سفارش تبلیغ
صبا
بسا یک خوردن که مانع شود لذّت از خوردنیها را بردن . [نهج البلاغه]
وبلاگ تخصصی فیزیک
پیوندها
آقاشیر
وبلاگ شخصی محمدعلی مقامی
* مطالب علمی *
.: شهر عشق :.
ایساتیس
جملات زیبا
تعقل و تفکر
دکتر رحمت سخنی
بیگانه ، دختری در میان مردمان
تا ریشه هست، جوانه باید زد...
اس ام اس عاشقانه
خاطرات خاشعات
اس ام اس سرکاری اس ام اس خنده دار و اس ام اس طنز
وسوسه عقل
پرهیزکار عاشق است !
فروش و تعمیر موبایل در استان یزد
آموزش
وبلاگ تخصصی کامپیوتر
هک و ترفند
فروش و تعمیر موبایل در استان یزد
انجمن فیزیک پژوهش سرای بشرویه
عاشقان خدا فراری و گریزان به سوی عشق و حق®
وبلاگ عشق و محبت ( اقا افشین)
باید زیست
دست نوشته های دو میوه خوشمزه
در دل نهفته ها
روزگاران(حتما یه سری بهش بزن ضرر نمی کنی)
فقط برای ادد لیستم...سند تو ال
تجربه های مدیریت
سولات تخصصی امتحان دکترا دانشگاه آزاد
سولات تخصصی امتحان دکترا دانشگاه آزاد
ارزانترین و بزرگترین مرکز سوالات آزمون دکترا
عکس و اس ام اس عشقولانه
دانلود نرم افزار های روز دنیا
شاهرخ
مکانیک هوافضا اخترفیزیک
مکانیک ، هوافضا ،اخترفیزیک
وبلاگ تخصصی فیزیک و اختر فیزیک
وبلاگ تخصصی فیزیک جامدات
همه با هم برای از بین نرفتن فرهنگ ایرانی
انتخاب
فیزیک و واقعیت
ترجمه متون کوتاه انگلیسی
دنیای بیکران فیزیک
آهنگ وبلاگ

پژوهشگران در روشی ساده‌تر از روش تغییرات حرارتی، توانستند با تاباندن پرتوهای رنگی نور به محلول نقره، نانوذرات نقره را به شکل میله، مثلث، 6ضلعی، 12ضلعی و دایره درآورند و ذرات یک‌دست‌تری بدست آورند.

ابوالفضل کریمی: چه تعداد شیمی‌دان لازم است تا رنگ لامپ ال.ای.دی را تغییر بدهیم ؟دو نفر! اما دو نفر از همین شیمی‌دان‌ها نشان داده‌اند که می‌توان با انتخاب رنگ، شکل نانوذرات محلول نقره را تغییر داد.

به گزارش نیوساینتیست، کوین استمپلکوسکی و جوآن اسکایانو از دانشگاه اوتاوا واقع در کانادا توانسته‌اند با تاباندن نورهای سبز، قرمز، نارنجی، بنفش و آبی به محلول یون نقره، ذرات نقره را به ترتیب به شکل‌های شش ضلعی، میله‌ای، مثلثی، کروی یا دوازده وجهی درآورند.

انتخاب شکل نانوذرات بسیار مهم است، زیرا به این وسیله می‌توان خصوصیات آنها را تغییر داد. برای مثال نانوذرات نقره برای ساخت پارچه‌های ضد باکتری به کار می‌رود و ذرات مثلثی شکل، کشنده‌ترین نوع را تشکیل می‌دهند.

تغییر شکل ساده
استمپلکوسکی و اسکایانو از محلول نیترات نقره با دو ماده افزودنی استفاده کردند. یکی از آنها شکل‌دهی ذره را آغاز می‌کند، در حالی‌که دیگری از بزرگ‌شدن بیش از حد آنها جلوگیری می‌کند.

این ذرات با استفاده از نور فرابنفش به وجود می‌آیند که باعث می‌شود ذرات کوچک نقره که هر کدام 3 نانومتر از یکدیگر فاصله دارند، در محلول ته‌نشین شوند. تغییر دادن رنگ ال.ای.دی به یک فرکانس مشخص برای 24 ساعت باعث می‌شود این نانوذرات به شکل دلخواه و با فاصله بین 50 تا 200 نانومتر از یکدیگر در بیایند.

نانو

اما چرا تابش نور باید منجر به تغییر شکل این نانوذرات شود؟ نورهای رنگی، میدان الکترومغناطیسی در اطراف ذرات نقره به وجود می‌آورند که باعث می‌شود آن‌ها به نزدیک‌ترین همسایه خود بچسبند.

