معرفی نانو و تاریخچه شگفت انگیز کامپوزیت
نانو و تاریخچه کامپوزیت
فهرست مطالب اصلی این مقاله:
1.نانو چیست؟
2.کامپوزیت و انواع آن کدام است؟
1.نانو چیست؟
فناوري نانو به مفهوم جدي آن پس از فراز و نشيب فراوان و پيش زمينه هاي قبلي آن تقريبا از سال 2000 به بعد از حالت تخيل علمي خارج مي شود. در ادامه شتاب مي گيرد و تغيير ذهنيت عمومي در اقتصاد را موجب مي گردد .
هر چند از 15 تا 30 سال قبل به صورت پراکنده و روندي جديد در قالب بسياري از کشفهاي علمي آغاز شده بود .
بسياري از افراد ، شروع عرصه فناوري نانو را سالهاي 2006- 2001 مي دانند .
آغاز فعالیت فناوری نانو در کشورهای پیشرفته
نيمي از شرکتهاي فناوري نانو اروپا در آلمان و نيمي از شرکتهاي فناوري نانو جهان در آمريکاي شمالي متمرکز شده اند .که از حدود 450 شرکت ، 225 شرکت در ايالات متحده ، 120 شرکت در اروپا و 46 شرکت در ژاپن واقع شده اند.
در کشور ما نيز بعد از اجراي اقدامات ترويجي و پذيرش فناوري نانو به عنوان يکي از اولويتهاي فناوري کشور توسط متخصصان و همچنين دستگاههاي اجرايي و تدوين برنامه هاي توسعه اين فناوري در دستگاههاي مختلف ، ستاد ويژه توسعه فناوري نانو در شهريور ماه 1382 به دستور رييس جمهور وقت تشکيل گرديد.
و سند راهبرد 10 ساله ( 1393 – 1384 ) تدوين گرديد که هدف از آن رسيدن به اهداف زير مي باشد.
1- دستيابي به جايگاه مناسب در بين 15 کشور برتر فناوري نانو و تلاش براي ارتقاء مداوم.
2. دستيابي به سهم مناسبي از تجارت جهاني با استفاده از فناوري نانو.
3- نهادينه شدن توسعه پايدار و پوياي علوم ، فناوري و صنعت نانو.
2.کامپوزیت و انواع آن کدام است؟
كلمه كامپوزيت كه آن را در فارسي به مواد مركب يا مواد چند سازه اي ترجمه كرده اند. به معني مركب از دو يا چند جزء مشخص است و از كلمه تركيب كردن گرفته شده است.
لذا يك ماده با دو يا چند جزء مشخص را مي توان يك كامپوزيت در نظر گرفت، در صورتي كه فازها و يا اجزاي تشكيل دهندة آن ، خواص كاملا متفاوتي با يكديگر داشته باشند.
انواع نانو کامپوزیت ها
در صورتی که فاز پراکنده مورد استفاده در کامپوزیت نانو ذره باشد، ماده ترکیبی، نانو کامپوزیت خواهد بود.
.
انواع نانو کامپوزیت‌ها شامل:
- نانو کامپوزیت‌های پایه پلیمری،
- نانو کامپوزیت‌های پایه سرامیکی
- و نانو کامپوزیت‌های پایه فلزی می‌باشند
پژوهشگران دانشگاه میشیگان ایالات متحده قصد دارند نوع جدیدی از بتن تقویت شده با الیاف را با قابلیت خمش برای بازسازی پلی در میشیگان به کار گیرند.
در برخی از نانو کامپوزیت‌های پلیمری از پلیمرهای زیست تخریب پذیر و زیست سازگار برای استفاده در مصارف پزشکی نیز استفاده می‌شود.
این بتن جدید از نظر ظاهری مشابه بتن معمولی است ولی پژوهشگران ادعا می‌کنند که در برابر ترک ۵۰۰ برابر مقاوم تر و از نظر وزنی ۴۰ درصد سبک‌تر است.
