسي در بسته بندي مواد غذايي و انبارداري

بهسازی ثبات مواد غذایی
این روش برای ترکیبات خاص فعال مثل طعم ها که با سایر ترکیبات مواد غذایی واکنش می دهند استفاده می شود و به این مواد عمر ماندگاری بالاتری می دهند

حفاظت در برابر اکسیداسیون مواد غذایی

تولید غذاهای مولکولی توسط رباط ها با سه عنصر اصلی اکسیژن، کربن و هیدروژن

کاربردهاي نانو در حوزه ماشين آلات کشاورزي

کاربرد در پوششهاي بدنه ادوات و ماشينها و ابزارهاي کشاورزي و حتي شيشه ها براي افزايش در برابر خوردگي و سائيدگي و انعکاس امواج ماوراء بنفش

توليد قطعات مكانيكي مستحكم تر با استفاده از نانوروكش ها و استفاده از بيوحسگرها در ماشين آلات هوشمند جهت مبارزه مكانيكي – شيميايي با علف هاي هرز

بهينه سازي ميزان و شکل سموم مصرفي و وسايل سم پاشي

تولید روکش های نانویی ياتاقانها براي کاهش اصطکاک

تولید قطعات مختلف موتورماشينهاي کشاورزي مقاوم به ساييدگي، خوردگي ، حرارت و کاهش اصطکاک

استفاده از آنها در توليد سوختهاي جايگزين و آلودگي کمتر محيط زيست

تا کنون محصولات مختلف نانویی در دنیا تولید شده و برخی از آنها به شکل تجاری در دسترس قرار گرفته است .
از جمله کارهای صورت گرفته در نانوتكنولوژي سبز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
استفاده تايلند از اين فناوري به منظور توليد نوع جديدي از برنج (بي تفاوت نسبت به طول شب ، پاكوتاه و معطر ) و ابريشم ( ضد آب و با قدرت جذب كمتر گرد و غبار )
توليد نوعي نانوبرنج توسط شركت نانورايس ايتاليا كه 2 برابر وزن خود آب جذب مي كند .
توليد نانو كودها و نانو سم ها در مقياس آزمايشگاهي

در ایران نیز موسسات مختلفی در این زمینه در حال کار می باشند . که از این بین می توان به پژوهشکده مهندسی جهاد اشاره نمود که با محوریت قرار دادن تولید نانوپودرها گام بلندی را در این زمنه برداشته است. مانند توليد پودر دی اکسيد تيتانيم در ابعاد نانو جهت گندزدايي و نگهداري مواد غذايي و استفاده به عنوان فوتوکاتاليست و تصفيه آب و یا توليد نانوپودر طلا در مقياس نانو جهت استفاده های بيولوژيک.
از دیگر موسسات پیشگام در این زمینه می توان به مؤسسه تحقيقات واكسن و سرم سازي رازي، موسسه گياه‌پزشكي كشور، موسسه تحقيقات خاک و آب، موسسه تحقيقات شيلات ايران، موسسه تحقيقات جنگلها و مراتع و پژوهشکده بیوتکنولوژی اشاره نمود.کاربرد های فناوری نانو در علوم کشاورزی و صنایع وابسته به آن گسترشی روز افزون دارد ،که ادامه ی این روند در آینده ای نه چندان دور تولید و توزیع مواد غذایی سالم ، ارزان و با کیفیت را برای استفاده ی همه ی ملل دنیا محقق خواهد کرد.

نوشته شده در دوشنبه دهم دی 1386ساعت 14:28 توسط نانو |

هوای پاک با فناوری نانو

افزایش مشکل دی اکسید کربن در هوا یکی از مشکلات اساسی در سطح جهان است. اميد مي رود كه با استفاده از كشف منابع جديد روزي برسد كه از مصرف سوخت هاي فسيلي بي نياز شويم و در هوايي عاري از دي اكسيد كربن و انواع آلودگي ها تنفس كنيم. فناوري نانو از جمله فناوريهايي است كه به كمك حل اين مسئله آمده است و اين امكان را به وجود آورده است تا به سوي ساخت انرژيي ارزان تر و پاكيزه تر از سوخت هاي فسيلي نزديك شويم.

محققان در دانشگاه ملي اوك ريج موفق به ساخت نانوكريستالي شده اند كه ما را در داشتن هوايي پاك تر كمك مي كنند. نانوكريستال درست مانند يك كاتاليزور عمل مي كند، هنگامي كه دي اكسيد كربن هوا بر روي اين نانوكريستال كه داراي كادميوم، سيلينيوم و ايديوم است مي نشيند، يك الكترون به دي اكسيد كربن مي دهد تا در مجاورت ساير اجزاي دود واكنش نشان دهد و بي ضرر شود. اگر فيلترهاي متشكل از اين نانوكريستال ها را بتوان با قيمت مناسب تري ساخت و آنها را در دودكش ها نصب كرد مي توان تا حد زيادي از انتشار و خروج دي اكسيد كربن در هوا جلوگيري كرد.
ذره معلق مضرر ديگري كه دانشمندان اميدوارند تا با استفاده از نانوكريستال بتوانند آنرا خنثي و يا از بين ببرند، بخار جيوه است. تجهيزاتي كه با زغال سنگ كار مي كنند از مهمترين عوامل توليد بخار جيوه و انتشار آن در هوا هستند. يك روش جلوگيري از انتشار جيوه، استفاده از نانوكريستال هاي اكسيد تيتانيوم است كه بخار جيوه را مي توانند به اكسيد جيوه جامد تبديل نمايند.
اگر تاكنون در ترافيك در مجاورت اگزوز و يا دود اتوبوس و يا يك كاميون قرار گرفته باشيد حتما اكسيد نيتروژن را استشمام كرده ايد. موتورهاي ديزلي (گازوئيل سوز) از جمله مهمترين منابع آلوده كننده هوا با اكسيدهاي نيتروژن مي باشند.

شركت «بيوفرندلي» با كمك آژانس حفاظت محيط زيست و دريافت كمك مالي از ايالت تگزاس، موفق به ساخت نانوكريستالي شده است كه با افزودن آن به گازوئيل مي تواند از توليد اكسيد نيتروژن جلوگيري كند و سبب شود تا سوخت كامل بسوزد.
تصور نكنيد كه صنايع توليد تميز مانند صنايع توليد تراشه هاي كامپيوتري به عنوان آلوده كننده هاي محيط زيست به شمار نمي آيند بلكه برعكس اين صنايع به علت استفاده از مواد شيميايي آلي در فرايندهاي توليد منشا توليد بخارات آلي هستند كه خود مضرر مي باشند. محققان آزمايشگاه ملي شمال غربي اقيانوس آرام در حال بررسي نانوموادي هستند كه با استفاده از آن در فيلترها مي توانند از انتشار بخارات آلي اين دسته از كارخانجات جلوگيري كنند.