استامپلکوسکی در این باره گفت: «نور باعث شکل‌دهی ذراتی می‌شود که طول‌موج مشخصی دریافت می‌کنند و این پروسه تا زمانی که همه ذرات این نور جذب شده را به اشتراک بگذارند، ادامه پیدا خواهد کرد».

هر رنگ خاص، میدان الکترومغناطیسی خاصی را القا می‌کند که باعث می‌شود نانوذرات به یک شکل مشخص در کنار یکدیگر قرار بگیرند. این بدان دلیل است که انرژی نورانی جذب شده به گرما تبدیل می‌شود و این ذرات را به شکل معینی در جای خود تثبیت می‌کند. از آن‌جاکه ذرات، نور را در فرکانس معینی جذب می‌کنند، رنگ محلول نیز تغییر می‌کند؛ برای مثال 12 ضلعی‌ها نور آبی را جذب می‌کنند و درنتیجه، محلول به رنگ زرد پرتغالی (یعنی مکمل آن) درمی‌آید.

استمپلکوسکی می‌گوید: «روش فعلی برای شکل دادن به نانوذرات نقره، گرم کردن آنها در یک دمای مشخص است. اما تغییر دادن ناگهانی دمای محلول دشوار است و این روش باعث به وجود آمدن مخلوطی از شکل‌های گوناگون می‌شود. این درحالی است که تغییر پرتوهای رنگی آسان‌تر است و می‌تواند نتیجه یکنواخت‌تری به ما بدهد».

تیم جورج شاتز از دانشگاه نورث‌وسترن در ایلی‌نوی آمریکا، اولین شخصی بود که نشان داد نور می‌تواند باعث تغییر رشد ذرات نقره شود. اما او می‌گوید: «این موضوع که شما می‌توانید با استفاده از این روش شکل ذرات را تغییر دهید، بسیار هیجان‌انگیز است. نانوذراتی که شکل و ابعاد دقیقی داشته باشند، در سنجش و تشخیص پزشکی مورد توجهند».

جان کلی، نور-شیمی‌دان در ترینیتی کالج دوبلین واقع در ایرلند که در زمینه نانوذرات نقره نیز فعالیت می‌کند، در این باره گفت: «به دلیل این‌که این روش با نور کار می‌کند، می‌توان آن را در دمای اتاق یا حتی پایین‌تر به کار برد».

