680 likes | 1.02k Views
کارگاه آموزشی کاربردهای فناوری نانو در محیط زیست وانرژی های نو مهندس فرهاد جدیدی. آريا پليمر پیشگام. سال 1394 =. رتبه پانزدهم دنيا. توسعه همه جانبه فناوري نانو. 25. 20. 31. 36. 42. 48. 51. 52. 60. رتبه علمي ايران. 465. 281. 132. 58. 30. 30. 17. 9.
E N D
کارگاه آموزشی کاربردهای فناوری نانو در محیط زیست وانرژی های نو مهندس فرهاد جدیدی
سال 1394 = رتبه پانزدهم دنيا توسعه همه جانبه فناوري نانو
25 20 31 36 42 48 51 52 60 رتبه علمي ايران
465 281 132 58 30 30 17 9 تعداد مقالات ISI فناوري نانو ايران
عمده فعاليت هاي صورت پذيرفته • کسب مقام دوم کشوري در بخش نانو جشنواره فن آفريني شيخ بهائي • ارائه محصول نانو کامپوزيت ضد خوردگي در نمايشگاه توانمندي هاي نانو کشور • ساخت مستربچ ضد باکتري بر پايه پلي پروپيلن حاوي نانو ذرات نقره و کيتوزان ( اختراع ثبت شده ) • ساخت پوشش نانو کامپوزيت پليمري جهت جلوگيري از خوردگي ( اختراع ثبت شده ) • ساخت دستگاه حذف دی اکسيد گوگرد توسط ميدان الکتريکی ( اختراع ثبت شده ) • ساخت دستگاه حذف اکسيدهای نيتروژن توسط ميدان الکتريکی ( اختراع ثبت شده ) • برگزاري کارگاههاي آموزشي در زمينه نانو تکنولوژي
نانوتكنولوژي چيست؟ نانوفناوري عبارت است از آفرينش مواد، قطعات و سيستم هاي مفيد با كنترل آنها در مقياسطولي نانومتر و بهره برداري از خصوصيات و پديده هاي جديد حاصله در آن مقياس.
تعريف نانوفناوري كه توسط برنامه ملي پيشگامينانوفناوري در آمريكا صورت گرفته يكي از بهترين تعاريف آن باشد: توسعه تحقيقات و فناوري در سطوح اتمي، مولكولي و ماكرومولكولي با طول تقريبي از 1 تا100 نانومتر، به منظور فراهم آوردن شناخت اصولي از پديده ها و مواد در مقياس نانو و با هدفايجاد و استفاد ه از ساختارها، قطعات و سيستمهايي كه به خاطر اندازه كوچك و يا متوسط خودداراي خواص و عملكردهاي جديدي هستند.
دیگر این سؤال مطرح نیست که آیا نانوتکنولوژی توسعه می یابد یا خیر؛ بلکه این سؤال مطرح است که چه کسی در هر عرصه، پیشتاز است؟
يك نانومتر چقدر است؟ دو ميليارد نانومتر
10 μm 100 nm 1 μm 100 μm 2.5 nm 1-20 nm مادر طبيعت قبلا آنرا براي شما انجام داده است
سر منشأ ايده فن آوري نانو « ريچارد فايمن» با طرح چهار سئوال كه در سمينار عنوان كرد ايده فن آوري نانو را به ميان آورد.چهار سئوال «ريچارد» به اين صورت بود: • 1- آيا ميتوان اتمها را جابجا كرد؟(مثلا جاي اتم Aرا با اتم B عوض كنيم.) • 2- آيا ميشود ماشينهاي بسيار بسيار كوچك درست كرد؟(مثلا با چند اتم...) • 3- آيا ميتوانيم سيم هايي درست كنيم كه از اتم ساخته شده باشند؟ • 4- آيا قوانين فيزيك در برابر اين جزئيات مقاومت مي كنند؟
جوايز مطرح شده توسط آقاي فاينمن: 1000 دلار براي ساخت اولين الکتروموتوريکه ابعادشحداکثر1/64 اينچمکعب باشد. (تحقق 1960) • جايزه اي براي کسي که بتواند ابعاد يک صفحه کتاب را به اندازه اي کوچک کند که بتوان آن را به کمک يک ميکروسکوپ الکترونيکي خواند. (تحقق 1985)
تاریخچه قدمت علم نانو به شروع حیات روی کره زمین برمیگردد. جانوران نرم تن صدف دار و حلزون ها، صدفهای بسیار سختی را می سازند که در واحد های نانو ساختاری بسیار محکم به یکدیگر متصل شده اند. قرن چهارم پس از میلاد: شیشه سازان رومی شیشه هایی حاوی فلزات نانو مقیاس می ساختند. قرن 18 و 19: فناوری عکاسی که وابستگی کاملی به ذرات بسیار ریز نقره دارد، توسعه یافت. 19
بهره گيري مردم قديم از فناوري نانو جام مشهور ليکرگوس
اهميت نانو ابعاد: • ترکيبات نانـو متري داراي نسبت سطـح به حجم بسيار زيادي هستنـد (حجم کمي دارند اما سطح زيادي را پوشش مي دهند ) . • سيستم هاي ماکروسکوپيک ساخته شده ازنانو ساختارها مي توانند چگالي بيشتري نسبت به مواد ساخته شده از ميکـروساختارها داشتـه باشنـد و همچـنين هـدايت الکتريکي بهتري دارند . • طراحي مواد نانو متري تغيير در خصوصيات ذاتي ماده مانند رنگ ، خواص مغناطيسي، دماي ذوب و ... بدون تغيير ترکيبات شيميايي آن ممکن مي شود . • از جمله خصوصيت مواد بيولوژيکي و زنده، سازماندهي منظم آنها در ابعاد نانومتري است و توسعه در زمينه نانو فناوري به ما اجازه خواهد داد که چيزهاي نانو ابعادي ساخت بشر را در داخل سلولهاي زنده قرار دهيم .
