رشته حقوق

علم و فناوری

دانلود پایان نامه

پسوند نانو به معنای یک میلیاردم (9-10) است. بنابراین فناوری‌ها و علوم نانو در حوزه‌هایی کار می‌کنند که ابعاد آنها در محدوده‌ی نانومتر می‌باشد.

1-1-1. علم نانو :
علم نانو مطالعه‌ی پدیده‌ها و دستکاری مواد در مقیاس اتمی و مولکولی می‌باشد که در این مقیاس کوچک، خصوصیات مواد با ویژگی‌هایشان در مقیاس بزرگ متفاوت است.
1-1-2. فناوری نانو :
فناوری نانو عبارت است از طراحی، شناسایی، تولید و کاربرد ساختارها، طرح‌ها و سامانه‌ها با استفاده از کنترل شکل و اندازه مواد در مقیاس نانو. به عبارتی فناوری نانو توانایی تولید مواد، ابزارها و سیستم‌های جدید با در دست گرفتن کنترل در سطح مولکولی و اتمی و استفاده از خواصی است که در آن سطوح ظاهر می‌شود ]80[. فناوری نانو حوزه‌ایی جدید و مهم در علوم مختلف بوده و آخرین پیشرفت‌ها در این حوزه سبب تولید مواد و تجهیزاتی با خصوصیات کاملاً جدید شده است ]35[. در واقع فناوری نانو یک رشته جدید نیست بلکه رویکردی است جدید در تمامی رشته‌ها که نوید بخش تغییر در جهت‌گیری توسعه فن‌آوری در گستره وسیعی از کاربردها می‌باشد. نقش این فناوری در آینده، بی شک تداعی کننده یک انقلاب نوین در دنیای صنعتی امروز می‌باشد ]53[. کاهش اندازه ذره از مقیاس میکرومتر به نانومتر تغییرات اساسی در خواص مواد ایجاد کرده، به طوری که
نانو مواد کلوئیدی در مقایسه با مواد میکرومتر مشابه، ویژگی‌های متفاوتی را در کاربردهایی نظیر خواص مغناطیسی، نوری، الکتریکی و کاتالیستی از خود نشان می‌دهند، از این رو در سال‌های اخیر توجه زیادی به سوسپانسیون‌های کلوئیدی زئولیت با اندازه ذرات کوچکتر از 200 نانومتر شده است ]23[.
1-2. مواد نانو ساختار :
موادی با ساختار بسیار ریز که در آنها اندازه‌ی فازها یا دانه‌ها در حد نانومتر است، تحت نام مواد نانو ساختار شناسایی می شوند. در حال حاضر در یک تعریف کلی به هر ماده‌ای که دارای دانه‌ها، لایه‌ها و یا رشته‌هایی در مقیاس نانومتر باشد، نانو ساختار می گویند. به دلیل اندازه بسیار کوچک اجزای تشکیل دهنده‌ی ساختار و نسبت سطح به حجم زیاد، این مواد توجه و علاقه زیادی به سوی خود جلب نموده اند زیرا خواص منحصر به فرد مکانیکی، نوری، الکترونیکی و مغناطیسی از خود نشان می‌دهند. از جمله مواد نانو ساختار می توان به موارد زیر اشاره نمود :
1- ذرات و پودرهایی با قطر کمتر از 100 نانومتر شامل نانو پودرهای فلزی و سرامیکی.
2- فیبرهایی با قطر کوچکتر از 100 نانومتر نظیر نانو میله‌ها، نانو لوله‌ها و نانو فیبرها.
3- لایه‌هایی با ضخامت کمتر از 100 نانومتر.
4- دانه‌های کوچکتر از 100 نانومتر نظیر مواد نانوکریستالی.
5- نانو کامپوزیت‌ها که شامل نانو کامپوزیت‌های زمینه فلزی، سرامیکی، پلیمری و مجموعه‌ای از موارد بالا را در بر می‌گیرند.
1-3. کاتالیزور :