منبع : خبر آنلاین

ارسال کننده : عطیه عباسی


کلمات کلیدی: نانو تکنولوژی


نوشته شده توسط مهدی 90/1/3:: 1:19 عصر     |     () نظر

زمان ظهور نانوسرامیک‌ها را می‌توان دهه 90 میلادی دانست. در این زمان بود که با توجه به خواص بسیار مطلوب پودرهای نانوسرامیکی، توجهاتی به سمت آنها جلب شد، اما روشهای فرآوری آنها چندان آسان و مقرون به‌صرفه نبود. با پیدایش نانوتکنولوژی، نانوسرامیک‌ها هرچه بیشتر اهمیت خود را نشان دادند. در حقیقت نانوتکنولوژی با دیدگاهی که ارائه می‌کند، تحلیل بهتر پدیده‌ها و دست‌یافتن به روشهای بهتری برای تولید مواد را امکان‌پذیر می‌سازد.
شکل‌گرفتن علم و مهندسی نانو، منجر به درک بی‌سابقه اجزای اولیه پایه تمام اجسام فیزیکی و کنترل آنها شده‌است و این پدیده به‌زودی روشی را که اغلب اجسام توسط آنها طراحی و ساخته می‌شده‌اند، دگرگون می‌سازد. نانوتکنولوژی توانایی کار در سطح مولکولی و اتمی برای ایجاد ساختارهای بزرگ می‌باشد که ماهیت سازماندهی مولکولی جدیدی خواهندداشت و دارای خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی جدید و بهتری هستند. هدف، بهره‌برداری از این خواص با کنترل ساختارها و دستگاهها در سطوح اتمی، مولکولی و سوپرمولکولی و دستیابی به روش کارآمد ساخت و استفاده از این دستگاهها می‌باشد.
هدف دیگر، حفظ پایداری واسط‌ها و مجتمع‌نمودن نانوساختارها در مقیاس میکرونی و ماکروسکوپی می‌باشد. همیشه با استفاده از رفتارهای مشاهده‌شده در اندازه‌های بزرگ، نمی‌توان رفتارهای جدید در مقیاس نانو را پیش‌بینی کرد و تغییرات مهم رفتاری صرفا" به‌خاطر کاهش درجه بزرگی اتفاق نمی‌افتند، بلکه به دلیل پدیده‌های ذاتی و جدید آنها و تسلط‌یافتن در مقیاس نانو بر محدودیتهایی نظیر اندازه، پدیده‌های واسطه‌ا‌ی و مکانیک کوانتومی می‌باشند.
نانوسرامیک‌ها :
نانوسرامیک‌ها، سرامیک‌هایی هستند که در ساخت آنها از اجزای اولیه در مقیاس نانو (مانند نانوذرات، نانوتیوپ‌ها و نانولایه‌ها) استفاده شده‌باشد، که هرکدام از این اجزای اولیه، خود از اتمها و مولکولها بدست آمده‌اند. بعنوان مثال، نانوتیوپ یکی از اجزای اولیه‌ا‌ی است که ساختار اولیه کربن c60 را تشکیل می‌دهد. به‌طور کلی فلوچارت سازماندهی نانوسرامیک به شکل زیر می‌باشد :
بنابراین مسیر تکامل نانوسرامیک‌ها را می‌توان در سه مرحله خلاصه کرد :
مرحله 1 : سنتز اجرای اولیه
مرحله 2 : ساخت ساختارهای نانو با استفاده از این اجزاء و کنترل خواص
مرحله 3 : ساخت محصول نهایی با استفاده از نانوسرامیک بدست‌آمده از مرحله دوم
ویژگیها :
ویژگیهای نانوسرامیک‌ها را می‌توان از دو دیدگاه بررسی کرد. یکی ویژگی نانوساختارهای سرامیکی، و دیگری ویژگی محصولات بدست‌آمده است.
ویژگیهای نانوساختارهای سرامیکی :
کوچک، سبک، دارای خواص جدید، چندکارکردی، هوشمند و دارای سازماندهی مرتبه‌ا‌ی.
ویژگیهای محصولات نانوسرامیکی :
خواص مکانیکی بهتر: سختی و استحکام بالاتر و انعطاف‌پذیری که ویژگی منحصربه‌فردی برای سرامیک‌هاست.