نانوکامپوزیت تحول بزرگ در مقیاس کوچک
مواد و توسعه آنها از پایه‌های تمدن به‌شمار می‌روند. به‌طوری‌که دوره‌های تاریخی را با مواد نام‌گذاری کرده‌اند: عصر سنگ، عصر برنز، عصر آهن، عصر فولاد، عصر سیلیکون و عصر کربن.
ما اکنون در عصر کربن به سر می‌بریم. عصر جدید با شناخت یک مادة جدید به وجود نمی‌آید، بلکه با بهینه کردن و ترکیب چند ماده می‌توان پا در عصر نوین گذاشت.
دنیای نانومواد، فرصتی استثنایی برای انقلاب در مواد کامپوزیتی است.
کامپوزیت‌ها به ماده‌ای اطلاق می‌شود که از دو یا چند جزء تشکیل شده‌است .به‌طوری‌که این اجزا در مقیاس ماکروسکوپی با هم خصوصیتی را ایجاد کنند که به تنهایی در هیچ‌یک از ان اجزا موجود نباشد.
درصورتی که حداقل ابعاد یکی اجزا تشکیل دهنده در مقیاس نانومتری قرار گیرد به چنین ماده‌ای نانو کامپوزیت گفته می‌شود.
از خصوصیات متنوع نانو کامپوزیت‌ها می‌توان به بالابودن نسبت سطح به حجم انعطاف‌پذیری بالا بدون کاهش استحکام و مقاومت در برابر خراشیدگی و همچنین خواص نوری مطلوب مانند شفافیت که به اندازه ذرات بستگی دارد اشاره نمود.
از منظر ساختاری ذرات و الیاف معمولاً باعث ایجاد استحکام در بستر می‌شود. و بستر پلیمری می‌تواند با چسبیدن به مواد معدنی نیروهای اعمال شده به کامپوزیت را به نحو یکنواختی به ماده تقویت‌کننده منتقل می‌کند.
در این حالت خصوصیاتی چون سختی –شفافیت و تخلخل بستر کامپوزیت تغییر می‌کند.
بستر پلیمری همچنین می‌تواند سطح تقویت‌کننده را از آسیب‌ها حفظ کند.
طبیعت ودرجه این تعاملات نقشی محوری بر خصوصیات مختلف نانو کامپوزیت همچون حلالیت خواص نوری جنبه‌های الکتریکی مکانیکی و … دارد.
طبقه بندی کامپوزیت ها
كامپوزيت ها را از جهات مختلف مي توان طبقه بندي نمود .
هدف از تهيه بسياري از كامپوزيت ها بهبود خواص مكانيكي نظير استحكام، سفتي (مدول)، چقرمگي و كارآيي در دماي بالا مي باشد. لذا طبيعي است كه مطالعه آنها بر اساس مكانيسم تقويت كنندگي مشترك صورت پذيرد.
مكانيسم تقويت كنندگي بستگي به شكل هندسي تقويت كننده دارد، بنابراين بهتر است كه طبقه بندي آنها بر اين اساس صورت پذيرد.
در برخي موارد، كامپوزيت ها را از نظر نوع زمينه آنها نيز طبقه بندي مي نمايند. از اين ديدگاه، كامپوزيت ها به سه دسته كامپوزيت هاي پليمري، كامپوزيت هاي فلزي و كامپوزيت هاي سراميكي تقسيم مي شوند. كامپوزيت هاي پليمري (PMC) در اين دسته از كامپوزيت ها هدف اصلي از كامپوزيت كردن بهبود خواص مكانيكي است.
در كامپوزيت هاي فلزي بهبود قابليت فرآورش نظير ماشينكاري و در كامپوزيت هاي سراميكي عمدتاً افزايش چقرمگي هدف اصلي است. ساخت دستة اخير از كامپوزيت ها نسبتاً مشكل است.
در تهيه كامپوزيت ها، خواص نهايي اصلي مانند مدول، استحكام، چقرمگي و چگالي مورد توجه قرار مي گيرند.
دیدگاهتان را بنویسید