در مجاورت آهک و یا سیمان پرتلند ایجاد واکنش شیمیایی می کنند و ژل سیلیکات کلسیم می
شود
می یابد.
ماده پوزولانی مصنوعی بسیار فعال و محصول فرعی کوره های الکتریکی تولید سیلیسیم یا آلیاژ
حاصل از هیدراته شدن فازهای سیمان ، ژل سیلیکات کلسیم هیدراته تولید می شود
بعد از
نمونه‌ای از یک نانوکامپوزیت
شباهت آن به کاه‌گل جالب توجه است.
نانوکامپوزیتها
برای اینکه یک کامپوزیت به نانوکامپوزیت تبدیل شود، میتوان روی دو قسمت از آن کار کرد:
1. زمینه: همان‌طور که بارها گفته‌ایم، اتم‌های یک مادة منظمِ بلوری، در داخل دانه‌ها قرار دارند. یعنی همة آنها در یک جهت چیده نشده‌اند، بلکه مثل سلول‌های روی پوست دست، دسته‌‌دسته اتم‌های داخل هر سلول در یک جهت خاص قرار دارند. ما برای اینکه کامپوزیت را به نانوکامپوزیت تبدیل کنیم، باید قطر دانه‌ها را نانومتری کنیم.
2. تقویت‌کننده: گفتیم که سه نوع تقویت‌کننده داریم. اگر تقویت‌کنندة ما ذره‌ای باشد، با ریزکردن ذرات در حدّ نانومتر و وارد کردن آنها در یک زمینه، نانوکامپوزیت تولید میشود. اما اگر تقویت‌کننده‌های ما رشته‌ای باشند، با ریز کردن قطر رشته‌ها در حدّ نانومتر (یعنی تولید یکسری نخ نازک که قطر هر کدام بین یک تا صد نانومتر است) و وارد کردن آنها در زمینه، می‌توانیم نانوکامپوزیت تولید کنیم. اگر تقویت‌کنندة ما لایه‌ای باشد، با نازک کردن لایه‌ها در حدّ نانومتر (ضخامت ورقه‌ها در حدّ 1 تا 100 نانومتر باشد) می‌توانیم نانوکامپوزیت بسازیم.
تقویت‌کنندة ذره‌ای
تقویت‌کنندة رشته‌ای
تقویت‌کنندة لایه‌ای
چرا نانوکامپوزیت؟
در جواب به این سؤال، اول باید معلوم شود که چرا اصلاً از کامپوزیت استفاده می‌کنیم؟ حتماً دیده‌اید که دیوارهای خانه‌های قدیمی، خیلی ضخیم‌تر از دیوارهای ساختمانهای امروزی‌اند، یا اگر در خانه‌های قدیمی ستون دیده باشید، به‌مراتب قطورتر از ستون‌های ساختمانهای نوسازِ امروزی است. علتْ این است که برای تحمل نیروی سقف، احتیاجی به قطور کردن دیوارها یا ستون‌ها نیست. چون با زیاد کردن تعداد ستون‌ها و قرار دادن ستون‌های باریک¬تر در جاهایی که نیرو وارد میشود، در واقع ستون‌های کاذب را حذف می‌کنیم. در مواد مرکب هم، برای اینکه بخواهیم خواص ماده بهتر شود، لازم نیست همة ماده را از یک ماده با خواص خوب بسازیم.
خواص مهندسی مواد
ما از مواد خاصی برای ساخت قطعات، دستگاه‌‌ها، ساختمانها و... استفاده می‌کنیم، چون همة مواد خواص مورد نیاز ما را در آن دستگاه برآورده نمی‌کنند. به این خواص ماده، که موجب میشود آن ماده دارای کاربردهای مهندسی شود، «خواص مهندسی مواد» می‌گویند. خواص مهندسی مواد عبارتند از:
1. خواص مکانیکی، مثل خواص کشتی؛
2. خواص فیزیکی، مثل هدایت الکتریکی؛
3. خواص شیمیایی، مثل مقاومت در برابر خوردگی؛
نمونه‌ای از این تغییر خواص شبمیایی را در زیر می‌بینید. در اینجا با تبدیل میکروکامپوزیت به نانوکامپوزیت امکان شکل گیری ذغال به ماده اضافه شده است. با این کار از گسترش آتش جلوگیری میشود.
بهتر شدن خواص مکانیکی با ترکیب مواد و تولید نانوکامپوزیت
خواص مکانیکی یعنی خواص ماده در برابر اِعمال انواع نیروها. نیروها به چند دسته تقسیم میشوند: کشیدن، فشردن، خم کردن، پیچاندن و...
وقتی یک لایه یا صفحه با ضخامت 1 میلی‌متر را وارد زمینه‌ای نرم می‌کنیم، اگر تقویت‌کننده محکمتر از زمینه باشد، مثلاً مقداری ورق فلزی را وارد یک زمینة پلاستیکی (پلیمری) کنیم، مادة مرکبِ تشکیل‌شده در مقایسه با مادة اول، در برابر نیروی کششی، مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهد.
