عنوان :

مقاله نانولوله های کربنی و کاربردهایشان

تعداد صفحات :۲۳

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

نانو یک پیشوند یونانی به معنای یک میلیاردم متر چیزی در حدود چند برابر قطر اتم است نانو تکنولوژی تولید ساختار هایی در مقیاس نانو (۱۰به توان۹ متر( است. این ساختار ها توانایی کنترل خواص ذاتی مواد ،مثل دمای ذوب،خواص مغناطیسی وحتی رنگ ماده را فراهم می آورند.دنیای نانوسرزمین عجایب است.

نانو پارا از عرصه دانش فراتر نهاده ودر دومین گام در آستانه فتح جهان اقتصاد قراردارد.

نانولوله‌های کربنی به دلیل خواص بسیار زیاد صنعتی و اقتصادی از ارزش زیادی برخوردار است؛ به طوری که هر چند گرم آن چند ۱۰ دلار قیمت دارد. محققان معتقدند نانو تکنولوژی یکی از ۵ فناوری تعیین کننده توسعه اقتصادی در قرن ۲۱خواهد بود. وچند کشور صنعتی برای تبدیل شدن به ۱۰ کشور اول دنیا در عرصه فناوری نانو،برنامه های ۱۰ ساله تدوین کرده اند. اقتصاد دانان پیش بینی می کنند که تنها محصولات هوا فضای حاصل از فناوری نانو،در دهه پیش رو، سالانه بازاری بالغ بر۷۰ میلیارد دلار داشته باشد.

در حال حاضر در ایران اسلامی ما تحقیقات وسیعی در این زمینه در حال اجراست و دانشمندان ایرانی به روش تولید نانولوله های کربنی به روش لایه نشانی با بخار شیمیایی یا CVD دست  پیدا کرده اند و امکان تولید ۸ کیلو کربن نانولوله را در روز به صورت آزمایشگاهی بدست آورده اند و تحقیقات در زمینه کاربردی کردن نانوتکنولوژی  درالکترونیک و پتروشیمی را نیز با جدیت دنبال می کنند.

واژه های کلیدی: نانو تکنولوژیف نانو تیوپ، نانولوله های کربنی، خواص مکانیکی، خواص شیمیاییف خواص الکتریکی

فهرست مطالب

نانولوله های کربنی   ۱
Nanotube & Applications   ۱
تاریخچه اکتشاف   ۴
خواص مکانیکی   ۷
خواص شیمیایی   ۸
خواص الکتریکی و کاربردها در الکترونیک   ۸
سه روش برای تغییر ساختار الکترونی نانولوله وجود دارد:   ۱۰
روش میکروسکوپی در فناوری نانو   ۱۳
روشهای ساخت نانو لوله های کربنی   ۱۴
روش عملی رشد عمودی نانو لوله های کربنی   ۱۵
نانولوله های تک دیوارهSWNT  و چند دیواره  MWNT   ۱۶
منابع و مآخذ:   ۲۰

یک روبات کوچک به اندازه یک گلوبول قرمز به بدن فرد بیمارتزریق می شود تا سلول های سرطانی را که در ناحیه ای حساس ازمغز او قرار گرفته، نابود کند.گلوله های ریز ودرشت به سوی سرباز شلیک می شود، اما او همچنان به پیشروی خود ادامه میدهد. اولباسی ضد گلوله به تن داردکه از یونیفرم نظامی اش هم سبک تر است…

نه اشتباه نکنید،اینها طرحهای داستان آسیموف نیستند، بلکه تصویر های روشن از جهان آینده،جهان فناوری نانو هستند.

گسترش فناوری نانو در سالهای اخیر از چنان سرعتی برخوردار بوده که شکی باقی نمی گذارد که جهان آینده در سیطره قدرت برتر قرن نانوتکنولوژی خواهد بود.آنچه دارد اتفاق می افتد بی شباهت به یک کودتا نیست.

سربازان نانو به سرعت مراکز مهم دانش بشری را به تسخیر خود در می آورندو ژنرالهای دست نشانده خود را حاکم میکنند.پیروزی نانو از هم اکنون آغاز شده است.

نانو یک پیشوند یونانی به معنای یک میلیاردم متر چیزی در حدود چند برابر قطر اتم است نانو تکنولوژی تولید ساختار هایی در مقیاس نانو (۱۰به توان۹ متر( است. این ساختار ها توانایی کنترل خواص ذاتی مواد ،مثل دمای ذوب،خواص مغناطیسی وحتی رنگ ماده را فراهم می آورند.دنیای نانوسرزمین عجایب است.

نیروهای معمولی جهان دردنیای ظاهراکوچک اما فوق العاده گسترده نانو اثری ندارد.برای مثال در محدوده ی اتم ها،نیروی جاذبه هیچ نقشی نمی تواند داشته باشد واز آنجا که این ساختار ها تقریبا فاقد جرم هستند،نیروی اینرسی نیز کاملا خنثی شده است.در این قلمرو،اتم ها وذرات،رفتاری غیر متعارف از خود به نمایش می گذارندواز آنجا که اساسا طبیعت از همین ذرات تشکیل شده است،شناخت نحوه عمل آنها،به یک معنا شناخت بهتر نحوه ی شکل گیری و کارکرد جهان است.