داشتن نسبت سطح به حجم بالا که باعث کنترل دقیق بر سطح می‌شود.
دمای زینتر پایین‌تر که باعث تولید اقتصادی و کاهش هزینه‌ها می‌گردد.
خواص الکتریکی، مغناطیسی و نوری مطلوب‌تر: قابلیت ابررسانایی در دماهای بالاتر و قابلیت عبور نور بهتر.
خواص بایویی بهتر (سازگار با بدن).
کاربردها :
نانوتکنولوژی باعث ایجاد تحول چشمگیری در صنعت سرامیک گشته‌است. در این میان نانوسرامیک‌ها، خود باعث ایجاد تحول عظیمی در تکنولوژی‌های امروزی مانند الکترونیک، کامپیوتر، ارتباطات، صنایع حمل‌ونقل، صنایع هواپیمایی و نظامی و … خواهندشد. برخی کاربردهای حال و آینده نانوسرامیک‌ها در جدول زیر آمده‌است.آینده حال زمان نانوساختارها
نانوروکش‌های چندکارکردی رنگ‌دانه‌ها پولیش‌های مکانیکی-شیمیایی حایل‌های حرارتی حایل‌های اپتیکی (UV و قابل رؤیت) تقویت Imaging مواد جوهرافشان دوغاب‌های روکش ساینده لایه‌های ضبط اطلاعات پوشش‌ها و دیسپرژن‌ها
سنسورهای ویژه مولکولی ذخیره انرژی
(پیل‌های خورشیدی و باطری‌ها) غربال‌های مولکولی مواد جاذب و غیرجاذب داروسازی کاتالیست‌های ویژه پرکننده‌ها سرامیک‌های دارای سطح ویژه بالا
نوارهای ضبط مغناطیسی قطعات اتومبیل فعال‌کننده‌های پیزوالکتریک نیمه‌هادی‌ها لیزرهای کم‌ پارازیت نانوتیوپها برای صفحه نمایشهای وضوح بالا هدهای ضبط GMR
نانوابزارهای عملگر
شکل‌دهی سوپرپلاستیک سرامیکها مواد ساختاری فوق‌العاده سخت و مستحکم سرماسازهای مغناطیسی سیمان‌های انعطاف‌پذیر مواد مغناطیسی نرم با اتلاف کم ابزارهای برش WC/Co با سختی بالا سیمان‌های نانوکامپوزیت سرامیک‌های تقویت‌شده
«الگوریتم ها» و «تراشه» های کوانتومی
محاسبات کوانتومی یک زمینه جدید و امیدوارکننده با قابلیت بالقوه بالای محاسباتی است، اگر در مقیاس بزرگ ساخته شود. چندین چالش عمده در ساخت رایانه کوانتومی بزرگ مقیاس، وجود دارد: بررسی و تصدیق محاسبات و معماری سیستم آن.
قدرت محاسبات کوانتومی در قابلیت ذخیره‌سازی یک حالت پیچیده در قالب یک "بیت" ساده نهفته است.
روش‌های نوینی به منظور ساخت مدارهای منطقی سطح پائین، سوئیچ‌کننده‌ها، سیم‌ها، دروازه‌های اطلاعاتی، تحت پژوهش و توسعه قرار گرفته‌اند که کاملاً متفاوت از تکنیک‌های حاضرند و به طور عمیقی ساخت مدارهای منطقی پیشرفته‌ را تحت تأثیر قرار می‌دهند. از برخی از دیدگاه‌ها، در آینده‌ای نزدیک، در حدود 20 سال آینده، طراحان مدارهای منطقی ممکن است به مدارهائی دسترسی پیدا کنند که یک بیلیون بار از مدارهای حال حاضر سریعترند.
مسائلی نظیر طراحی، بکارگیری،‌ تعمیر و نگهداری و کنترل این ابرسیستم‌ها به گونه‌ای که پیچیدگی بیشتر به کارآئی بالاتری منتهی شود، زمانی که سیستم‌های منطقی شامل 107، سوئیچ باشد،مهم است. به سختی ممکن است که آنها را به طور کامل و بی‌نقص،‌ بسازیم، بنابر این رسیدگی و اصلاح عملگرهای شامل بررسی هزاران منبع خواهد بود. از این رو طراحی یک سیستم با فضای حداقل، حداقل هزینه در زمان و منابع، یک ارزش است. چنین سیستمی می‌تواند در قالب "توزیع یافته"، "موازی" ویا در یک چهارچوب "سلسله مراتبی" قرار گیرد.