حال اگر این لایه بخواهد به لایه‌ای با ضخامت 1 نانومتر تبدیل شود، یک میلیون لایه با ضخامت 1 نانومتر خواهیم داشت. واضح است که توزیع یک میلیون لایة نانومتری، می‌تواند در تمام سطح زمینة پلیمری به صورت یکنواخت توزیع شود. بنابراین، وقتی به زمینة پلیمری نیروی مکانیکی وارد میشود، این نیرو را بهتر تحمل می‌کند.
|
|
بهبود سختی کامپوزیت اپوکسی-سیلیس با تغییر درصد نانوذرات سیلیس و لاستیک به عنوان تقویت کننده
بهتر شدن خواص فیزیکی
خواص فیزیکیِ یک ماده، خواصی از قبیل هدایت، مقاومت الکتریکی و... هستند. جریان الکتریکی با حرکت الکترون‌ها وارد یک ماده میشود و اتم‌ها با ارتعاش، به همدیگر می‌خورند و به این ترتیب الکترون را دست به دست درون ماده منتقل می‌کنند. حال اگر مادة ما یک پلاستیک (عایق الکتریسیته و حرارت) باشد و ما بتوانیم چند عدد میلة مسی درون آن وارد کنیم (دقیقاً مثل سیم)، الکترون‌ها از درون این پلاستیک و با عبور از اتم‌های مس، میتوانند هدایت شوند. یعنی ما با قرار دادن یک میلة مسی درون یک پلاستیک، آن را هادی جریان الکتریسیته کرده‌ایم. اکنون فرض کنید که سطح این پلاستیک 1 متر در 1 متر باشد و قطر میلة مسی 1 میلی‌متر. در این صورت، مقطعی دایره‌ای به قطر 1 میلی‌متر از پلاستیک هادی جریان میشود. این در حالی است که با ریز کردن میلة مسی، به میله‌های با قطر نانومتر میتوان یک میلیون میله با قطر 1 نانومتر را درون پلاستیک پخش کرد. بنابراین، یک میلیون قسمت پلاستیک، رسانای جریان الکتریکی میشوند.
|
 | |||
|
تاریخ : سه شنبه 88/4/2 | 1:49 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات () نانو کامپوزیت ها
با توجه به این که تایر یکی از قطعاتی است که در صنعت و مهندسی نقش استراتژیک و بسیار مهمی دارد، در کشورمان فعالیت های گسترده ای برای تاسیس کارخانجات جدید تایرسازی و توسعه آنها درحال پیگیری و انجام است. اصلاح ترکیبات لاستیکی به گفته کرابی ، استفاده از مواد تقویت کننده نانو موجب می شود تمامی مراحل اختلاط ، شکل دهی و خواص نهایی متاثر از این مواد باشند و به همین دلیل پروژه ای تحقیقاتی برای بررسی نقش کیفی و کمی این مواد در قطعه تایر به مرحله اجرا در آمد. در این طرح ، ابتدا نانو سیلیکات های اصلاح شده مناسب در ترکیبات لاستیکی انتخاب شدند و سپس با طراحی فرمولاسیون و روش فرآیندی جدید، ترکیب لاستیکی جدیدی طراحی شد و خواص فیزیکی ، مکانیکی و دینامیکی که در ساختار تایر اهمیت دارند مورد بررسی قرار گرفت.
بررسی ها نشان داد که این ترکیب نسبت به ترکیبات معمولی که فاقد نانو سیلیکات هستند از خواص مکانیکی بسیار بهتری برخوردار است. مفاهیم جدید فناوری نانو بسیار گسترده و ناشناخته است و ممکن است علم و فناوری را در مسیرهای غیرقابل پیش بینی شده قرار دهد. لاستیک های مقاوم در برابر سایش که از ترکیب ذرات خاک رس با پلیمرها به دست آمده اند یکی از جدیدترین محصولات عرضه شده در فناوری نانو است که می تواند در ساخت تایرها مورد استفاده قرار گیرد و بسیاری از مشکلات موجود در این زمینه را از میان بردارد.در حال حاضر بیش از 10کارخانه تولید تایر در سراسر کشور مشغول فعالیت هستند که تولیدات آنها عمدتا براساس فرمولاسیون شرکتهایی که تحت لیسانس آنها هستند ارائه می شود. این در حالی است که در این طرح جدید نتایج کاربرد نانو ذرات رس یا (nano clay) در فرمولاسیون ترکیبات لاستیکی بررسی شده است.