شايد در آينده نه چندان دور ديگر چيزي در خصوص ميزان آلودگي هاي هوا در اخبار روزانه نشنويم تا با خيالي آسوده بتوانيم در هوايي پاك تنفس كنيم.

منبع : باشگاه نانو

نوشته شده در جمعه هجدهم آبان 1386ساعت 11:0 توسط نانو |

میکروسکوپ پیمایشگر الکترونی SEM

میکروسکوپ پیمایشگر الکترونی که به آن Scanning Elecron Microscope یا به اختصار SEM گویند یکی از ابزارهای مورد استفاده در فناوری نانو است که با کمک بمباران الکترونی تصاویر اجسامی به کوچکی 10 نانومتر را برای مطالعه تهیه می کند. ساخت SEM سبب شد تا محققان بتوانند نمونه های بزرگتر را به سادگی و با وضوح بیشتر مطالعه کنند. بمباران نمونه سبب می شود تا از نمونه الکترونهایی به سمت صفحه دارای بار مثبت رها شود که این الکترون ها در آنجا تبدیل به سیگنال می شوند. حرکت پرتو بر روی نمونه مجموعه ای از سیگنال ها را فراهم می کند که بر این اساس میکروسکوپ می تواند تصویری از سطح نمونه را بر صفحه کامپیوتر نمایش دهد. SEM اطلاعات زیر را در خصوص نمونه در اختیار میگذارد:
- توپوگرافی نمونه: خصوصیات سطوح
- مورفولوژی: شکل ، اندازه و نحوه قرارگیری ذرات در سطح جسم
- ترکیب: اجزایی که نمونه را می سازند

چگونه SEM کار می کند؟
SEM وسیله ای است که به کمک آن می توان تصویر بزرگتر از نمونه را با کمک الکترون های (به جای نور) خلق کرد. پرتویی از الکترون ها با کمک تفنگ الکترونی میکروسکوپ تولید می شود.

پرتوی الکترونی در خلاء به صورت عمودی از میکروسکوپ عبور می کند. سپس با عبور از میدان های الکترومغناطیسی و لنزهای ویژه به صورت متمرکز به نمونه تابانده می شوند. به محض برخورد پرتو با نمونه، الکترون ها و اشعه های ایکش از نمونه خارج می شوند.

سپس آشکارسازها پرتوهای ایکس، الکترونهای اولیه و الکترونهای ناشی از برخورد الکترونهای اولیه با جسم را جمع آوری می کنند و آنها را به سیگنال مبدل کرده به صفحه نمایش (مانند صفحه تلویزیون) منتقل می کنند و به این طریق تصویر نهایی تهیه می شود.

آماده سازی نمونه
قبل از هر کار باید آب از نمونه جدا شود چرا که آب در خلاء تبخیر می شود. تمامی فلزات رسانا هستند لذا نیازی به آماده سازی آنها برای تهیه تصویر با SEM نیست. موادی که جزء دسته فلزات نیستند باید به وسیله یک لایه نازک رسانا پوشانده شوند. این کار به کمک ابزاری به نام پوشش دهنده انجام می شود که برای این کار از میدان الکتریکی و گاز آرگون استفاده می شود. برای این کار نمونه در یک محفظه ای که خلاء قرار داده می شود و گاز آرگون و میدان مغناطیسی سبب می شوند که الکترون از آرگون جدا شده و سبب شوند تا اتمها بار مثبت داشته باشند. یونهای آرگون توسط فویل طلای دارای بار منفی جذب میشوند. یونهای آرگون به اتمهای طلا ی سطح فویل طلا برخورد می کنند. این اتمهای طلا روی سطح نمونه قرار می گیرند و سبب ایجاد یک پوشش رسانا از طلا بر سطح نمونه می شوند.

منابع:
1. کتاب فناوری نانو در علوم پزشکی و مهندسی
2. Encyclopedia.Com
3. Iowa State SEM Homepage
4. Lawrence Livermore Radiation Safety Regulation, App. B, Summary of Radiation Generating Devices, Radiation Safety Requirements
5. Virginia Tech Radiation Safety Pages

باشگاه نانو

نوشته شده در جمعه شانزدهم شهریور 1386ساعت 23:5 توسط نانو |

خودآرایی برای جلوگیری ترک برداشتن

آیا تاکنون به این نکته اندیشیده اید که چگونه یک جسم ترک بر می دارد و یا می شکند؟ نیروهای وارده به هر جسم بسته به مقاومت و خصوصیات مکانیکی آن جسم سبب ایجاد ترک های بسیار کوچک (در حد میکروسکوپی) می شوند به گونه ای که اگر این ترک ها به هم بپیوندند و به تدریج اندازه آنها بزرگ و بزرگتر شده منجر به شکستن و تخریب جسم می شوند.
جلوگیری از ایجاد ترک در بسیاری از مکانها مانند پل ها، بال هواپیماها، ساختمانها، سازه ها و غیره با اهمیت است. یکی از روش های جلوگیری از گسترش ترک، پخش و توزیع نیروهایی است که سبب گسترش ترک می شود. زمانی که ترکی ایجاد می شود نیروهای وارده به گونه ای عمل می کنند که آن ترک را گسترش می دهند. زمانی را تصور کنید که می خواهید چوبی را با کمک نیروی دست به دو قطعه بشکنید. یک چوب دارای ترک یا زاویه دار را خیلی راحت از یک قطعه چوب با مقطع دایره ای شکل شکسته می شود. چرا که در چوب ترک دار یا زاویه دار نیروها متمرکز و نقطه ای عمل می کنند حال آنکه در چوب گرد نیروها به صورت پراکنده عمل می کنند.
در زمان جنگ جهانی دوم نیز از این ویژگی برای جلوگیری از گسترش ترکهای بال هواپیما استفاده میشد به گونه ای که در هر دو انتهای ترک سوراخ هایی ایجاد میشد تا نیرو پخش شود و طول ترکها زیاد نشوند.

کفاش ها نیز به همین روش عمل می کنند و برای مکان هایی که تحت تاثیر نیرو هستند مانند مکان عبور بند کفش از سوراخ های دایره ای مانند استفاده می کنند تا نیروهای حاصل از بستن بند کفش چرم را پاره نکند.