سخت‌افزارها و مدارهای منطقی راه درازی را پیموده‌اند. ترانزیستورهای استفاده شده در یک مدار ساده CPU چندین میلیون بار کوچکتر از ترانزیستور اصلی ساخته شده درسال 1947 است. اگر یک ترانزیستور حال حاضر با تکنولوژی 1947 ساخته شود نیازمند یک کیلومتر مربع سطح می‌باشد (قانون مور)، در حالی که در 10 الی 20 سال آینده تکنولوژی موفق به گشودن راهی جهت تولید مدارهای منطقی 3 بعدی خواهد شد.
در این میان، چندین پرسش سخت و پژوهشی که در آکادمی‌ها وصنعت به آن پرداخته می‌شود وجود دارد:
گرفتن پیچیدگی‌ها در تحلیل روش‌های تولید SWITCH ،در روش‌های متولد شده به منظور مدل‌سازی چگونگی کارآئی آنها، در مدارهای منطقی مورد نیاز مهندسان، و امتیازات روش‌های نوین فناورانه بر روش های کلاسیک.
لحاظ کردن ملاحظاتی مبنی بر تعداد سوئیچ‌ها در واحد سطح و حجم در درون ابزار (گنجایش)، تعداد نهائی سوئیچ‌ها در درون ابزار (حجم)، شرایط حدی عملگرها، سرعت عملگرها، توان مورد نیاز، هزینه تولید و قابلیت اعتماد به تولید و دوره زمانی چرخه عمر آن.
پاسخ این تحلیل ها جهت پژوهش‌ها را به سمت روش‌های بهتر تولید سوییچ، هدایت خواهد کرد. ودر نهایت یافتن این که چگونه یک روش ویژه در بهترین شکلش مورد استفاده قرار خواهد گرفت و نیز تحلیل و تباین روش‌های مختلف تولید.
حرکت به سمت طراحی ظرفیت ابزار، جهت استفاده مؤثر از 1017 ترانزیستور یا سوئیچ است. چنین طراحی‌هائی در مقیاس‌های مطلوب ، حتی بی‌شباهت در مقایسه با افزایش ظرفیت ابزارها خواهد بود.
طراحی‌های قویتر و ابزارهای بررسی قوی‌تر به منظور طراحی "مدارهای منطقی" با چندین مرتبه مغناطیسی بزرگتر و پیچیده‌تر.
طراحی پروسه‌های انعطاف‌پذیرتر جهت مسیر تولید از مرحله طراحی منطقی،‌ آزمایش و بررسی، تا بکارگیری در سخت‌افزار.
پروسه‌ها می‌بایستی به قدری انعطاف‌پذیر باشند که:
الف) توسعه اشتراکی درطراحی، آزمایش و ساخت ،به گونه‌ای که هیچ یک از این گام‌ها تثبیت شده نباشد.
ب) توسعه طراحی، و بررسی به منظور کاوش یک روش نوین ساخت با هدف تقویت نقاط قوت و کم کردن نقاط ضعف .هر نوع از سیستم نانویی که توسط طراحان ساخته می‌شود می‌بایستی صحت عملکرد آن تضمین شود.
شاخص مقیاس حقیقی و لایه‌های افزوده شده نامعین در سیستم‌های نانوئی،‌ نیازمند انقلاب در طراحی سیستم‌ها و الگوریتم‌ها است. روش‌هائی که در زیر معرفی می‌شود، الگوریتم‌هائی هستند که به صورت بالقوه قادرند مسأله پیچیدگی محاسبات را کاهش دهند.
1) بررسی مقیاسی سیستم‌های نانوئی:
مانع بزرگی به نام« بررسی چند میلیون ابزار نانومقیاس»، نیاز به روش‌های انقلابی به منظور بررسی سیستم‌هائی که ذاتاً بزرگتر، پیچیده‌تر و دارای درجات نامعینی پیچیده‌تری هستند، را روشن می‌کند. در ابتدا مروری کوتاه خواهیم داشت بر ضرورت "آزمایش مدل."[1]