اگر چه ذرات رس به صورت طبیعی در ابعاد نانو یافت می شوند، اما برای استفاده از آنها در ترکیبات لاستیکی لازم است اصلاحات شیمیایی روی آن انجام شود تا بتوان خواص ویژگی های فرآیند تولید تایر را افزایش داد. به این ترتیب ، با توجه به پیش بینی خواص مکانیکی تایر، مقاومت سایشی آن تا حد زیادی افزایش خواهد یافت. تایر ساخته شده با این آمیزه از مقاومت غلتشی پایین تر و خواص سایشی بالاتر برخوردار خواهد بود که به ترتیب به کاهش مصرف سوخت و افزایش عمر مفید تایرها منجر خواهد شد. نانو ذراتی از جنس خاک رس
به گفته کرابی ، در نانو کامپوزیت ها از نانو ذراتی مانند خاک رس و فلزات به عنوان تقویت کننده استفاده می شود که سبب بهبود خواص پلیمرها می شود. موضوع فناوری نانو در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
عرصه نانو محدوده ای میان ابعاد میکرو و ابعاد ملکولی را در بر می گیرد و هدف اصلی در فناوری نانو ایجاد کاربردهایی متفاوت و استفاده از خواص و ویژگی های منحصر به فرد مواد شناخته شده است. در نانوکامپوزیت های خاک رس ، از خاک رسهای نوع اسمکتیت مانند مکتوریت و مونت موریلونیت به عنوان پرکننده استفاده می شود. این نوع از خاک رس ساختاری لایه ای دارد و به همین جهت پیش بینی می شود از خواص مکانیکی فوق العاده ای در جهت موازی این لایه ها برخوردار باشد. یکی از مهمترین زمینه های کاربرد این مواد صنعت خودروسازی است که اولین کاربرد تجاری آن استفاده از این ماده در ماده زمینه ای نایلون به عنوان روکش نوار زمان سنج برای ماشین های تویوتا در سال 1991 بوده است. در نانوکامپوزیت های رسی نه تنها دانه های رسی را از هم جدا می کنند، بلکه لایه های هر دانه را نیز از هم جدا می کنند تا خواص مکانیکی هر لایه به میزان چشمگیری افزایش یابد. اگرچه تحقیقات درخصوص ترکیب خاک رس و پلیمر به پیش از سال 1980برمی گردد اما با توجه به این که تحقیقات انجام شده در آن زمان هیچ گاه به نتایج مطلوبی در بهبود خواص فیزیکی و مهندسی آنها منجر نشده است ، نمی توان آنها را بخشی از تاریخچه نانوکامپوزیت های رسی به شمار آورد. استفاده از فناوری نانو در ساخت کامپوزیت های پلیمری در نتیجه تلاشهای محققان شرکت تویوتا برای لایه لایه کردن دانه های رسی در ماده زمینه ای نایلون آغاز شد.آنها اثبات کردند که با استفاده از ذرات خاک رس در ابعاد نانو به عنوان ماده تقویت کننده در پلیمرها می توان خواص این مواد را به میزان قابل توجهی بهبود بخشید. به این ترتیب ، تحقیقات وسیعی در این زمینه در سطح جهان آغاز شد و در حال حاضر استفاده از این ویژگی در دیگر پلیمرهای مهندسی مانند پلی پروپیلن ، پلی اتیلن و لاستیک نیز مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به ویژگی های منحصر به فرد مواد تولید شده با استفاده از این فناوری انتظار می رود نانوکامپوزیت های رسی بتوانند جایگزین مناسبی برای کامپوزیت های مقاوم شده با الیاف مرسوم باشند.به گفته کرابی ، تحقیقات انجام شده در این طرح بر روی آج تایر متمرکز است که در حقیقت نقطه تماس تایر با سطع جاده محسوب می شود. استفاده از این فناوری ، علاوه بر ایجاد مقاومت در برابر سایش تایر، کاهش چشمگیر وزن و حجم تایر را هم به همراه داشته که بسیار امیدوارکننده بوده است اما به نظر می رسد کاهش در مصرف سوخت خودروها با توجه به سهمیه بندی بنزین یکی از مهمترین مزایای دستیابی به این فناوری نوین باشد. این طرح با حمایت وزارت علوم انجام شده است و مجریان طرح هم اکنون در تلاش هستند مقدمات استفاده از این فناوری نوین در دو کارخانه تایرسازی کشور به مرحله اجرا گذاشته شود. لزوم به روزرسانی و ایجاد اصلاحاتی در تجهیزات کارخانه های تایرسازی از مشکلات موجود در این زمینه است.  مجری این طرح در پایان خاطرنشان کرد که استفاده از این فناوری در حال حاضر برای تایرهای کوچک در نظر گرفته شده است و در آینده در صنایعی دیگر مانند ساخت تایر هواپیماها نیز مورد استفاده قرار خواهد گرفت. تاریخ : شنبه 87/8/11 | 1:50 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات () کامپوزیت?