نانو چيست؟
فناوري نانو واژه ای است که اولين بار توسط نوريوتاينگوچي استاد دانشگاه علوم توكيو در سال 1974 بر زبانها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت مواد (وسايل) دقيقي كه تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر ميباشد، به كار برد.
در سال 1986 اين واژه توسط كي اريك دركسلر در کتابي تحت عنوان : موتور آفرينش: آغاز دوران فناوري نانو بازآفريني و تعريف مجدد شد.
وي اين واژه را به شكل عميق تري در رساله دكتراي خود مورد بررسي قرار داده و بعدها آن را در کتابي تحت عنوان «نانوسيستمها ماشينهاي مولكولي چگونگي ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد.
نانو تکنولوژي در ترجمه لفظ به لفظ ، به معني تکنولوژي بسيار کوچک ( نانو، به معني بسيار بسيار کوچک، مقياس 10به توان منفي 9 بار کوچکتر) مي باشد.
نانو تکنولوژي، فن آوري تغيير در خواص مولکول هاي تشکيل دهنده مواد است و به همين دليل مقياس نانو بهترين تعريف براي تکنولوژي مي باشد. بشر سعي دارد تا با استفاده از نانو تکنولوژي خواص مولکول ها را تغيير دهد تا وقتي که جسمي از اين مولکول ها درست شود و تمام خواص اين مولکول ها ( و ماده اصلي) را در خود داشته باشد .
nano کلمه اي يوناني به معني کوچک است و براي تعيين مقدار يک ميليارديم يا 9-10 يک کميت استفاده ميشود. چون يک اتم تقريبا 10 نانو متر است، اين اصلاح براي مطالعه عمومي روي ذرات اتمي و مولکولي بکار برده ميشود.
نانو تکنولوژي مطالعه ذرات در مقياس اتمي براي کنترل آنهاست.
هدف اصلي اکثر تحقيقات نانو تکنولوژي شکل دهي ترکيبات جديد يا ايجاد تغييراتي در مواد موجود است. نانو تکنولوژي در الکترونيک ، زيست شناسي ، ژنتيک ، هوانوردي و حتي در مطالعات انرژي به کار برده ميشود.
خواص نانو ذرات:
با توجه به تعريف نانو ذرات، يکي از سوال هاي مهم در توليد مواد نانو اين است که آرايش هندسي وپايداري اتم ها با تغيير اندازه ذرات چه تغييري مي کند؟
در تكنولوژي نانو اولين اثر کاهش اندازه ذرات، افزايش سطح است. افزايش نسبت سطح به حجم نانوذرات باعث مي شود که اتم هاي واقع در سطح، اثر بسيار بيشتري نسبت به اتم هاي درون حجم ذرات، بر خواص فيزيکي 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.