آزمایش مدل از روش‌های پذیرفته شده و رسمی در حوزه بررسی روش‌های ساخت است. این حوزه شامل کاوش فضای طراحی است به منظور دیدن این نکته که خواص مطلوب در مدل طراحی شده حفظ شده باشد، به گونه ای که اگر یکی ازاین خواص، مختل شده باشد،‌ یک""Counter Example تولید شود. Model Checking Symbolic بر مبنای [2]ROBDDها یک نمونه از این روش‌ها است.
بهرحال، BDDها به منظور حل مسائل ناشی از خطای حافظه بکار گرفته می‌شوند و برای مدارات بزرگتر با تعداد حالات بزرگتر و متغیرتر مقیاس پذیر نمی‌باشند.
دو روش عمده برای حل این مسأله وجود دارد:
یک روش حل مبتنی بر محدود کردن آزمایش کننده مدل[3] به یک مدار unbounded، است که به نام "unbounded model checking" یا UMC نامیده می‌شود،‌ به گونه‌ای که خواص آزمایش شده به تعداد دلخواه از Time-Frame" "ها وابستگی ندارد.
روش دیگر مبتنی بر مدل "مدار محدود[4]" استوار است که به نام[5] BMC نامیده می‌شود در این روش بررسی مدل با تعداد ویژه و محدودی از Time-Frame" "ها صورت می‌گیرد.
ابتدا در مورد فرمولاسیون UMC که مبتنی بر "رسیدن به سرعت در مراتب مغناطیسی" است و به وسیله تکنیک‌های مقیاس پذیر"BMC" پیروی می‌شود،‌ بحث می‌کنیم و بالاخره این که چهارچوبی را برای بررسی و لحاظ کردن درجات نامعینی به سیستم، معرفی می‌کنیم.
2- "UMC" مقیاس‌پذیر:
مزیت"UMC" بر "BMC" در کامل بودن آن است. روش "UMC" می‌تواند خواص مدل را همانگونه که هست لحاظ کند زیرا این روش مبتنی بر قابلیت آزمایش به کمک نقاط ثابت است. عیب این روش در این است که""ROBDD کاملاً به مرتبه متغیرها حساس است. ابعاد BDD می‌تواند غیرمنطقی باشد اگر مرتبه متغیرها بد انتخاب شود. در پاره‌ای از موارد (نظیر یک واحد" ضرب") هیچ مرتبه متغیری به منظور رسیدن به یک ROBDD کامل که نمایشگر عملکرد مدار باشد،‌ وجود ندارد. به علاوه، برای خیلی از شواهد مسأله،‌ حتی اگر ROBDD برای روابط انتقال ساخته شود،‌ حافظه می‌تواند هنوز در خلال عمل کمیت‌گذاری، بترکد.
پژوهش‌های اخیر بر بهبود الگوریتم‌های BDD جهت کاهش انفجار حافظه استوار و استفاده از خلاصه نگاری و تکنیک‌های کاهش، جهت کاهش اندازه مدل، تمرکز یافته‌اند.
"SAT Solver"ها ضمیمه BDD ها می‌شوند. روابط انتقال یک سیستم در قالب K، Time-Frame"" باز می‌شود. "SAT" هابه ابعاد مسأله کمتر حساسند. اما به هر حال، SATها دارای یک محدودیت هستند و آن این که خواص یک مدار را با تعداد محدودی (K)، می‌سنجند.
اگر هیچ Countervecample در K، Time-Frame یافت نشد، هیچ تضمینی برای همگرائی حل مسأله وجود ندارد.
BMC"" در مقایسه با UMC"" مبتنی بر"BDD" ،کامل نمی‌باشد. این روش می‌تواند فقط "Counter Example"ها را بیابد و قادر به محاسبه خواص نمی‌باشد مگر آن که یک حد بر روی حداکثر اندازه Counter Example"" تعیین شود.
روشی برای ترکیب SAT-Solver و BDD به صورت فرمول CNF به کار گرفته شده است.