ها: مصالح ساختمانی آینده اندهند در سالهای اخیر گامهای بلندی را در استفاده از کامپوزیتها در صنعت ساختمان برداشته و به نوآوریهای باارزشی در این عرصه دست یازیده است. آنچه در زیر میآید دیدگاه "هیأت ارزیابی و پیشبینی اطلاعات تکنولوژی هند" (TIFAC)، دربارة محورهای مناسب کاربرد کامپوزیتها در صنعت ساختمان است: امروزه در عرصة انتخاب مواد، کامپوزیتها رقبای مهمی برای فولاد و آلومینیوم محسوب میگردند. فتح بازارهای جهانی، مستلزم کاهش هزینههای مواد اولیه و فرایند تولید میباشد و همین مساله توجه صنعت عمران و ساختمان را به سوی کامپوزیتها معطوف داشته است. در بعضی از موارد، این مواد جایگزین مناسبی برای چوب و بتن در ساختمانها به شمار آمده و با دارا بودن وزن پایین و مقاومت در برابر خوردگی در بسیاری از قسمتهای ساختمان بهکار رفتهاند. کامپوزیتها هم در مصارف زیربنایی ساختمان از قیبل قطعات ساختمانهای سبک پیشساخته و صفحات پوششی سقف ساختمان استفاده میشوند و هم در مصارف داخلی بنا مانند ساخت حمام، کابینت آشپزخانه و پنجرهها مورد استفاده قرار گرفتهاند. این مواد حتی به عنوان سنگهای مصنوعی در نمای بیرونی ساختمان نیز کاربرد ویژهای دارند . راهبرد کشور هندمراکز تحقیقاتی و صنعتی هند تلاشهای فراوانی جهت گسترش مواد ساختمانی با عملکرد بالا و هزینه اندک انجام دادهاند تا پاسخگوی نیاز قشر کمدرآمد به مسکن ارزان باشند. در این راستا، تمرکز فعالیتها به سوی گسترش و کاربرد تکنولوژی کامپوزیتهای الیاف شیشه و الیاف طبیعی معطوف گردیده است. مشکلاتی که بر سر گسترش کامپوزیتها مشاهده گردید، بالا بودن قیمت مواد اولیه و ناکارامد بودن فرایندهای دستی و قدیمی ساخت بود که با بهرهگیری از تکنولوژی جدید و رعایت ملاحظات استاندارد محصول و فرایند، به خوبی مرتفع گردید. به این ترتیب هند موفق شده است تا مواد کامپوزیت را در محصولات ساختمانی زیر به کار گیرد:1- قطعات و پانلهای پیشساخته و سبک ساختمانی 2- صفحات پوشاننده، دیوارهها، نمای بیرونی ساختمان و کفپوشها 3- دکوراسیون داخلی و قالبهای گچبری و معماری تزئینی 4- وانهای حمام، حوضها، استخرها، دستشوییها، مخازن ذخیره و کانالها 5- چارچوبها، دربها، پنجرهها، کابینت آشپزخانه تکنولوژی الیاف شیشه کامپوزیتهای الیاف شیشه با زمینة پلیمر (GRP) پاسخگوی بسیار مناسبی به نیازهای ساختمانی میباشد. در این میان از بین تولیدات بسیار متنوع کامپوزیتی GRP، پروفیلهای تهیه شده توسط فرایند پالتروژن جایگاه ویژهای در صنعت ساختمان دارند. مقدار انرژی و هزینة صرف شده در فرایند تهیة پروفیلهای پالتروژنی در مقایسه با پروفیلهای فولاد یا آلومینیوم، پایینتر بوده و برای مصرفکننده نیز مزایای بیشتری نسبت به محصولات مشابه آلومینیومی یا فولادی دارد. این پروفیلها در سطح بینالمللی به عنوان یک کالای ساختمانی متداول شناخته شدهاند. در جدول زیر مقایسهای از خواص این پروفیلها در مقایسه با سایر مواد متداول ساختمانی آورده شده است:  پروفیلهای پالتروژنی دارای سطح مقطع ثابت بوده و به اشکال مختلف ساخته میشوند و با تکنیکهایی امکان ساخت بعضی مقاطع متغیر نیز وجود دارد. این پروفیلها را میتوان به هر طول دلخواه تولید کرد و میتوان درصورت نیاز آنها را از انواع الیاف شیشه، کربن و حتی الیاف طبیعی تولید نمود. این پروفیلها استحکام مکانیکی متوسط تا زیاد در کشش و فشار دارند و هزینة ساخت آنها بسته به نیاز و ضخامت قطعه قابل تغییر است. تکنولوژی الیاف طبیعیدر دهة اخیر استفاده از کامپوزیتهای الیاف طبیعی مورد توجه بخشهای مختلفی در هند قرار گرفته است. الیاف طبیعیای که مورد استفاده قرار گرفتهاند شامل انواع کنف، کتان، موز و نارگیل میباشند که در مقایسه با الیاف شیشه سبکتر و ارزانتر بوده و با توجه به قابلیت بازگشت این مواد به طبیعت، ضرر زیستمحیطی ناچیزی دارند. این الیاف در بعضی از زمینهها توانستهاند جانشین ارزانقیمتی برای چوب باشند. در جاهایی که نیاز به استحکام زیاد نداشته باشیم به کارگیری الیاف طبیعی نسبت به الیاف شیشه، فلز و چوب بهصرفهتر میباشد.