امروزه فناوری نانو سبب شده تا راه های جدیدی برای گسترش ترک ارائه شود. محققان دانشگاه الینویز موفق به ساخت کامپوزیتی شده اند که قابلیت خودترمیمی دارد. در این نوع از کامپوزیت میکروکپسولهایی تعبیه شده است که محتوای مواد پلیمری است به گونه ای که هر گاه این میکروکپسولها به علت ایجاد ترک آسیب ببینند پاره شده محتوای آن با کاتالیزور (عامل تسریع کننده واکنش) موجود در زمینه تماس پیدا کرده سخت می شود. این فرایند سبب ترمیم و جلوگیری از گسترش ترک می شود.

میزان کارایی این فرایند در دمای اتاق 100% و در دمای 176 درجه فارنهایت 80% است . محققان هنوز به دنبال یافتن نسبت مناسبی از کاتالیزور و میکروکپسولها هستند تا فرایند را بهینه نمایند.

منبع: باشگاه نانو

نوشته شده در سه شنبه ششم شهریور 1386ساعت 13:21 توسط نانو |

ده محصول برتر فناوری نانو در سال 2005

سال 2005 سالی است که محصولات واقعي بسياري با اين دانش جديد- نانوفناوری- توليد و به بازار عرضه شده‌اند. به طوري كه گزارش امسال Nanotech Product Guide – که توسط سایت‌هایی که در حوزه فناوری های نوین تحقیق و پژوهش می‌کنند تهیه شده است - پر از كالاهاي مصرفي مفيد و جالب توجه است که افراد را شوكه می‌کند.
در این گزارش‌ نیز مانند گزارش‌های سال 2003و 2004، محصولاتي كه ارتباط بسيار كمي با فناوري نانو داشته و فقط در اول راه بازار بوده و یا هنوز در ابتدای مرحله تجاری شدن هستند نیامده است.
معیارهای انتخاب این محصولات تهیه شده در گزارش Nanotech Product Guide از دیدگاه این نویسنده به طور مختصر به شرح زیر است:
1- در این گزارش محصولاتی انتخاب شده‌اند که مدت زمانی از تجاری شدن آنها گذشته باشد. بنابراین محصولاتی که هنوز در مرحله آزمایش بوده و یا به طور انبوه و فراوان تولید نشده‌اند جزء این دسته نیستند.
2- میزان توجه و سرمایه گذاری این شرکت‌ها به فناوری نانو و نیز محصولاتي كه با این فناوري مد نظر است

3- معیار آخر نیز میزان موفقیت در فروش محصولات تولیدی است که این شرکت ها از طریق بکار بردن این فناوری بدست آورده‌اند. به عبارت دیگر کاربرد این فناوری در محصولات تولیدی، موجب بهبود قابل توجهی در فرآيند يا كالاي توليد شده بوده که در نهایت مشتری را ترغیب به خرید آن نموده است.
دستاورد این گزارش:
نتیجه این گزارش حاکی از آن است که این 10 محصول برتر معرفي شده در سال2005، نشان از پيشرفت قابل توجه در صنايع ورزشي، آرايشي و پوشاك دارد. اين پيشرفت‌ها بیشتر در سنتزنانوكپسول‌سازي و صنايع غذايي نیز هست که به تازگی رخ داده است.
همانگونه كه در پایین به آن اشاره خواهد شد، اين فناوري را می توانید در نمونه محصولاتی نظیر شكلات‌هاي طعم‌دار، آدامس‌ها و نيز تعداد قابل توجهي از محصولات بدون چربي نیز مشاهده نمایید .
در این گزارش تاکید می‌شود که استفاده از فناوري نانو همچنان رو به رشد است و شركت‌هاي بيوتكنولوژي در بخش توسعه داروهاي مولكولی كوچك از آن بهره برده و استفاده خواهند نمود که شاید بتوان گفت در آغاز راه هستیم و باید منتظر پیشامدهای جدید و حیرت آوری باشیم.

این 10 محصول نانویی ذکر شده در این گزارش شامل موارد زیر هستند که عبارتند از :

1- دستگاه ضبط و پخش iPod Nano با ظرفيتGB4 و GB8 به اندازه و ضخامت يك مداد:
این دستگاه محصولی جديد از شركت كامپيوتري اپل (Apple) است. اين محصول با ورود به بازار مورد استقبال و توجه ویژه‌ای از سوی مشتریان قرار گرفت.
قابلیت‌های این دستگاه:
این دستگاه با ظرفیت های GB4 و GB8 در بازار موجود می‌باشد. این دستگاه از تراشه‌های حافظه‌ای تولید شده توسط شرکت‌های سامسونگ و توشیبا استفاده نموده است.
عمر باتری‌های آن بدون شارژ مجدد بیش از 24 ساعت است.
این دستگاه می‌تواند 2000 آهنگ و 25،000 هزار عدد عکس را در حافظه خویش ذخیره نماید. دستگاه ضبط و پخش IPod Nano شرکت اپل به قیمت 199 دلار در بازار موجود است.
نکته دیگر آنکه شرکت سامسونگ نیز در حال حاضر بزرگ‌ترين توليد كننده تراشه‌هاي حافظه فلش DRAM و NAND در جهان مي‌باشد. روش و استراتژی این شرکت نیز جالب توجه است.
به همين منظور از روش‌هاي توليد نيمه‌رسانا (نبمه هادی) استفاده كرده و دقتي زير 100 نانومتر دارد. در واقع همين دقت 100 نانومتری است كه امكان ساخت حافظه‌ فلش 4 گيگابايتي NAND از نوع iPod Nano را فراهم كرده است.

2- روغن فعال كانولا(Canola) :
این ماده قبلاً مصرف خوراکی نداشته و برای اولین بار در سال 1957-1956 در کانادا از دانه کلزا برای مصارف خوراکی تولید شد.
اين ماده در واقع نوعي روغن خوراكي است كه با ماده گیاهی به نام فيتوسترول تركيب شده و باعث جذب كلسترول خون و در نتيجه كاهش خطر ابتلا به بيماري‌هاي قلبي مي‌شود.
ساختارهاي نانو مقياس شرکت NutraLease باعث تشکیل مايعي می شوند كه باعث بهبود جذب Phytochemicals و همچنین كاهش آن تا 14 درصد كلسترول LDL مي‌شود.
نوع سالم‌تري از روغن كانولا توسط شركت NutraLease توليد شده و براي اين كار از كپسول‌هاي 30 نانومتري استفاده شده كه به دليل كوچكي زياد قادرند از طريق پوست به داخل بافت‌ها نفوذ كرده و به اين ترتيب غذارساني زيستي بهتري صورت ‌پذيرد.
اخیراً و به تازگی يك شركت ديگر نیز به نام شرکت صنعتی شِمِن(Indutries Shemen ) با الگوبرداری و استفاده ازفرآيندشرکت NutraLease – که در بالا به اختصار اشاره شد- سعي در توليد روغن فعال كانولا با فناوری نانو را دارد تا با رقابت با شرکت NutraLease بتوانند جایی در بازار بدست آورد و سهمی در تجارت برای خویش ایجاد نماید.