کلمات کلیدی: نانو تکنولوژی


نوشته شده توسط مهدی 89/10/8:: 4:51 عصر     |     () نظر

الماس از کربن خالص تشکیل شده و سیستم تبلور آن مکعبی ساده (Cubic) است. وزن مخصوص الماس g/cm 5 ضریب شکست آن 42/2 و سختی آن در مقیاس موس ، مساوی 10 است [14و15]. الماس دارای مصارف صنعتی و زینتی است. گرچه الماس بیشتر به عنوان بخش زینت شناخته می شود، ولی بیش از 80 درصد آن به مصارف صنعتی می‌رسد. مصارف عمده الماس در صنعت جهت برش مواد بسیار سخت نظیر فولادهای آلیاژی و کاربید تنگستن ، ساییدن ، اره کردن سنگ و بتون و حفاریها و بخش عمده ای هم بعنوان افزودنی به روغن های روان کننده و روان کاوها بکار می‌رود.

1- مقدمه
الماس از کربن خالص تشکیل شده و سیستم تبلور آن مکعبی ساده (Cubic) است. وزن مخصوص الماس 5 g/cm ضریب شکست آن 2/42 و سختی آن در مقیاس موس ، مساوی 10 است .
الماس دارای مصارف صنعتی و زینتی است. گرچه الماس بیشتر به عنوان بخش زینت شناخته می شود، ولی بیش از 80 درصد آن به مصارف صنعتی می‌رسد. مصارف عمده الماس در صنعت جهت برش مواد بسیار سخت نظیر فولادهای آلیاژی و کاربید تنگستن ، ساییدن ، اره کردن سنگ و بتون و حفاریها و بخش عمده ای هم بعنوان افزودنی به روغن های روان کننده و روان کاوها بکار می‌رود.
2- تقسیم بندی الماسها بر اساس مصارف صنعتی
• الماسها بر اساس مصارف صنعتی آنها به چهار گونه تقسیم می‌شوند.
• الماس صنعتی که به علت شکل و رنگ آن ، مصرف زینتی ندارد.
• الماس بورت که قطعه‌های کوچک و شکل نامناسب دارد.
• الماس کاربونادو که مخلوطی از الماس ، گرافیت و کربن بی‌شکل (آمورف) است.
• الماس بالاس
12/5 درصد الماس تولیدی جهان به مصرف ساخت مته‌های حفاری و چاله زنی می‌رسد.2/5 درصد دیگر هم از الماس تولیدی در ساختن ماشینهای برش و پولیش و 75 درصد دیگر به صورت پودر و یا مواد ساینده به مصرف می‌رسد. مصارف صنعتی الماس به اختصار شامل ، مته‌های الماسی ، مواد ساینده‌ها ، اره‌های الماسی ، لوازم دندانپزشکی و جراحی و دستگاههای برشی و پولیش می‌گردد.
پر مصرف‌ترین و معروف‌ترین روغن های روانکار، روغن‌های موتور هستند که علاوه بر کاهش اصطکاک بین قطعات و جلوگیری از سائیدگی قطعات موتور، وظایف دیگری چون خنک کردن موتور، گرفتن ضربه، انتقال ذرات ریز فلزات و گرد و خاک از داخل موتور به فیلتر روغن و جلوگیری از رسوب دوده در رینگ‌ها، ، سوپاپ‌ها و غیره و تمیز نگاه داشتن قطعات موتور را نیز به عهده دارند. به منظور حصول به روانکار با خصوصیات مطلوب و مناسب برای هر کاربرد مشخص، امروزه انواع افزودنی‌ها با عملکردهای مختلف، به روغن پایه افزوده می‌شوند.این افزودنی‌ها می‌توانند هر یک از وظایف بهبود روانکاری، خواص ضد خوردگی و ضد اکسیداسیون، گرانروی، پاک کنندگی و غیره را در ترکیب، به عهده داشته باشند.
با توجه به ورود نانوتکنولوژی در سال‌های اخیر، گروهی از انواع نانوافزودنی‌های روغن نیز پا به عرصه ظهور گذاشته و در این میان نانوالماس نیز به عنوان یکی از جدیدترین و موثرترین این مواد مطرح بوده است. ویژگی‌های منحصر به فرد ذرات نانوالماس، موجب شده انواع و گریدهای مختلف این ماده، کاربردهای متنوعی را در بخش‌های مختلف صنعت به خود اختصاص دهند.
امروزه کلیه روانکارها با پایه معدنی و یا با پایه سنتزی، برای داشتن کارآیی مناسب و مطلوب، نیازمند مواد شیمیایی دیگر یا در واقع افزودنی‌هایی هستند که بتواند خواص مورد‌نظر را در آنها ایجاد نماید. این مواد شیمیایی سنتزی، ضمن این که خواص جدیدی به روانکار می‌دهند می‌توانند برخی ویژگی‌های موجود در روانکار را تقویت و از بروز برخی پدیده‌های نامطلوب در سیستم روانکاری جلوگیری کنند.
نانو تکنولوژی یا آرایش اتم‌ها در مقیاس نانومتری، همان کنار هم قرار گرفتن صدها اتم در ابعاد چند نانومتر است که خصوصیات جدید و ممتازی را نتیجه می‌دهد. این تکنولوژی در زمینه‌های مختلف علم وارد شده و در صنایع مختلف نیز، محصولاتی بر این پایه ایجاد شده است. در این میان، افزودنی‌های روغن موتور و سوخت نیز تحت تاثیر نانوتکنولوژی قرار گرفته و محصولات مربوطه وارد بازار شده است. نانوافزودنی‌های روغن به طور اساسی بر صرفه‌جویی سوخت و بازدهی موتور تاثیر دارند. به طور کلی، خواصی که برای این افزودنی‌ها ذکر شده است عبارتند از: کاهش ضریب اصطکاک، کاهش ساییدگی، ترمیم سطوح درگیر و بهبود خواص سطحی، افزایش بازده موتور در اثر افزایش عمر موتور، کاهش هزینه تعمیر و نگهداری، کاهش صدای موتور و گازهای آلاینده، جلوگیری از اکسیداسیون روغن، تمیز کردن سیستم سوخت‌رسانی و غیره.
برخی از نانوافزودنی‌های روغن موتور موجود در بازار به شرح زیر می باشند:
• افزودنی حاوی نانوالماس
• افزودنی حاوی نانو فلوئور
• افزودنی حاوی نانو ذرات طلا
پودر نانومتری الماس نوع جدیدی از پودرهای سنتزی نانومتری بسیار سخت(SuperHard) محسوب می‌شود. از بررسی‌های میکروسکوپی انجام شده بر روی پودر نانومتری الماس مشخص شده است که ذرات پودر نانومتری الماس به صورت یک مجموعه (Cluster) بوده و شکل ذرات نانو الماس کروی است (شکل 1). در واقع، یک ذره الماس از یک هسته فشرده بلورین از جنس الماس و یک لایه‌ سست خارجی حاوی انواع پیوندهای کربن - کربن و Heterobonds تشکیل شده است.