کامپوزیتهای الیاف طبیعی با زمینة پلیمر(NFC) میتوانند به شکل صفحات و تختهها و یا پروفیلهای پالتروژنی، قالبگیری و ساخته شوند. این محصولات در ساخت انواع دیوارهها و سقفهای کاذب، پنجرهها و نردهها، کفپوش و نمای ساختمانها و ساخت آجرهای مصنوعی کاربرد فراوانی دارند. در زیر مقایسهای بین چارچوبهای چوبی متداول و چارچوب ساخته شده از الیاف طبیعی طی فرایند پالتروژن انجام گرفته است:  الیاف طبیعی علاوه بر موارد یاد شده در ساخت دربها و همچنین ساخت پانلهای پوشش سقف به کار گرفته شده است. الیاف نارگیل به کمک یک زمینة رزین مایع با اعمال حرارت، قالبگیری شده و به شکل درب به بازار عرضه میگردد. این دربها جذب رطوبت بسیار پایینی داشته و به راحتی میتوان آنها را تحت عملیات نجاری قرار داد. با قالبگیری فشاری الیاف مذکور در زمینة سیمانی، میتوان به یک بتن الیافی مقاوم دست یافت. این بتن، در ساخت پانلهای به ضخامت 6 الی 8 سانتیمتر جهت پوشاندن سقفها کاربرد دارد. تاریخ : دوشنبه 87/8/6 | 1:31 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات () کاربردهای متنوع نانوذراتیکی از شاخههای مهم نانومواد، نانوذرات هستند که خود شامل نانوپودرهای فلزی، نانوذرات بینفلزی، نانوکامپوزیتها و غیره هستند. در مطلب زیر که از سایت www.nanoscale.com استخراج شده است، کاربردهای متنوعی از نانوذرات بیان شده است: دکتر استنلی ویلیام، عضو شرکت HP و رئیس مرکز علوم کوانتوم، در یک همایش نانوتکنولوژی اظهار داشت: "نانوتکنولوژی باید بتواند در بخش غیرفعال خود به سمت تجاریسازی پیش رود". وی نانوتکنولوژی را به دو بخش غیرفعال و فعال تقسیم کرده است: بخش فعال: انتقال و تبادل اطلاعات میان یک نانوساختار و محیط اطراف آنبخش غیرفعال: انجام وظیفه توسط نانوساختاربه عقیده وی، پیشرفتهای تجاری در بخش غیرفعال نانوتکنولوژی باعث میشود که شرکتها با کسب تجربه در این فناوری بتوانند حرکتی مفید و سودآور به سمت بخش فعال آن داشته باشند . شرکت نانوتکنولوژیز، یکی از شرکتهای نوپا است که در بخش غیرفعال نانوتکنولوژی، پیشرفتهای قابل ملاحظه‌ای داشته است. فرآیندهای این شرکت، ساده، تکرارپذیر، قابل گسترش و قابل تعمیم است و نانوپودرهای تولیدی آنها از درجه خلوص بالایی برخوردار بوده و توزیع اندازه در آنها بسیار محدود است. انعطاف‌پذیری فرآیندهای این شرکت می‌تواند پتانسیل بالایی را در تولید انواع مختلفی از نانوذرات از قبیل اکسیدها، نیتریدها، بوریدها، کربیدها، کربونیتریدها، ترکیبات درون فلزی، فولرین‌ها، نانوکامپوزیتها و پودرهای نانوفلزی تولید کند. حتی تولید یکسری مواد خارجی از قبیل الماس و کربن بی‌شکل نیز توسط این فرآیندها مقدور میباشد. موادی که تاکنون در این شرکت تولید شدهاند عبارتند از نانوذرات نیترید آلومینیم، آلومینا، آلومینیوم، نقره و تیتانیا. نانوذرات تولیدی این شرکت، در حال حاضر دارای مشتریهای گوناگونی از بخشهای مختلف صنعتی میباشند. از جمله مواردی که نظر بخشهای صنعتی به کاربرد این مواد جلب شده است، میتوان به مواد الکترونیک، پوششهای نوری شفاف، مواد فتوولتاتیک، دیسک‌گردانها، مواد انرژی‌زا، نیمه‌هادیها و عوامل باکتریکش اشاره کرد: مواد الکترونیک: دستیابی به قابلیتهای جدید اجرایی در الکترونیک, عمدتاً بستگی به مواد پیشرفتهای دارد که امکان ظریف‌کاری بر روی سیستم و یا قطعات ساخته‌شده از آنها زیاد باشد. نانوذرات کریستالی موادی چون: نیترید آلومینیوم، بور و نقره، از جمله موادی هستند که به خاطر کاربردشان در مدارهای الکترونیک و کنترل حرارت به کثرت از طرف مشتریان درخواست میشوند  . پوششهای نوری شفاف: نانوآلومینا که به صورت پراکنده در حلال درآمده و بر روی لنزها و صفحههای نمایش می‌نشیند, یک پوشش حفاظتی ایجاد می‌کند که علاوه بر گسترش قابلیتهای فعلی باعث افزایش کاربردهای صفحههای نمایش و لنزهای پلی‌کربنات سبک و ارزان میشود. فتوولتاتیک (تولید الکتریسیته بر اثر تابش): شرکت فناوری گراتزل توانسته است با استفاده از خمیرهای نانوتیتانیا و شیشه‌های معمولی