اما اگر علاقمند به شنیدن داستان روغن کانولا و روند تولید آن در جهان و همچنین در ایران هستید مطالعه این قسمت را به شما توصیه می‌کنيم

محصول سوم جذاب‌تر از محصول فوق است و مورد علاقه همه بچه‌ها است.
3- آدامس‌هاي شكلاتي:
محصولی جديد از شركت صنايع غذايي OLala است. همان طور كه مي‌دانيم تاكنون كره كاكائو نتوانسته جاي پليمرهاي مورد استفاده در آدامس كه باعث خاصيت كشساني آن مي‌شود را بگيرد. در واقع اين چربي‌ها باعث از هم گسيختگي آدامس و كش نيامدن آن مي‌شود.
اما اين بار شركت OLaLa در شيكاگو راه حلي براي رفع اين مشكل ارائه كرده و با استفاده از بلورهاي نانومقياس توانسته است باعث اصلاح شكل سطح آدامس شده و آدامس را به صورت يك بافت كرمي با طعم شكلات در آورد. بعد از این موفقیت بزرگ، هم اکنون این شرکت انواع مختلفی از این شکلات‌ها را با مزه‌ها و طعم‌های متفاوت تولید می‌کند.
آدامس‌هاي شكلاتي كه به اين روش توليد شده‌اند در بازار به قیمت‌های مختلف عرضه می‌شوند. قیمت یک بسته 12 تایی این شکلات حدود 20 دلار و قیمت یک جعبه آن حدود 157 دلار اشت که شامل 144عدد شکلات است به همراه اشانتیون می باشد.

4- كرم صورت فولريني:
این کرم محصولي از شركت Zelensاست. اين كرم همان طور كه از نامش پيداست حاوي فولرين C60 است و داراي خواص آنتي‌اكسيدان بسيار قوی و قابل توجهي است؛ سازنده و مخترع این داروی آرایشی- بهداشتی یک دانشمند پژوهشگر انگلیسی به نام دکتر مارکو لنز (Dr.Marko Lens) است؛ که درجه دکترای جراحی پلاستیک و بازسازی پوست خود را از دانشگاه هاروارد و کالج رویال انگلستان اخذ نموده است.
ایشان دارای سابقه تحقیق و پژوهش‌های بنیادین بوده و مقالات زیادی در حوزه سرطان پوست، ترمیم و بازسازی چروک پوست صورت را تالیف نموده است.
به ادعاي دکتر لنز و همچنین مسئولان شركت Zelens، این اولين محصولي است كه در آن از توانايي‌هاي فولرين در صنايع آرايشي استفاده شده است.
به همين جهت این شرکت براي محصول خود مبلغی معادل 150 پوند (250 دلاري) که تقریباً برابر با 240 هزار تومان می‌باشد را در نظر گرفته است تا هزینه‌های این تحقیقات پوشش داده شود.
البته می‌توان با در نظر گرفتن رقبای جدید و ورود شرکت‌های دیگر به این عرصه، پیش بینی نمود که قیمت این محصول نیز در آینده شکسته شده و کاهش یابد.

5- چوب بيسبال ساخته شده بر اساس نانولوله کربني (CNT Bat) :
محصولي از شركت استون اسپرتس (Easton Sports)است. این شركت- استون اسپرت- واقع در Van Nuys كاليفرنيا با همكاري شركت Zyvex واقع در تگزاس آمریکا توانست چوب بيسبال CNT را توليد كند.
شرکت Zyvex در تگزاس نانو لوله‌هاي كربني مورد نياز شرکت استون اسپرتس را توليد مي‌كند و به کالیفرنیا می‌فرستد.
علاقمندان برای اطلاعات بیشتر می‌توانند به آدرس الکترونیکی این شرکت http://baseball.eastonsports.com مراجعه نمایند.

علت تولید این چوب های بیسبال توسط شرکت استون اسپرتس چه بود؟
در چوب‌هاي بيسبال فعلي، با فيبركربني، فاصله بين الياف را تنها رزين پر كرده است و اين مسأله باعث تضعيف قدرت اين چوب‌ها مي‌شود. لذا شركت استون با پخش كردن نانو لوله‌هاي کربني توليد شده شرکت Zyvex روي رزين پايه به رفع اين مشكل پرداخت.
نتيجه حاصله، چوب بيسبالي شده است كه تمامي بازيكنان در هر سني كه باشند می‌توانند بيشترين انعطاف، قابليت پاسخ و همچنین قدرت ضربه بيشتري را با ضربه‌زدن به محل مورد نظر به دست آورده و در نتيجه به حداكثر عملكرد خود در مدت قانوني بازي دست یابند. هزينه پایه برای استفاده از اين فناوري از 175 دلار آغاز و بسته به نوع و جنس افزایش می‌یابد.

6- لباس‌هاي عرقگير ضد رطوبت:
محصولي از شركت نانوتكس(Nano Tex) بوده که اين شرکت در سال‌های گذشته با توليد پارچه‌های ضد چروک و ضد لکه و همچنین تولید ملحفه های خشك‌تر و راحت‌تر در فهرست ده شرکت برتر قرار گرفت، امسال با فهرست متنوع زیادی از لباس‌ها و پارچه‌هايي ضد مايعات، ضد الكتريسيته ساكن و ضدلك ظاهر شده است.
اين محصولات جديد به دليل داشتن رديفي منحصر به فرد از مو‌هاي ظريف و کوچک، ضمن نشان دادن چنين ویژگی هایی از خود، فرد را نیز آزار نمي‌دهند.
اين شركت در آینده‌ای نزدیک در نظر دارد با توليد راحت ‌ترين لباس‌هاي عرق‌گير كشباف و نخي كه از رزين براي بهبود خواص آن استفاده شده و مبتني بر فناوري به ثبت رسيده جذب رطوبت است، فعاليت خود را گسترش دهد. با اين كار ضمن حفظ راحتي مصرف كننده با جذب رطوبت در حداقل زمان ممكن كه ده بار سريع‌تر از الياف نخيِ رزينيِ امروزي مي‌باشد، بدن وي را هم خشك نگه مي‌دارد.
یک شرکت ایرانی نیز به نام پوشاک گراد چندی است در تبلیغات تلویزیونی خویش ادعای فروش این نوع محصولات را در ایران می‌کند.