(شکل 1) ذرات کروی نانو الماس
30 درصد نانو اتم‌های الماس روی سطح آن قرار گرفته‌اند و همین مسئله خواص ویژه‌ای به آن داده است. حداکثر اندازه تک دانه‌های نانو‌الماس 10 نانومتر و متوسط اندازه ذرات بین 4 تا 6 نانومتر است. همچنین بررسی‌های انجام شده با استفاده از اشعه‌ X (XRD) بر روی پودر نانومتری الماس نشان می‌دهد که ذرات موجود در این پودر از جنس الماس با ساختار مکعبی می‌باشند. مطالعات مربوط به شناسایی کیفیت سطح پودر نشان می‌دهند که سطح ذرات با گروه‌های عامل پوشیده شده است که نوع و مقدار این گروه‌ها در محصولات مختلف متفاوتند. این گروه‌ها اغلب از نوع گروه‌های اکسیژن‌داری هستند که بر روی سطوح ذرات، بار منفی ایجاد می‌کنند.
پودر نانومتری الماس در هوا تا دمای 500ºC و در خلاء یا محیط الکلی تا دمای 1000ºC الی 1100ºC مقاوم است. دمای1100ºC دمای شروع تبدیل‌شدن الماس به گرافیت است.ین پودر نانومتری الماس از نظر شیمیایی در برابر محیط‌های اسیدی، قلیایی، مواد اکسیدکننده و حلال‌های آلی در شرایط محیطی و دمای بالا مقاوم است. نتایج بررسی وضعیت ناخالصی‌های احتمالی موجود در پودر نانومتری الماس نشان می‌دهد که میزان ناخالصی موجود در هر پودر نانومتری الماس به نوع آن پودر بستگی دارد و بر اساس شرایط فنی تولید بین 1 الی 3 درصد وزنی متغیر است. ناخالصی‌های غیرکربنی که معمولاً شامل آهن، مس، کلسیم، سیلیکون، کروم، تیتانیم و همچنین مقادیر جزئی از سایر فلزاتی است که به نحوی در فرآیند تولید و تخلیص نانوالماس حضور دارند، معمولاً بر اساس خاکستر باقی‌مانده پس از سوزاندن تعیین می‌شوند. مواد کربنی غیر از الماس، ناخالصی محسوب نشده و ترکیبات مفیدی برای کاربردهای نانوالماس محسوب می‌شوند. در جدول1، برخی از خصوصیات پودر نانومتری الماس ارائه شده است.
3-نحوه عملکرد نانو افزودنی الماس در کاربرد بهبود روانکاری
نحوه‌ مصرف و عملکرد نانوالماس( شکل 2 )در این کاربرد به این صورت است که پودر نانو الماس، به روغن موتور افزوده می‌شود و سوسپانسیون پایداری ایجاد می‌کند. نانوالماس موجود در روغن بر روی سطوح در تماس با روغن، لایه‌ای تشکیل می‌دهد و دانه‌های فوق‌العاده ریز آن در خلل و فرج سطح جای می‌گیرند و سطح کاملاً صافی را تشکیل می‌دهند.

( شکل 2 ) نحوه‌ عملکرد نانوالماس
نتیجه گیری
در این مقاله، خواص منحصر به فرد نانو الماس و اثرات استفاده از افزودنی‌ حاوی نانو الماس بر بهبود عملکرد روانکار ها اجمالا مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به تاثیر چشمگیر مصرف این افزودنی در بهبود عملکرد روانکار، کاهش اصطکاک، خوردگی و غیره، اهمیت این محصول در رابطه با مقوله های بحث برانگیزی چون کاهش مصرف سوخت و انرژی، بهبود راندمان و کاهش هزینه های تولید و همچنین مباحث کاهش آلودگی های زیست محیطی، امری کاملا مشخص و انکار ناپذیر می باشد. بررسی های انجام شده نشان می دهد با مصرف افزودنی حاوی نانو الماس در روغن موتور می توان علیرغم صرف هزینه بسیار کم اولیه، در هزینه های جاری مربوط به سوخت و روغن، تعمیرات و نگهداری و تعویض قطعات موتور خودرو صرفه جویی نمود.
- منابع :
1- Mansoori, G.A., 2005, “Principles of Nanotechnology”, World Scientific Pub Co, New York, NY
2-Mansoori G.A.; “Diamondoids: Their Role in Petroleum and Natural Gas Production Fouling and the Emerging Fields of Biotechnology and Nanotechnology”,
3- Dahl J.E., Carlson R.M., Shenggao L., 2003, “Isolation and Structure of Higher Diamondoids, Nanometer-sized Diamond Molecules”, Science Journal, Vol.299, 23-25.
6-Rawls R., 2002, “Diamond-like hydrocarbons”, Material science, Vol.80, 13.
7-Priyanto S., Mansoori G.A., Aryadi S., 2001, “Measurement of Property Relationship of Nano-Structure Micelles and Coacervates of Asphaltene in a Pure Solvent", Chemical Engineering Science, Vol.56, 33–39.
12- سایت ستادتوسعه فناوری نانو: www.nano.ir
13-Franco lodato. 2000. Bionics : Lessons from Nature to Improve our future.
14-V. Yu Dolmatov, Detonation Synthesis Ultradispersed Diamonds: Properties and Applications, Russian Chemical Reviews 70 ,7,p 607-626-2001
15-G.Cholakov, Stability of Ultradisperse Diamond Powders in Oil Suspension, J. University of Chemical Technology and Metallurgy, 40,7,p299-306,2005
16- مجموعه مقالات شناخت و کاربرد روغن‌های روانساز صنعتی، شرکت نفت بهران، چاپ دوم، 1373
17- گزارش "کاربرد نانو افزودنی‌های روغن و سوخت موتور و نقش آن در صرفه‌جویی انرژی"، مرکز مطالعات تکنولوژی دانشگاه صنعتی شریف، سال 1384
18- www.Nanodiamond.com
لینک منبع :

کلمات کلیدی: نانو تکنولوژی


نوشته شده توسط مهدی 89/10/8:: 4:49 عصر     |     () نظر
   1   2   3   4   5   >>   >