یا فیلمهای پلیمری نازک و ترکیب آنها با رنگهای مونومری, یکسری پیلهای خورشیدی جدید را تولید کند که مانند پیلهای خورشیدی فعلی دارای اثر فتوولتاتیکی بوده ولی هزینه کمتری صرف می‌کنند. مواد انرژی‌زا: نانوکریستال آلومینیوم باعث سوزاندن سریع و مؤثر سوخت (پیشران) جامد نسبت به دیگر پودرهای موجود میشود. به همین دلیل از این ماده میتوان در سوخت موشک و همچنین در رنگهای بدون سرب استفاده فراوان کرد. ساخت نیمه‌هادیها: استفاده از نانوذرات تیتانیا و آلومینا در دوغابهای صیقلدهی شیمیایی- مکانیکی CMP)) باعث بوجود آمدن ویفرهایی با سطوح صاف‌تر، کارایی بالاتر و قابلیت تمیزکنندگی آسانتر در مقایسه با استفاده از دوغابهای معمولی میشود. دیسک گردانها: انتظار می‌رود ظرفیت ذخیرهسازی اطلاعات در دیسک‌گردانها تا 5 سال آینده، سالیانه 60 درصد افزایش داشته و در سال 2002 به 20 گیگابایت درهر اینچ برسد. این افزایش باعث اثرگذاری بر روی تمام جنبه‌های سیستمهای ذخیره اطلاعات از قبیل مدلسازی دیسک‌گردانها، مواد، ساخت، اندازه‌گیری و اصطکاک‌شناسی میشود. نانوذرات اکسیدآهن ازجمله موادی هستند که میتوان از آنها به عنوان مواد کلیدی جهت افزایش ظرفیت مغناطیسی استفاده کرد  . عوامل ضد باکتری: نقره از موادی است که از قدیم در مبارزه با باکتریها بدلیل توقف تبادل اکسیژن در آنها معروف بوده است. تجربه ثابت کرده است که نانوذرات نقره باعث افزایش این خاصیت میشود. این ماده، اکنون در پوشش زخمهای خاص برای جلوگیری از ورود باکتریها به بدن استفاده میشود. از دیگر نانوذرات، به عنوان دارو برای تزریق به قسمتهای آسیب دیده بدن با کاهش ریسک بروز اثرات جانبی استفاده میشود. تاریخ : دوشنبه 87/8/6 | 1:27 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات () *این موفقیت تایوان مورد توجه سایر کشورها به ویژه ایالات متحده واقع شده است؛ تا جایی که نشست‌هایی را با مسوولان و کارشناسان این کشور به‌منظور انتقال تجربیات برگزار نموده است. در این نشست اذعان شده است که با وجود اینکه برنامه ملی فناوری نانو در تایوان چند سال بعد از آمریکا شروع شده است، اما در حوزه آموزش، تایوان بسیار سریع‌تر و بهتر از آمریکا نتیجه گرفته است و ایالات متحده باید از این تجربیات و برنامه‌ریزی‌ها استفاده کند.
به‌طور کلی برنامه‌های آموزشی سطح آموزش و پرورش را میتوان به سه بخش کلی تقسیم کرد: بخش اول مربوط به آموزش معلمان است. در این بخش فعالیت‌های متعددی در کشور تایوان انجام شده است. بنیاد ملی علوم تایوان بر اساس برنامه ملی علم و فناوری نانو که در سال 2002 تدوین شده است اقدام به اجرای برنامه‌هایی به شرح ذیل نموده است: - برنامه‌ی آموزشی مدارس (K-12)،که هدف آن آگاه‌سازی معلمان و کمک به تدوین مواد آموزشی برای دانش‌آموزان است. - تاسیس 5 مرکز منطقه‌ای آموزش فناوری نانو، مجهز به دستگاه AFM (Atomic Force Microscope)، که در این مراکز دورههای آموزشی فناوری نانو برای معلمان برگزار میشود. - تالیف سه کتاب آموزشی فناوری نانو در حوزه های شیمی و فیزیک و زیست‌شناسی تحت عنوان سمفونی نانو که مطالب این کتاب‌ها توسط معلمانی که آموزش فناوری نانو را گذرانده‌اند تدوین شده و مخاطب آن سایر معلمان هستند.
بخش سوم مربوط به برنامه‌هایی است که جزء برنامه آموزش اصلی دانش‌آموزان نبوده و حالت فوق‌العاده دارند. در این بخش کشورهای زیادی من‌جمله تایوان، تایلد، ژاپن و آلمان فعالیت داشته‌اند. اتحادیه اروپا نیز در این زمینه اقداماتی را انجام داده است که نمونه‌ای از فعالیت‌های آنان به شرح ذیل میباشد: - اتحادیه اروپا در زمینه آموزش مستقیم دانش‌آموزان از طریق کتب درسی، فعالیت اجرایی و عملی نداشته است؛ اما این اتحادیه از کتابچه‌ها، لوح‌های فشرده و سایر ابزارها جهت آموزش دانش‌آموزان استفاده نموده است - وزارت آموزش و پرورش آلمان نیز دورههای آموزش نانو ترتیب داده است. به علاوه این وزارتخانه نمایشگاه سیاری با عنوان Nanotruak فراهم کرده است که به‌طور منظم جابجا شده و به‌صورت موقت در مدارس مستقر میگردد.