7-جوراب‌هاي محافظ سرما مبتني بر فناوري نانو:
این جوراب‌ها محصول شرکت Arc Outdoors است؛ که در حال حاضر جوراب‌هاي پلي‌استري محافظ سرما (Arctic Sheild) را تولید می‌نماید. توليدات شركت Arc Outdoors واقع در اوكلاهاما در فروشگاه‌ها به فروش مي‌رسد. در ضمن در الياف اين جوراب‌ها از ذرات 19 نانومتري نقره استفاده شده است.
خاصیت نقره وکاربردهای نانویی آن:
نقره از قديم به دليل خواص ضدميكروبي خود شناخته شده بود، اما هيچگاه به خوبي به پليمرها متصل نمي‌شد و در صورت لزوم، آن را به صورت اسپري مورد استفاده قرار مي‌دادند؛ و يا مستقيماً به صورت نخ فلزي همراه الياف مورد استفاده در ساخت جوراب قرار داده و مي‌بافتند كه چندان براي مصرف كننده راحت نبود.
همچنین شركت نانو هاريزنس(NanoHorizons) با توسعه فرآيندي منحصر به فرد توانست اين مشكل را برطرف كنند.
هم‌اكنون محصول آن با نام تركيب پلي‌استري E47 (E47Polyester Master Compound) عرضه مي‌شود و با استفاده از آن مي‌توان اليافي مصنوعي و راحت براي بافت جوراب و با مقاومت دائمي در برابر بوي بد ساخت.

8و9– افزودني‌هاي NanoGuard و شيشه‌هاي خودتميز شونده:
افزودني‌هاي NanoGuard كه محصول اتحاديه رنگ Behr Kitchen & Bath و حاصل كار شركت كاليفرنيايي Behr واقع در Santa Ana مي‌باشد و هم اكنون در همه جا قابل دسترسي است. اين شركت با اضافه كردن افزودني‌هايي در ابعاد نانو، چگالي بيشتري براي حامل‌هاي آبي پلاستيك آكريليك فراهم آورد. با خشك شدن اين حامل‌ها، اين افزودني‌هاي NanoGuard موجب ايجاد لايه نازكي مي‌شود كه سخت‌تر، مقاوم‌تر و ضد آب و كپك و لك و چربي (گريس) است پوشاندن شيشه‌هاي جديد (Sic) Activ توليدي Pilkington، با مقدار کمي از فيلم نانومتري حساس به نور (photoactive) ، موجب مي‌شود تا سطح آن به نحو مؤثري تميز شود؛ به اين ترتيب که تابش نور خورشيد به آن باعث واكنش شيميايي اين فيلم با كثيفي‌هاي آلي نشسته بر سطح شيشه مي‌شود. و در صورت بارش باران يا گرفتن شلنگ آب بر آن قطرات آب به طور يكنواخت و هموار روي سطح شيشه پخش مي‌شود.

10- هواي تميز با تصفيه‌كننده‌هايNanoBreeze:
بخش اصلي و فعال تصفيه كننده‌هاي هواي NanoBreeze شركت Salem و فناوري‌هاي NanoTwin مبتني برN.H، را نوعي نانولوله ثبت شده تشكيل مي‌دهد؛ که خود اين لوله به حد كافي براي انجام اين كار بزرگ است اما آن را داخل حلقه فايبرگلاسِ پوشيده شده با لايه‌اي از بلورهاي دي‌اكسيد تيتانيوم، با ابعاد 40 نانومتر قرار مي‌دهند. اين نانولوله با تابش پرتوهاي UV موجب باردار شدن اين بلورها مي‌شود؛ در نتيجه عوامل اكسيد كننده قوي‌ ايجاد مي‌شوند به طوري كه با چرخش هوا در سطح اين لوله، كثيفي‌ها و آلودگي‌هاي موجود در هوا از بين خواهند رفت.

نوشته شده در جمعه بیست و ششم مرداد 1386ساعت 11:12 توسط نانو |

کاربرد نانوتکنولوژی در درمان سرطان

بدن انسان طی فرآیند ویژه ای (آپوپتوزیس) سلولهای جدید را جانشین سلولهای قدیمی و ناکارآمد می‌کند. حال وضعیتی را در نظر بگیرید که بدن بدون اینکه به تولید سلولهای جدید نیاز داشته باشد، سلولهای جدید ساخته شوند یا اینکه سلولهای قدیمی و ناکارآمد بنا به دلایلی منهدم نشوند. در این صورت به تجمع این دسته از سلولها (معمولا به شکل توده یا تومور)، تومور، غده یا بافت سرطانی گفته می شود. امروزه ابتلای به سرطان یکی از موارد شایع مرگ و میر به شمار می آید. بر اساس اعلام موسسه ملی سرطان سرطان پروستات، پستان، ریه و روده به ترتیب شایع ترین مکان های ایجاد سرطان است و تنها در سال 2003 این موسسه 6/4 میلیون دلار صرف تحقیق در خصوص سرطان کرده است که این امر دلیل خوبی برای یافتن روش های کارآمدتر و کم هزینه تر برای درمان سرطان است.
یکی از مهمترین موانع در سر راه درمان سرطان، تشخیص دیرهنگام آن است که متاسفانه سبب می شود تا فرصت کافی برای مقابله با سلولهای سرطانی در اختیار کادر پزشکی قرار نگیرد و فرد مبتلا در مدت اندکی پس از تشخیص فوت کند.
امروزه نانوتکنولوژی به کمک تشخیص و درمان این بیماری آمده است به گونه ای که سبب شده تا سلولهای سرطانی در حد نانومتر تشخیص داده شوند و با کمک نانوتکنولوژی از بین برده شوند. در این زمینه شرکت نانواسپکترا از نانوپوسته پوشش داده شده با طلا برای تشخیص و سپس از بین بردن سلولهای سرطانی استفاده می کند. در این نانوپوسته پتانسیل شناسایی و اتصال به سلول های سرطانی و نیز قابلیت جذب طول موج های معینی از نور ایجاد شده است. حال زمانی که این نانوذرات به سلولهای سرطانی متصل می شوند، تحت تابش قرار داده می شوند و با جذب طول موج معینی از نور، گرم شده سبب پخته شدن و انهدام سلول سرطانی می شوند.