واژه کاتالیزور در سال 1836 برای اولین بار توسط برزیلوس به کار برده شد. کاتالیزور ماده‌ایی است که معمولاً سرعت یک واکنش شیمیایی را تغییر می‌دهد. البته ذکر این نکته ضروری است که واکنش‌هایی را که از نظر ترمودینامیکی قابل انجام نیستند به کمک کاتالیزور نیز نمی‌توان انجام داد. استوالد اولین کسی بود که اظهار داشت کاتالیزور سرعت یک واکنش را تغییر می‌دهد اما بر موقعیت تعادل واکنش اثری ندارد، با توجه به این مسأله کاتالیزور باید سرعت رفت و برگشت یک واکنش را به یک اندازه تغییر دهد. در شکل (1-1)، مشاهده
می‌شود که انرژی فعال سازی با استفاده از کاتالیزور کاهش یافته است. کاتالیزورها بر دو نوع هستند :
کاتالیزور همگن که در آن تمام واکنش در یک فاز انجام می‌شود و کاتالیزور ناهمگن که در آن واکنش در سطح مشترک بین دو فاز انجام می‌گیرد به این نوع کاتالیزور، کاتالیزور مجاورتی یا سطحی نیز می‌گویند ]60[.
شکل (1-1)، مقایسه انرژی فعالسازی همراه/بدون کاتالیزور
1-3-1. نقش کاتالیست‌های نانو ساختار در حذف آلاینده‌های زیست محیطی :
مواد کاتالیستی جزء قدیمی‌ترین مواد نانو ساختار به شمار می‌روند که بسیار قبل‌تر از مطرح شدن علم و فناوری نانو شناخته شده‌اند. کاربرد کاتالیست‌ها در حوزه‌های گوناگونی مطرح می‌باشد که یکی از کاربردهای مهم آنها حذف آلاینده‌های زیست محیطی است. کاربرد موفق پروسه‌های کاتالیستی به مؤثر بودن کاتالیست بستگی دارد که خود متاثر از سه فاکتور فعالیت، گزینش و پایداری می‌باشد ]9[. کاتالیست‌های پیشرفته امروزی در شکل مواد نانو کریستالی و نانو منفذی طراحی می‌شوند. با کنترل دقیق اندازه کریستال، مساحت سطوح، مواد
تشکیل‌دهنده، انتشار اجزاء، ساختار و اندازه منافذ می‌توان فعالیت، گزینش و پایداری این کاتالیست‌ها را تا حد زیادی بهینه و آنها را تبدیل به کاتالیست‌هایی مؤثر برای حذف آلاینده‌های زیست محیطی نمود [55 و80].
1-4. فرآیند سل-ژل در سنتز نانو فوتوکاتالیست‌ها :
سل-ژل را می‌توان متداولترین روش تولید نانوذرات در فاز مایع دانست. دلیل این موضوع به سهولت روش، عدم نیاز به تجهیزات ویژه و تنوع محصولات تولیدی برمی‌گردد. در این فرآیند، مواد اولیه‌ایی که برای رسوب‌دهی مورد استفاده قرار می‌گیرند، معمولاً به وسیله‌ی تعداد زیادی لیگاند (اجزاء فرعی که شامل فلز نیستند) احاطه شده‌اند[61]. سل: عبارت است از مخلوط کلوئیدی که ذرات جامد به صورت معلق در مایع قرارگرفته‌اند. کلوئید مخلوط معلقی است که در آن فاز توزیع شده بسیار کوچک (100-1 نانومتر) است. در این شرایط نیروی موجود بین ذرات از نوع نیروهای با برد کوتاه مانند نیروی جاذبه واندروالسی و بارهای الکتریکی سطحی هستند. وجود این نیروهای ضعیف منجر به ایجاد حرکت براونی و تصادفی ذرات در محلول می‌شود.
ژل: ساختار پیوسته‌ای از مولکول‌های بزرگ آلی- فلزی است که حالت الاستیک دارد. معمولاً ژل، محصول واکنش هیدرولیز است.

مطلب مشابه :  اجتماع اسباب به نحو عرضی

برای دانلود متن کامل فایل این  پایان نامه می توانید  اینجا کلیک کنید