تاریخ : دوشنبه 87/8/6 | 1:25 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات () در چند سال گذشته توجه به استفاده از مواد طبیعی برای تقویت پلاستیک ها زیاد شده. بیشترین کار در این زمینه روی چندسازه های دارای پودر چوب، خاک اره و موادی از این دست شده. استفاده از الیاف طبیعی مثل کتان، کنف و الیاف سلولزی دیگه برای تقویت پلاستیک ها هم در این راستا زمینه تحقیقاتی نسبتا جدیدی به شمار میره. این الیاف علاوه بر قابلیت بازگشت به طبیعت، نسبت به الیاف تقویت کننده دیگر ارزان ترند و در کاربردهایی که ویژگی های مکانیکی چندسازه های شیشه ای بیش از حد لازم است، قابل استفاده اند. تخمین زده می شه که این مواد توان در اختیار گرفتن ?? تا ?? درصد بازار الیاف تقویت کننده پلاستیک ها را دارند. الان الیاف طبیعی در مقیاس تجاری هم تولید می شوند که می تونیم از این بین دو محصول Durafibre و Durafill را مثال بزنیم که شرکت Cargill کانادا عرضه می کنه. برای اطلاعات بیشتر: http://plastics.about.com/library/PR/2000/bllear1.htm http://www.fao.org/DOCREP/004/Y1873E/y1873e0a.htm http://www.plasticstechnology.com/articles/199910fa1.html www.e-polymers.org/papers/peijs_110202.p تاریخ : دوشنبه 87/8/6 | 1:19 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات () گردآوری: محسن حاجی هادی
الیاف کوارتزالیاف کوارتز (سیلیس فیوز شده ی خالص) تا دمای ???? درجه سانتیگراد و در زمانهای کوتاه تا ???? درجه سانتیگراد قابل استفاده اند . حال آنکه الیاف شیشه تا ??? درجه سانتیگراد کاربرد دارند . کوارتز در برابر رادار نسبت به شیشه شفاف تر است و شفافیت آن در بسامدهای بالا نیز افزایش می یابد . در ضمن چگالی کمتری از شیشه دارد . کوارتز از نظر شیمیائی پایدارتر است و مقاومت الکتریکی بالای آن باعث می شود که برای کاربردهای استتاری (صنایع نظامی) ایده آل باشد . از کاربردهای الیاف کوارتز به موارد زیر می توان اشاره کرد : عایق حرارتی ، لوازم ورزشی ، ساینده ها ، محافظ رادار و کابل های ضد آتش ، بهای الیاف کوارتز تقریباً بین ??? تا ??? دلار بر کیلوگرم است . در کاربردهائی چون محافظ رادار هواپیما ـ که در معرض برخورد ذرات تگرگ و غیره هستند ـ الیاف کوارتز را به خاطر مقاومت به ضربه ی بالا به کار می برند و این امر مایه ی کاهش شدید هزینه های جایگزینی می شود .الیاف بازالت الیاف پیوسته بازالت در دهه ?? میلادی در شوروی سابق گسترش یافته اما تا کنون کاربرد آنها به صنایع نظامی محدود شده است . در مقایسه با الیاف شیشه ، این الیاف دمای کابری بیشتری برابر با ???? درجه سانتی گراد ، سفتی بالاتر ، مقاومت بهتر در برابر قلیائی ها و استحکامی شبیه به S_glass از خود نشـان می دهند . به خاطر مقاومت بـازالت در برابر قلیائی ها ، امکان تقویت بتن با آن مد نظر قرار گرفته است .روش تولید الیاف بازالت همانند الیاف شیشه است ولی ماده اولیه آن سنگ های بازالتی است . هم اکنون بهای آن حدود ? تا ?? دلار بر کیلوگرم است .الیاف کربــنالیاف کربن عمومی ترین الیاف در کامپوزیت های با کارآئی بالا هستند . الیاف کربن از پیرولیز یک ماده آلی ساخته می شوند ، بدین ترتیب ?? درصد یا بیشتر از ماده آلی تبدیل به کربن خواهد شد . سپس عملیات حرارتی با دمای بسیار بالائی روی الیاف صورت می گیرد تا الیاف بسیار قوی و سفتی تولید شود . از مواد اولیه آلی ، پلی اکریلو نیتریل (PAN) ، قیر (Pitch) و رایون (Rayon) را می توان نام برد . رایون جزو قابل دسترس ترین مواد اولیه الیاف کربن است ، اما به عملیات حرارتی با دمای بسیار بالائی نیاز دارد که بهای تمام شده محصول نهائی را افزایش می دهد . امروزه پلی اکریلو نیتریل و قیر جایگزین رایون شده اند . محصول بدست آمده از این مواد ، با نام الیاف گرافیتی (در آمریکا) یا الیاف کربنی (در اروپا) شناخته می شوند . استحکام و سفتی الیاف کربن بسیار بالاست . اختلاف در ویژگی های الیاف ، از شرائط عملیات حرارتی و نوع ماده اولیه ناشی می شود . استحکام الیاف حاصل از PAN در محدوده ی خوب تا عالی (????/?Mpa) با سفتی تـا (Mpa ??????/?) تغییر می کنند . الیاف حاصل از قیر ممکن است سفتی تا (Mpa ??????) داشته باشند . مدول کششی (سفتی) الیاف کربن معمولا" به صورت کم (??-?? Msi) ، متوسط (??-?? Msi) ، بالا (??-?? Msi) یا بسیار زیاد (??-??? Msi) بیان می شود .الیاف با سفتی بالا در جهت طولی ضرایب انبساط حرارتی کم یا منفی دارند . با وجود این ، الیاف با سفتی خیلی بالا به عملیات حرارتی دما بالا (???? درجه سانتی گراد) نیاز دارند و بنابراین بسیار گران هستند . اما به خاطر برخی از ویژگی های منحصر به فرد ، کاربردهای روزافزونی در کامپوزیت های با کارآئی بالا پیــدا کرده اند . مقاومت به خستگی آن ها همانند مقاومت شیمیائی شانفوق العــاده است .ویژگی های فشاری خوبـی دارند و هم چنین ویژگی های آن ها در جهاتی غیر از جهت اصلی الیاف مناسب است . هدایت حرارتی بالائی دارند و انباسط حرارتی آن ها به گونه ای است که اجازه طراحی
??