این روش در موش های مورد آزمایش قرار گرفته و موفق آمیز بوده است. امید می رود که در چند سال آینده این روش پس از طی مراحل مختلف آزمایشگاهی در انسان به کار گرفته شود.

نوشته شده در یکشنبه چهاردهم مرداد 1386ساعت 15:29 توسط نانو |

توليد مواد شبه پليمري با نانوذرات

محققان آمريكايي طبقه جديدي از مواد به نام نانوپليمرها درست كرده‌اند كه اولين هم ارزهاي نانومقياس پليمرها به شمار مي‌روند. اين كار توسط Francesco Stellacci و همكارانش در پژوهشگاه فناوري ماساچوست (MIT) انجام شد. آنها ابتدا نقايصي در دو ناحيه روبروي هم روي سطح نانوذرات كروي شكل ايجاد کردند. سپس ذرات دو ظرفيتي حاصل به صورت يك فيلم ساده به هم متصل ‌شدند.
نانوذرات مي‌توانند به عنوان واحدهاي سازنده براي ساخت گونه‌هاي مختلف مواد نظير ابربلورها يا مايعات يوني به كار روند ولي قادر نيستند مانند اتم‌ها و مولكول‌ها در جهت‌هاي ويژه به هم متصل شوند. به اين دليل است كه نانوذرات عموماً به منظور جلوگيري از رشد بيشتر و خوشه‌اي شدن توسط يك لايه پوشانده مي‌شوند. سطح خارجي يكنواخت آنها سبب مي‌شود تا آنها نتوانند در جهات ويژه و كنترل شده بهم متصل شوند.

شكل 1- شمايي از يك زنجيره ذرات طلاي پوشيده شده با حلقه‌هايي از مولكول‌هاي تركيب متناوبي، كه مولكول‌هاي اتصال‌دهنده در قطب‌ها قرار گرفته‌اند.

Stellacci و همكارانش روشي براي غلبه بر اين مشكل ابداع كردند. اين پژوهشگران تقارن نانوذرات كروي را با اتصال دوليگاند متفاوت نظير تيول، به دو قطب آنها از بين بردند. ليگاندهاي يك نانوذره براي اتصال به ليگاندهاي نانوذره ديگر آزادند و مي‌توانند به طور زنجيروار بهم متصل ‌شوند و هم ارزهاي نانومقياس پليمرها را تشكيل دهند (شكل‌هاي 1 و 2) اين واكنش زنجيري كه تنها چند ساعت طول مي‌كشد بسيار شبيه روشي است كه طي آن مونومرهاي نايلون به صورت يك زنجير پليمري درمي‌آيند.

شكل 2- از ذرات موج‌دار تا زنجير‌هاي نانوپليمري. (A) يك ديد از كنار (B) يك ديد از بالاي ذره موج‌دار كه نشان مي‌دهد دو نقص قطبي براي تناوب حلقه‌هاي هم‌مركز لازم هستند. (C) توصيف شماتيكي از واكنش تشكيل زنجير.

اين دانشمندان نتايج خود را با گرفتن تصاوير TEM از زنجيرهاي نانوذره‌اي اثبات كردند. تعداد نانوذرات در هر زنجير به طور گسترده‌اي متفاوت است و بيشترين مقدار شمارش شده 50000 نانوذره در طول يك زنجير است. برخي زنجيرها حتي يك فيلم پيوسته به مساحت يك سانتيمتر مربع و ضخامت 60 ميكرون توليد كردند. كاربرد اصلي اين تحقيق در توليد گروه جديدي از مواد به نام نانوپليمر با خواص جديد نظير تخلخل كنترل شده در مقياس نانومتر است. اين پليمرها همچنين امكان بررسي بنيادي خواص مواد را فراهم مي‌كنند.
اين محققان نتايج كار خود را در مجله Science منتشر كرده‌اند.

نوشته شده در پنجشنبه بیست و یکم تیر 1386ساعت 19:18 توسط نانو |

پنجره هاي هوشمند

تصور كنيد كه در یکی از گرمترین روزهای آفتابی در تابستان، نور خورشيد مستقیما به اتاق شما می تابد و هیچ راه گریزی به جز استفاده از پنجره هايی با شیشه های دودي برای متعادل تر کردن گرما و نور اتاق ندارید. همچنین دوست دارید تا تنها زمانی که نور شدت دارد شیشه درست مانند عینک های فتوکرومیک دودی شوند.
امروزه این کار با استفاده از الكتروکروماتيك ها انجام مي شود كه موادي هستند كه رنگ آنها در اثر جريان الكتريكي تغيير مي کنند. جريان الكتريسته با ايجاد واكنش شيميايي سبب تغییرات خصوصيات مواد می شود و کاری می کند تا آنها نور را جذب يا منعكس كنند. امروزه از صنعت الكترونيك در ساخت اين نوع از شیشه های پنجره استفاده می شود.
زمانی که نور خورشيد به شيشه ها می تابد جريان الکتريکی برقرار و سبب مي شود تا يونها از لايه ذخيره يوني به سمت لايه هدايت يوني حركت کرده به لايه الكتروكروماتيكي رجعت کنند و شيشه را کدر و تیره نمایند. با قطع الكتريسته فرایند برعكس عمل کرده شيشه مجدداً شفاف مي‌شود. يكي از ويژگی مواد الكتروكروماتيكی قابليت تنظيم آنهاست به طوري كه مي توان شدت كدري آنها را با تغيير مقدار جريان تنظيم كرد.

NTERA يك شركت لهستاني است که توسط كالج دانشگاهي دوبلين تاسيس شده است و راه حلي براي اين مورد يافته است. آنها موفق به ساخت نمايشگرهاي نانوكروماتيك شده اند. اساس این نمایشگرها درست مانند آنچه در الكتروكروماتيكها شرح داده شد می باشد با این تفاوت که در ساخت آنها از فناوری نانو استفاده شده است. نانوکروماتیکها داراي ذراتی در مقياس نانو هستند كه مي توانند به سرعت روشن و خاموش شوند. پايداري دو طرفه فرآیند سبب می شود که در مصرف انرژي نیز صرفه جويي شود. در این نوع از نمايشگرها از دي اكسيد تيتانيوم (ماده شيميايي كه سبب سفيد شدن كاغذ مي‌شود) استفاده شده كه كانتراست خوبي دارد. این نوع از نمایشگرها در آینده ای نه چندان دور جایگزین نمایشگرهای فعلی شده و تحول عظیم در دنیای تلویزیون و نمایشگرها ایجاد می کند.

