تحقیق در مورد خواص الاستیگی نانوتیوپ‌ها 27 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل : .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 28 صفحه

قسمتی از متن .doc :

خواص الاستیکی نانوتیوپ‌ها :

تغییر شکل نانوتیوپ‌ها ، به خصوص در نانوتیوپ‌های کربن تک دیواره ؛ به شدت الاستیک می‌باشد ، الاستیک بودن یکی دیگر از خواص کاربردی بسیار مناسب نانوتیوپ‌ها به شمار می رود .برای مثال اگر از این مواد در ساخت یک اتومبیل استفاده شود آنگاه پس از تصادف تمامی کمانش‌ها و تاب خوردگی‌ها باز شده و ماده هیچ گونه اثری از صدمه دیدن را از خود نشان نخواهد داد . از دیگر کاربردهای این مواد می‌توان به ساختمان‌های ضد زلزله و المان‌هایی برای ساخت پل‌ها اشاره نمود . البته مشکلات و مسایل بسیاری وجود دارد که باید تحقیقات زیادی صورت گیرد تا بر این مشکلات غلبه شود .

کاربرد در نانوتکنولوژی :

نانوتیوپ‌هایی که دارای انتهای باز باشند می‌توانند به داخل سلول نفوذ کرده و مواد شیمیایی داخل آن را بررسی نمایند و یا میتوانند به عنوان پیپت‌هایی بسیار کوچک عمل کرده و مولکو‌ل‌ها را به داخل سلول بفرستند. مدلسازی‌های کامپیوتری نشان می‌دهند که مولکول آب می‌تواند به سرعت وارد نانوتیوپی با قطر هشت نانومتر شده و طول آن را طی کند . بعلاوه مدلسازی‌های کامپیوتری انجام شده برای تعداد دیگری از مولکول‌های آلی نشان دهنده این نکته است که آنها نیز می‌توانند با سرعتی معادل با سرعت آب در طول نانوتیوپ حرکت نمایند . با استفاده از این خاصیت غیر عادی نانوتیوپ‌های کربن ، می‌توان از آنها در کاربردهای پزشکی مانند تزریق دارو به صورت بسیار هدفمند ، بهره گرفت .

به علت حساسیت بالای نانوتیوپ‌ها و اندازه آنها می‌توان از این مواد به عنوان سنسور استفاده کرد . مقاومت الکتریکی نانوتیوپ‌های نیمه رسانا به شدت با تغییر محیط اطراف آنها تغییر می‌کند که از این امر برای ساخت سنسور‌های حساس استفاده می‌شود . مشکلی که وجود دارد و باید در کاربردها به آن توجه داشت این است که نانوتیوپ‌ها نسبت به بسیاری از ترکیبات شیمیایی مانند اکسیژن و آب حساس بوده و ممکن است قادر نباشند که یک ماده شیمیایی و یا گاز را از دیگر مواد تشخیص دهند .

سوزن دستگاههای اسکن‌ کننده برای توسعه نانوتکنولوژی بسیار با اهمیت هستند زیرا این دستگاهها شکل سطح را مشخص می‌کنند .بنابراین باید سوزن آنها بسیار تیز باشد و پس از مصرف مکرر دچار سایش نگردد. امروزه نانوتیوپ‌های منفرد که به تیرهای یک سر درگیر سیلیکنی متصل هستند در میکروسکوپ‌های نیروی اتمی متداول استفاده می‌شوند . نمونه‌ای از این سوزن‌های ساخته شده از نانوتیوپ‌ کربن در شکل 5-55 نشان داده شده است .

همچنین این نانوتیوپ‌ها علاوه بر اینکه دارای میزان تیزی بالایی می‌باشند در مقابل خسارات مکانیکی نیز مقاوم‌اند و تصاویر با کیفیت بالایی را فراهم می‌آورند . به عنوان مثال یک سوزن میکروسکوپ ساخته شده از نانوتیوپ می‌تواند مسیر یک DNA را دنبال نموده و مواد شیمیایی به کار رفته را تشخیص دهد .

نانو تکنولوژی ،‌انسان و محیط زیست

مزایای نانوتکنولوژی :

با توجه به مطالبی که در فصول قبلی مورد بحث قرار گرفت ملاحظه می‌نماییم که نانوتکنولوژی در تمام جنبه‌های مختلف زندگی انسان تاثیر گذار بوده و اغلب این اثرات به صورت محسوس و غیرمحسوب قابل مطالعه ، بررسی و تحلیل می‌باشد و بطور کلی می‌توان گفت که زندگی اجتماعی انسان و توسعه همه جانبه آن وابستگی شدیدی به موضوع نانوتکنولوژی داشته ، و اغلب این وابستگی‌ها نتیجه اثرات مثبت و سازنده‌ای است که نانوتکنولوژی در زمینه‌های مختلف زندگی انسان از جمله مسایل اقتصادی ، زیست محیطی ، پزشکی ، تغذیه ، صنایع ،منسوجات و بطور کلی سیستم‌ها و ابزار آلات و ملزومات روزمره از خود نشان داده است . نمونه‌هایی از این اثرات مثبت در قالب کاهش مصرف مواد اولیه و هزینه‌های تولید ،‌کاهش آلودگی محیط زیست ، طراحی و ساخت وسایل و ابزارهای دقیق در مهندسی پزشکی ، رساندن دز مناسب دارو به سلولهای بیمار ، تقویت و تعدیل مواد مناسب در تغذیه روزمره ، افزایش کارآیی و عمر قطعات صنعتی و بهبود کیفیت و تنوع کارآیی مواد و منسوجات مورد نیاز زندگی انسان و هزاران مورد دیگر را می‌توان نام برد . در این خصوص در فصول قبلی در زمینه مزایای نانوتکنولوژی مباحثی مطرح و مسایل بیشتری در کتب و مقالات منتشر شده توسط دیگر نویسندگان ] 5-1[ بیان شده است که اهم آنها به شرح ذیل است .

ذرات نانومتری می‌توانند به راحتی وارد سلول‌ها شوند ، بر این اساس داروهای جدیدی را نیز می‌توان تولید نمود .

جالب‌ترین کاربردی که این مواد در زمینه محیط زیست و همچنین در زمینه انرژی دارند ، پیل‌های سوختی می‌باشد که کاربردهای صنعتی زیادی دارند . از جمله تحقیقاتی که در حال انجام است می‌توان به تحقیقات در زمینه بکارگیری نانوتیوپ‌های کربن به عنوان ذخیره کننده هیدروژن در این پیل‌ها اشاره نمود . این پیل‌ها قادر خواهند بود تا حتی اتومبیل‌ها را نیز به حرکت در آورند در حالی که تنها ماده خروجی این گونه اتومبیل‌ها آب می باشد. شماتیکی از این پیلها در شکل 6-1 نشان داده شده است .

مهندسی سطح در ساخت پیل‌های سوختی یک امر بسیار مهم بوده ، که در آن خواص سطح خارجی و ساختار حفره‌ها تاثیر زیادی بر روی کارایی آنها دارند . در این پیل‌ها هیدروژن به عنوان سوخت اصلی به کار برده می‌شود و می‌توان آن را از هیدروکربن‌ها و با استفاده از بهینه سازی توسط کاتالیزر که عموماً در داخل یک راکتور که به صورت مستقیم به پیل سوختی متصل است ، تولید نمود . استفاده از صفحات و سطوح ساخته شده موجب خواهد شد تا فرآیندهای کاتالیزری بکار رفته بهبود یافته وبازده افزایش یابد ، بگونه‌ای که بتوان پیل‌های سوختی با اندازه‌های