سازه هائی را با انبساط کم و یا حتی انبساط صفر می دهد . هم چنین ویژگی های اصطکاکی (سایشی) عالی دارند . با وجود این که الیاف کربن به طور قابل توجهی گران تر از الیاف شیشه اند ، در بیشتر کاربردها، ترکیب مناسبی از ویژگی های مورد نظر را با بهائی قابل قبول تامین می کنند .با وجود این ، الیاف کربن مقاومت به ضربه و چقرمگی کمتری نسبت به الیاف شیشه و آرامید دارند . در حالی که این الیاف ، خودشان در برابر خوردگی مقاوم هستند ، خوردگی الکترو شیمیائی فلزات را گسترش می دهند . در مورد کامپوزیت های با کارآئی بالا، باید واقع بین بود . بها، فاکتوری مهم در گزینش نوع الیاف است . روش هائی برای کاهش هزینه الیاف ، بدون تغییر کامل نوع الیاف انتخابی وجود دارد . برای مثال ، الیاف کربن معمولی از نوع فضائی آن (برای کاربردهای هوا فضائی) بسیار ارزان تر است . یکی از الیاف معمولی کم بها ، الیاف با بافت درشت با تعداد بیشینه ی ???,??? تار است . این الیاف به خاطر ساخت سریع آنها ، به گونه ی قابل توجهی ارزان تر هستند . هم چنین قطر تارهای درون الیاف نیز می تواند تاثیر مهمی بر بهای آن داشته باشد . بیشتر تارهای کربنی حاصل از PAN ، قطری در حدود ? میکرون دارند ، اما الیاف با قطر کمتر ( برای مثال 5 میکرون) کارآئی بهتری دارند . ولی معمولاً گران تر و شکننده تر هستند و بنابراین استفاده از آنها مشکل تر است . جنبه های اقتصادی نیز روی بهای الیاف کربن و دیگر الیاف تاثیر مهمی دارد . چنانچه حجم تولید افزایش یابد ، بها کاهش خواهد یافت و چنانچه ، الیاف کربن در کاربردهای معمول بیشتر به کار رود ، انتظار می رود قیمت ها کاهش یابند .با معرفی الیاف آرامید در دهه ی ?? میلادی توجه بازار به الیاف کربنی کاهش پیدا کرد . با وجود این در اوائل دهه ی ?? میلادی ، تولید کنندگان الیاف کربنی تولید الیاف با استحکام و سفتی بالا و مقاوم در برابر ضربه را ـ تقریباً با همان بهای پیشین ـ آغاز کردند . بدین ترتیب حتی سهم بیشتری از بازار را به خود اختصاص دادند . با طراحی مناسب ، کامپوزیت های الیاف کربنی می توانند ده برابر مستحکم تر و پنج برابر سفت تر از فولاد با دست کم یک پنجم وزن فولاد باشند . هیچ نوع الیاف دیگری نمی تواند سفتی کربن را به همراه استحکام زیاد و با بهای معقول تامین کند . کاربردهای الیاف کربن عبارتند از : لوازم ورزشی (کفش های دو میدانی ، راکت تنیس و غیره ) ، اندام مصنوعی ، بدنه هواپیما ، سازه های ماهواره ای ، تجهیزات حفاری در دریا ، بدنه موتور موشک ، درهای شاتل فضائی و غیره . کامپوزیت های الیاف کربنی در بیشتر هواپیماهای نظامی و هواپیماهای نوین یافت می شوند . هم چنین به کارگیری این کامپوزیت ها در کاربردهای زیربنائی هم چون تقویت سازه ای یا بازسازی در برابر زلزله مرسوم است . بهای نوع معمول الیـاف کربن حدود ?? دلار بر کیلوگرم است . حال آنکه بهای ارزان ترین نوع فضائی آن حدود ?? دلار بر کیلوگرم است . با وجود این ، الیاف کربن ویژه که بهائی بالاتر از ???? دلار بر کیلوگرم دارند ، نیز موجود هستند و گاهی مصرف می شوند تاریخ : یکشنبه 87/8/5 | 2:15 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات () صابون هوشمند ساخته شد
صابون ی هوشمند صرفه جویی قابل توجهی در مصرف آب ایجاد خواهند کرد.به گزارش خبرگزاری مهر،شوینده های فعلی حاوی مولکول های فعال سطحی هستند که از یک سمت با برخورداری از خاصیت های چربی،آلودگی و جرم ها را جذب و سمت دیگر آن ها را به کنار می رانند.این مولکول ها همچنین تمایل به تولید حباب داشته که البته این فرایند استفاده از آب بیشتر را موجب می شود.اکنون محققان دانشگاه کوینزلند استرالیا واکنش کننده ی شیمیایی هوشمندی تولید کرده اند که تنها تحت شرایط محیط های قلیایی حباب تولید می کنند.بر اساس گزارش(نیوساینتیست)شوینده ها در این فرایند نوین تمایل دارند تا خاصیت قلیایی داشته باشند.بنابراین در زمان سپری شدن چرخه ی شست و شو مولکول های یاد شده به یکدیگر متصل شده تا حباب تشکیل دهند. ((مجله ی مواد شیمیایی))
تاریخ : یکشنبه 87/8/5 | 2:14 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات () آخرین مطالب آی پی شما ساعت
بینندگان عمومی پیوندهای روزانه آرشیو مطالب حامیان بلک اسکین
    امکانات وب بازدید امروز: 871 بازدید دیروز: 188 کل بازدیدها: 6207480 |