نوشته شده در جمعه هشتم تیر 1386ساعت 0:52 توسط نانو |

منسوجات مقاوم در برابر مواد شیمیایی

محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی، پیشرفت‌های چشمگیری در توسعة روش‌های مبتنی بر فناوری نانو برای لایه‌های منسوجات هوشمند داشته‌اند، که نه تنها خواص و کارآیی‌های اولیه و ایمنی نظامی بدون از دست رفتن سهولت استفاده را دارا می‌باشند، بلکه می تواند طیف وسیعی از کاربردهای دیگر را نیز داشته باشند.
دکتر "هاینستروزا" استادیار دانشکدة مهندسی نساجی، شیمی و علوم این دانشگاه، در زمینة توسعة منسوجات مقاوم شیمیایی با اتصال نانولایه‌ها به الیاف طبیعی، پیش قدم بوده است.
این لایه‌ها که فقط 20 نانومتر، ضخامت دارند و از پلیمرهای گوناگونی ساخته شده‌اند، قادرند اشیائی را که از لایه‌ها می‌گذرند کنترل کنند. این فرآیند، انتقال انتخابی نامیده می‌شود.
وی افزود:‌"این لایه‌ها برای اهداف شیمیایی مختلفی ساخته‌ شده‌اند. ما می‌توانیم به طور خاص مواد شیمیایی جنگی نظیر گاز اعصاب یا خردل یا مواد شیمیایی صنعتی را در این لایه‌ها مسدود یا گرفتار کنیم در حالیکه هنوز هم هوا و رطوبت می‌توانند از این پارچه عبور کنند و تنفس را امکان‌پذیر نمایند."
مواد شیمیایی زمانی‌که با پلیمرهای الیاف پیوند می‌خورند (می‌چسبند)، مسدود و گرفتار خواهند شد و این مواد پلیمری در حقیقت از مواد جاذب افزودنی‌های شیمیایی ساخته شده‌اند.
این پارچه را می‌توان در پوشاک و البسه‌ای که سطح محافظت بالایی دارند، به کار برد. می‌توان صدها نانولایه را به یک لیف بدون تأثیرگذاری بر کاربرد آسانش متصل کرد. این ایده در صنایع نیمه هادی نیز آزمایش شده است، اما تاکنون به ساخته‌های انعطاف پذیر متصل نشده‌‌اند.
نانو لایه‌ها بوسیلة نیروی الکترواستاتیکی، شبیه آنچه که آهن‌ربا بسته به میزان شارژ الکترومغناطیسی جذب می‌کند، به الیاف طبیعی می‌چسبند.
موارد گوناگونی جهت کاربرد این فناوری در تولید منسوجات هوشمند وجود دارد: مانند دستکش‌هایی با پوششی از داروهای ورم مفاصل، یونیفرم‌های نظامی پوشیده شده با لایه‌های ضد باکتری جهت ممانعت از سرایت بیماریهای ناشی از جراحت، صفحات ضد باکتری برای تخت‌خوابهای موجود در زیر دریایی‌ها جهت ممانعت از گسترش بیماری و لباس‌های محافظ مناسب در مقابل چندین مادة شیمیایی و میکروبی جنگی.
دیگر کاربردهای این فناوری شامل پارچه‌های پوشیده شده با پلی الکترولیت‌های ضد خارش و نیز دستمال‌های پوشیده شده با داروهای ضد حساسیت می‌باشد.

نوشته شده در جمعه بیست و پنجم خرداد 1386ساعت 0:17 توسط نانو |

محلول های مغناطیسی نانو

محلول‌های مغناطیسی یکی از شاخه‌های فناوری نانو است که کمتر از دیگر شاخه‌های نانو به آن پرداخته شده‌است، ولی به تازگی کاربردهای جدیدی برای آن یافت شده است.
محلول‌های مغناطیسی (Ferro fluid) از ذرات بسیار ریز کلوییدی ( درحدود100 - 10 نانومتر ( m 9- 10) ) از جنس فلزاتی که خاصیت مغناطیسی دارند(مانند آهن و کبالت) به حالت سوسپانسیون در مایعی ، ساخته میشوند . پخش‌ کردن ذرات در مایع را می توان به کمک یک واکنش شیمیایی انجام ‌داد. ذرات پخش شده در مایع به علت ریز بودن به صورت کلوئیدی هستند ولی پس از گذشت مدت زمان نسبتاً کوتاهی به هم پیوسته و ذرات بزرگتری را تشکیل می‌دهند ، که در ا ین صورت حالت کلوییدی آن از بین رفته ، ذرات در محلول ته ‌نشین شده و خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند .
هر قدر که ذرات ریزتر باشند ، محلول خاصیت مغناطیسی بهتری از خود نشان می‌دهد. به این علت است که در هنگام تولید ، موادی با نام " سورفاکتانت " به محلول اضافه می‌شود که روی دیواره‌های آن را می پوشاند و مانع از به هم پیوستن و بزرگ شدن ذرات می‌شود و ذرات با گذشت زمان خاصیت خود را از دست نمی‌دهند.
یک Ferro fluid معمولی ، از %5 جامد مغناطیسی ، %10 سورفاکتانت و % 85 مایع تشکیل شده است. در عصر حاضر نانو تکنولوژی خدمت بسیاری به بشر کرده‌است . در شیمی ، در فیزیک و . . . همچنین در زمینه‌های پزشکی که با ساخت وسایل گوناگون در زمینه‌ی درمان ، انسانها را یاری کرده‌ است . نظریا تی وجود دارد مبنی بر اینکه به کمک این محلول می ‌توان کپسولهایی ساخت و دا روهایی را که برای بخشی از بدن مضر و برای بخشی دیگر مفید است ، به راحتی به محل مورد نظر برسانیم . با این روش که کپسولهایی از این جنس را پراز داروی مورد نظر کنیم و به وسیله‌ی آهنربا به محل مورد نظر برسانیم و در آنجا آنرا تخلیه کنیم .
در چند ساله‌ی اخیر دانشمندان به این عقیده رسیده‌اند که به کمک وارد کردن ا ین محلول به بدن می‌توان سلولهای سرطانی و یا ویروسها ( مثلا ایدز) را از بدن خارج کرد، به صورتی که ا ین ماده آنتی بادی (Anti body) موجود در خون را ( به وسیله بار مثبت آنها ) جذب کرده و آنتی بادی ها هم ویروسها را جذب میکنند که با خارج کردن Ferro fluid به وسیله آهنربا میتوان ویروسها را خارج کرد. ولی متأسفانه هنوز به مرحله‌ی عملی نرسیده‌است.
به غیر از استفاده‌های پزشکی ذکر شده در بالا استفاده‌های صنعتی هم برای این ماده ذکر شده‌است. مثلا در چیپهای مخصوص برای حرکت دا دن یک سیال مشکلاتی وجود دارد چون موتورهایی در آن اندازه‌ی ریز وجود ندارد و اگر هم وجود دارد بسیار پرهزینه است. اما با اضافه کردن مقداری از ا ین محلول به آن سیال می‌توان با نیروی مغناطیسی آن سیال را به حرکت در آورد. مورد دیگر استفاده از این ماده در بلند گو های پر قدرت است .این محلول خاصیت خود را در دماهای بالا ، مثلا در °C 200 یا در دماهای پایین ، مثلا در °C 50- و یا در برابر امواج هسته ای حفظ می کند .