ایده ساخت اجرام در ابعاد نانو برای اولین بار توسط یک فیزیکدان به نام ریچاردفاینمن ارایه شد.او در سال ۱۹۵۹در انیستیتو تکنولوژی کالیفرنیا نشان داد که اصول ومبانی فیزیک،امکان ساخت اتم به اتم اجرام را رد نمی کرد.

اوگفت میتوان بااستفاده از ماشین های کوچک،ماشین هایی به مراتب کو چکتر ساخت وسپس این کاهش را تا سطح خود اتم ادامه داد.

تحقیق در قلمرو نانوتکنولوژی از اواخردهه۱۹۵۰آغاز شدو در دهه ۱۹۹۰ نخستین نتایج چشمگیرآن،خود را به رخ کشید.یک گروه از محققان شرکت  آی بی ام  موفق شدند۳۵  اتم گزنون را به روی یک صفحه از جنس نیکل درج کنند. این اولین نگارش در دنیای نانو بود.

نوشتن در جهان نانو اندکی با جهان معمول متفاوت است. حدود۲۵۰ میلیون حرف نانو متری را که معادل۳۰۰کتاب۳۰۰ صفحه ای،میتوان بر روی سطح مقطع یک موی انسان نوشت.

محققان دیگری به بررسی درباره ساختارهای ریز موجود در طبیعت نظیر تار عنکبوتها ورشته های ابریشم پرداختند.تا بتوانند موادی نازک ترومقاوم تر تولید کنند.

تاریخچه اکتشاف

تا به امروز با دو نمونه از کربن خالص به خوبی آشنا بودیم: گرافیت و الماس که از نظر ظاهر و خواص کاملا با هم متفاوتند اما می دانیم که هر دوی آنها فقط و فقط از اتم های کربن تشکیل شده اند و تفاوت آنها مربوط به شیوه آرایش اتمهای کربن در آنها.در الماس هر اتم با سه اتم مجاور خود پیوند دارد و یک شبکه مستحکم سه بعدی به وجود می آورند که امکان عبور نور از خلال آن وجود دارد به همین علت الماس شفاف است و بسیار سخت.اما در گرافیت اتمها به صورت ورقه ورقه تشکیل می شوند و روی هم قرار میگیرند که پیوند بین این ورقه ها چندان قوی نیست به همین دلیل گرافیت نرم و شکننده است و به این دلیل که این ورقه ها به صورت بی نظم کنار هم قرار گرفته اند،گرافیت کدر است.تاحدود پانزده سال پیش الماس و گرافیت تنها ساختار های مولکولی شناخته شده از کربن خالص بودند.

اما باید گفت که با استفاده از نانو فن آوری ،اتمهای کربن می توانند به گونه های کاملا متفاوتی آرایش یابند و مواد بی نظیری با خواص باورنکردنی پدید آورند.در سال ۱۹۸۵ با کشف کورتو (korto) و همکارانش، فیزیکدان ها ، شیمیدان ومهندسین مواد با مولکول جدیدی از اتم های کربن که بعدا فلورین نام گرفت آشنا شدند.

آنها شکل جدیدی از کربن را یافته اند که به گمان آنها به شکل توپ فوتبال است.امروز این گمان به یقین تبدیل شده وراهی تازه در ساخت ریزمحصولات گشوده شده است.

این سه شیمیدان به نامهای هارولد کروتو از دانشگاهی در انگلیس، رابرت کرل و ریچاردسمیلی از دانشگاه رایس هوستون به خاطر پزوهشهای کاربردی خود،جایزه نوبل شیمی دریافت کردند.

آنچه مورد توجه ما در اینجاست مولکول دیگری است که از کشیدن و بسط یک فلورین کروی حول یک محور آن حاصل می شود.این مولکول را نانولوله(nanotube) می نامند که در سال ۱۹۹۱ توسط  ای جی ما (Iijima) در آزمایشگاه مرکزی شهر NEC کشف شد.

یک صفحه کاغذ را در نظر بگیرید وقتی دو لبه آن را به یک دیگر بچسباند به شکل یک لوله در خواهد آمد.این دقیقا همان وضعی است که برای یک ورقه گرافیت پیش می آید و به یک نانو تیوپ تبدیل می شود.قطر نانولوله ها در حد چند نانو و طولشان در حد میکرون است.برای ارائه یک مقایسه برای تصور نازکی نانولوله ها ،اگر قطر یک نانو لوله را ۵۰ نانو متر در نظر بگیریم آنگاه آن نانولوله ۲۰۰۰۰ بار نازک تر از موی انسان خواهد بود!

خواص مکانیکی

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .