29
جولای

نانو چیست؟

نانو چیست؟

نانو چیست؟

فناوری نانو واژه ای است که اولین بار توسط نوریوتاینگوچی استاد دانشگاه علوم توکیو در سال 1974 بر زبانها جاری شد. او این واژه را برای توصیف ساخت مواد (وسایل) دقیقی که تلورانس ابعادی آنها در حد نانومتر میباشد، به کار برد.
در سال 1986 این واژه توسط کی اریک درکسلر در کتابی تحت عنوان : موتور آفرینش: آغاز دوران فناوری نانو بازآفرینی و تعریف مجدد شد.

وی این واژه را به شکل عمیق تری در رساله دکترای خود مورد بررسی قرار داده و بعدها آن را در کتابی تحت عنوان «نانوسیستمها ماشینهای مولکولی چگونگی ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد.
نانو تکنولوژی در ترجمه لفظ به لفظ ، به معنی تکنولوژی بسیار کوچک ( نانو، به معنی بسیار بسیار کوچک، مقیاس 10به توان منفی 9 بار کوچکتر) می باشد.

نانو تکنولوژی، فن آوری تغییر در خواص مولکول های تشکیل دهنده مواد است و به همین دلیل مقیاس نانو بهترین تعریف برای تکنولوژی می باشد. بشر سعی دارد تا با استفاده از نانو تکنولوژی خواص مولکول ها را تغییر دهد تا وقتی که جسمی از این مولکول ها درست شود و تمام خواص این مولکول ها ( و ماده اصلی) را در خود داشته باشد .

nano کلمه ای یونانی به معنی کوچک است و برای تعیین مقدار یک میلیاردیم یا 9-10 یک کمیت استفاده میشود. چون یک اتم تقریبا 10 نانو متر است، این اصلاح برای مطالعه عمومی روی ذرات اتمی و مولکولی بکار برده میشود.
نانو تکنولوژی مطالعه ذرات در مقیاس اتمی برای کنترل آنهاست.

هدف اصلی اکثر تحقیقات نانو تکنولوژی شکل دهی ترکیبات جدید یا ایجاد تغییراتی در مواد موجود است. نانو تکنولوژی در الکترونیک ، زیست شناسی ، ژنتیک ، هوانوردی و حتی در مطالعات انرژی به کار برده میشود.

خواص نانو ذرات:
با توجه به تعریف نانو ذرات، یکی از سوال های مهم در تولید مواد نانو این است که آرایش هندسی وپایداری اتم ها با تغییر اندازه ذرات چه تغییری می کند؟
در تکنولوژی نانو اولین اثر کاهش اندازه ذرات، افزایش سطح است. افزایش نسبت سطح به حجم نانوذرات باعث می شود که اتم های واقع در سطح، اثر بسیار بیشتری نسبت به اتم های درون حجم ذرات، بر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند.

قرن بیست‌ و‌ یکم قرن فناوری‌ نانو به‌ شمار می‌رود. در مقیاس نانو خواص فیزیکی، شیمیایی وبیولوژیکی ماده باخواص توده ماده متفاوت است. فناوری نانو تاکنون کاربردهای زیادی در حوزه ساخت‌و‌ساز و بخصوص عایق‌های ساختمانی پیدا کرده است. عایق‌های ساختمانی نقش قابل توجهی در صرفه‌جویی انرژی و همچنین افزایش آسایش و آرامش افراد ساکن در یک واحد مسکونی ایفا می‌کنند.

عایق‌های ساختمانی سال‌ها است که به عنوان یکی از ضروری‌ ترین اجزای ساختمان‌ها مورد توجه قرار گرفته‌اند. همچنین براساس مقررات ملی ساختمان، تمامی ساختمان‌هایی که ساخته می‌شوند باید به اندازه کافی عایق‌کاری شوند. عایق‌ها بسته به نوع و کاربردی که دارند، به انواع عایق‌های صوتی، حرارتی، رطوبتی وغیره تقسیم‌بندی می‌شوند که در طول زمان تکامل یافته و روز‌به‌روز انواع جدیدتری از آنها روانه بازار می‌شود. فاکتور مهم در انتخاب عایق‌ها، میزان مقاومت حرارتی آنها است. هر قدر این مقاومت بالاتر باشد، عایق حرارت را کمتر از خود عبور می‌دهد و صرفه‌جویی که به همراه دارد افزایش می‌یابد.

پس به جای ضخامت عایق‌ها، باید مقاومت حرارتی آنها با هم مقایسه شوند. سقف‌ها، دیوارهای خارجی، کف واحد مسکونی و همچنین لوله‌های آبگرم، مرسوم‌ترین و اصلی‌ترین مکان‌هایی هستند که باید عایق‌کاری روی آنها پیاده‌سازی شود. عایق‌کاری سقف‌ها مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش ساختمان را‌ تا ‌۳۵درصد و عایق‌کاری دیوارهای خارجی مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش ساختمان را حدود ۲۵درصد کاهش می‌دهد. همچنین عایق‌کاری در و پنجره مصرف انرژی را تا ۱۵درصد و عایق‌کاری کف، مصرف انرژی را در زمستان حدود ۱۵درصد کاهش می‌دهد. نانوعایق‌ها دسته‌ای جدید از عایق‌ها هستند که در نتیجه پیشرفت فناوری و با گذشت زمان به بازار مصرف عرضه شده‌اند. نانوعایق‌ها قابلیت بیشتری در کاهش اتلاف انرژی داشته و همچنین خطرات زیستی کمتری دارند.

مبنای مواد عایق، بر دارا بودن تعداد زیادی از حفرات است که تا حد امکان بتوانند هوا را در میان خود نگه دارند. مواد عایق، از خاصیت رسانش پایین هوا استفاده کرده و جلوی جریان آزاد هوا را می‌گیرند. بنابراین چگالی این مواد از اهمیت بالایی برخوردار است. هر‌چه چگالی کمتر باشد، هوای بیشتری درون ماده محدود شده و در نتیجه خاصیت عایق‌بندی آن افزایش می‌یابد. توانایی عایق‌بندی یک ماده مشخص همانند پشم‌شیشه را می‌توان با ضخیم کردن لایه عایق افزایش داد.
نانومواد به دلیل داشتن تخلخل‌های ریزتر و بیشتر، قابلیت بیشتری برای به دام انداختن هوا داخل ماده دارند و می‌توان با ضخامت‌های کمتری به خاصیت مطلوب رسید.