نانوتکنولوژی : تعاریف و کاربردها
نانوتکنولوژی علمی است که در مورد ابعاد در
حد نانو (بین 1 تا 100 نانو) بحث می کند. این شاخه از علم در واقع رشته ی
جدیدی نسیت بلکه یک مقیاس جدید است. رفتار مواد در مقیاس نانو اغلب متفاوت و
در بعضی موارد مخالف اثر آن ها در مقیاس های بزرگتر می باشد. این علم با
کشف نانولوله های کربنی وارد فاز جدیدی شد. خواص منحصر به فرد CNT ها و در
کنار ان ها با کشف فلورین ها، تحول گسترده ای در این شاخه به وجود اورد.
این رشته تنها منحصر به یک زمینه خاص نبوده بلکه متخصصان متعددی در رشته
های ریاضیات، فیزیک، شیمی، مهندسی مواد، مهندسی مکانیک، مهندسی پلیمر و
مهندسی برق به مطالعات مرتبط با نانوتکنولوژی می پردازند.
شاخه مواد و مکانیک، متخصصان با ترکیب یا سنتز نانومواد با مواد دیگر، خواص
باورنکردنی و اغلب بهتر را بوجود می آورند. ترکیب کامپوزیت و نانو باعث
پدید آمدن زمینه جدیدی به نام نانوکامپوزیت ها شده که در واقع یکی از اجزاء
در مقیاس نانو می باشد. این ترکیب در زمینه های پلیمری، فلزی و سرامیکی،
باعث افزایش خواص مختلف مکانیکی، حرارتی و فیزیکی ماده می شود. استحکام
ماده اغلب افزایش یافته و مقاومت در برابر حرارت و سایش بهبود می یابد.
1- ساخت انواع نانولوله ها CNT
2- ساخت
ترکیبات کربنی مانند گرافیت و فلورین ها
3- استفاده از
نانوذرات خاک رس
4- استفاده از نانوذرات اکسید فلز و نانوذرات
فلزی و غیر فلزی
5- سنتز این مواد از روش های مختلف فیزیکی و
شیمیایی
6- بررسی اثر افزودن نانوپودر ها یا نانومواد با زمینه
های مختلف و بررسی اثر آن در خواص مختلف مکانیکی و ..
7- مدل
سازی و بررسی تحلیلی خواص مواد در مقیاس نانو
...
از زمینه های در حال بررسی در زمینه مواد و مکانیک در رشته نانو
می باشد.
کامپوزیت ها
کامپوزیتها یا مواد چند سازهای،
دستهای از مواد پیشرفته هستند که در آنها از ترکیب مواد
ساده به منظور ایجاد مواد جدید با خواص مکانیکی و فیزیکی برتر استفاده شده است.این مواد اغلب از دو جزء الیاف تقویت کننده و زمینه (ماتریس) تشکیل شده اند. زمینه می تواند پلیمری، فلزی و سرامیکی باشد.
کامپوزیتها را از نظر نوع زمینه آنها نیز طبقهبندی مینمایند.
1-
کامپوزیت‌های پلیمری (Polymer Matrix
Composite)
2- کامپوزیت‌های فلزی (Metal
Matrix Composites)
3- کامپوزیت‌های سرامیکی ( Ceramic
Matrix Composites)
4- کامپوزیت های کربن/کربن (Carbon/Carbon Composite)
زمینه پلیمری اغلب از نوع اپوکسی، پلی استر، ونیل استر و فنولیک انتخاب می شود. انواع مختلف دیگری نیز وجود داشته ولی نمونه های پرکاربرد در ایران دسته بالا می باشد.
تقویت کننده هم می تواند به فرم های مختلفی باشد.
1-
رشته ای (الیافی) : ساخته شده از الیاف
پیوسته یا تکه تکه
2-
ذرهای : ساخته شده از ذرات ریز
3-
لایه ای : ساخته شده از لایهها
4-
پولکی (فلس مانند) : ساخته شده از فلس های مسطح
5-
پرشده/اسکلتی : ماتریس اسکلتی پیوسته، پرشده توسط ماده ی ثانویه
انواع الیاف مورد استفاده در ایران از نوع شیشه (Glass) ، کربن (Carbon) ، بازالت(Basalt) ، کولار و آرامید می باشد. البته الیاف فقط محدود به موارد بالا نشده و الیاف مختلفی از قبیل الیاف بور، الیاف سرامیکی، الیاف پوشش داده شده و الیاف فلزی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