نوشته شده در جمعه یازدهم خرداد 1386ساعت 2:48 توسط نانو |

نانوتكنولوژي در صنايع نيمه‌هادي

صنايع نيمه‌هادي در سير تكامل خود در حال رسيدن به نقط‌هاي است كه توانايي آن براي توليد نقاط كوچكتر با مشكلاتي جدي همچون اثرات كوانتومي و نوسانات سطوح اتمي روبرو خواهد شد. مشكلات ديگر در راه پيشرفت CMOS عبارتند از مصرف بالا، اتلاف حرارت و هزينه بسيار بالاي ساخت. اين مسائل در آينده مانعي سخت براي توليد نيمه‌هادي‌هاي كارآمد خواهد بود. به گفته NanoMarkets ، نانوتكنولوژي به ادامه پيشرفت و توليد CMOS كمك خواهد كرد و همچنين فناوري‌هاي جديد را قادر خواهد ساخت تا گوي سبقت را در جلب رضايت بازار از CMOS بربايند.غول‌هاي بزرگ صنعتي همچون فري‌اسكيل ‌، آي‌بي‌اِم، اينفينئون و اينتل پشتوانة مهمي براي نانوحافظه‌ها به حساب مي‌آيند. يك گزارش جديد از NanoMarkets بيانگر اين مطلب است كه همان‌طوركه روش‌هاي كنوني ليتوگرافي به پايان راه خود رسيده‌اند، ابزار‌هايي كه براي توسعه، توليد و آزمايش CMOS به كار مي‌روند، نيز بايد بر پاية نانوتكنولوژي طرح‌ريزي گردند. پرتوافكن مستقيم الكترونيكي كه در توليد ASIC به كار مي‌رود، نمونه‌هاي از ابزاري است كه به كمك نانوتكنولوژي بوجود آمده‌است. اما نانوماركتز معتقد است كه كاربرد واقعي نانوتكنولوژي در توليد محصولات جديد، با توجه به خصوصيات مواد مقياس نانو مي‌باشد. بخش‌هايي از صنعت نيمه‌هادي كه بيشترين تأثير نانوتكنولوژي در آنها ديده مي‌شود خارج از مقوله CMOS قرار دارند. به گفته نانوماركتز اين موضوع در موارد زير به وضوح ديده مي‌شود. حافظه غيرفرار: حافظه غيرفرار يكي از عوامل تقويت محاسبات سيار است. اما با توجه به اينكه حجم و سرعت فناوري Flash محدود مي‌باشد، حافظه‌هاي جديد كه در طراحي آنها از نانوتكنولوژي بهره گرفته شده است، كارايي بهتري را از خود نشان داده‌اند. FRAM و MRAM نمونه‌هايي از اين نوع حافظه‌ها هستند. الكترونيك پليمري: سوني، زيراكس و سايرين آماده‌اند كه محصولات الكترونيك لايه نازك را وارد بازار كنند. الكترونيك پليمري، برخلاف CMOS، از خصوصيات حرارتي بسيار خوبي برخوردار است و هزينه‌ توليد در حجم كم را پايين مي‌آورد. اين خصوصيات امكان توليد محصولات جديدي را به وجود مي‌آورد. در سال 2006 نمايشگر‌هاي بزرگ رولي و همچنين برچسب‌هاي RFID با قيمت پايين توليد خواهد شد كه امكان استفاده از آنها براي اجناس يك‌بار‌مصرف فراهم خواهد شد نانوحسگر: نانوحسگرها نسبت به رقباي خود از آستانه تشخيص بسيار پايين‌تري برخوردارند. آنها قادرند در زمينه كشف امراض بيولوژيك نقش مهمي را ايفا كنند. به گونه‌اي كه در مورد اعلام وجود سرطان، از سرعت بسيار زيادي برخوردارند

گزارش NanoMarkets بيانگر اين مطلب است كه نانوتكنولوژي به‌زودي مي‌تواند در مديريت حرارتي و اتصالات داخلي پر‌سرعت، به ميزان قابل‌توجهي كمك نمايد. در زمينه اتصالات داخلي پرسرعت مي‌توان از نانولوله‌ها استفاده نمود زيرا توانايي آنها در انتقال جريان از مس خيلي بيشتر است و مي‌توان آنها را به روش‌هاي قابل انطباق با CMOS‌ها رشد داد (اينفينئون در سال 2002 اين قابليت را نشان داد). از نانولوله‌ها مي‌توان خنك‌كننده‌هاي بسيار خوبي براي رفع مشكلات حرارتي ساخت (همانند قطعاتي كه اينتل از سال 2002 به بعد به كارشان گرفت) و يا مي‌توان با ايجاد جرقه بين آنها جرياني از هواي خنك توليد نمود از اين گزارش چنين نتيجه گرفته مي‌شود كه فرصت‌هاي قابل توجهي در نانوالكترونيك وجود دارد.به‌گونه‌اي كه در سال 2006 نانوحافظه‌ها به تنهايي 1/3 ميليارد دلار سودآوري خواهند داشت. همان‌گونه كه در بالا توضيح داده‌شد، اين امر هم‌اكنون در قالب روش‌هاي جديد براي تكميل CMOSها آغاز شده‌است. اين گزارش نشان مي‌دهد كه سازندگان نيمه‌هادي‌ها از هم‌اكنون بايد به فكر طرح ريزي براي به‌كارگرفتن نانوتكنولوژي در توليدات خود باشند. در غير اين‌صورت بايد از دست دادن توليدات بزرگ آينده را بپذيرند، كه البته پذيرفتن اين ريسك بسيار دور از ذهن به‌نظر مي‌رسد

نوشته شده در یکشنبه شانزدهم اردیبهشت 1386ساعت 14:24 توسط نانو |

نوشته هاي پيشين نانو تكنولوژي

دوستان نانو

بيننده هاي نانو

طراح قالب