سطح يک ميليون بار بيشتر سطح 8 ميليون بار بيشتر
کرم ضد آفتاب • کرم هاي ضد آفتاب حاوي نانوذرات اکسيد روي و تيتانيوم • جلوگيري از رسيدن امواج UV به پوست • شفاف (ذرات کمتر از طول موج نور)
ارتباط بين ناهمواری سطح و خود تميزشوندگي
ساختمان نانويي نانو تكنولوژي در سيمان كاربرد مواد نانو در صنعت بتن شيشه هاي خود به خود تميز شونده تصفيه هوا انتشار نور روکار ها سيستم هاي انتقال حرارت آسفالت
استفاده نانو در صنعت خودرو سازي، هواپيما سازي و کشتي سازي 1- شيشه هاي خود به خود تميز شونده 2- بدنه 3- فيلتر ها وروغن ها ي آب گريز 4- توربين ها 5- سوخت
پارچه های ضد آب و ضد چروک • ضد آب و چروک شدن در عین حفظ لطافت (افزودن خاصیت به پارچه های کتانی) • بی نیازی از شستشوی لباسها • حذف بوی عرق لباس ورزشکاران (لباسهایی ضد آب با قابلیت عبور هوا و بخار آب) پارچه های آنتی باکتریال پارچه ضدعفوني كننده با استفاده از افزودن نانوذرات نقره در پارچه کاربردهای پزشکی، نظامی پارچه های هوشمند • با شرایط محیطی تغییر می کنند و حتی مراقب علایم حیاتی هستند. • پارچه های خود ترمیم شونده با استفاده از نور • ایده ی انسان نامریی 33
نانولوله های کربنی • استوانه های توخالی از جنس ورقه های گرافیت، طول از یک تا چند میکرومتر • شکل کشیده شدة اتم های فولرین • ارزیابی به شکل یک تک مولکول یا یک کریستال شبه یک بعدی
نانولوله های کربن: اولین بار در سال 1970 میرینوبواندو ساخت فیبرهای کربن با ابعاد نانومتری را در رساله دکترای خود در دانشگاه اورلان در فرانسه گزارش داد. در سال 1991 نانولوله های کربنی توسط یک متخصص ژاپنی میکروسکوپهای الکترونی به نام سومیوایجیما در هنگام مطالعه بر روی فلورین ها کشف شد. مدتی بعد توماس ابزن و پیولیکل آجین از آزمایشگاه آقای ایجیما چگونگی تولید نانولوله های کربن به صورت انبوه توسط تبخیر قوس الکتریکی گزارش شد.سپس در سال 1993 نانولوله های تک دیواره بطور همزمان توسط گروه ایجیما در شرکت NEC و گروه دونالد بثون در مرکز تحقیقات آلمان متعلق به شرکت IBM در کالیفرنیا کشف شد. نانولوله های کربنی تک دیواره: انواع نانولوله های کربن: نانولوله های کربنی چند دیواره:
ساختار نانولوله ها : قسمت اول دیواره های استوانه ای شکل که از لوله شدن صفحات گرافیتی ایجاد شده است اجزاء نانولوله قسمت دوم انتهای بسته نانولوله که از نیم کره هایی شامل 5و6 ضلعی مانند فلورین تشکیل شده است. هیبریداسیون اتم های کربن در آرایش نانولوله هیبریداسیون sp2 است که از ترکیب یک اربیتال s با دو اربیتال p تشکیل شده و زاویه 120 درجه با هم می سازند که همان پیوند سیگما در صفحه را که از نوع کووالانسی است تشکیل می دهد اربیتال باقی مانده بر صفحه عمود و پیوند ضعیف پای را به وجود می آورد.
آرمچیرm = n انواع نانولوله ها از نظر کایرالیتی کایرالn≠m زیگزاگn=0 یا m=0 (0,0) (0,0) (0,0) C=(10,0) C=(10,5) C=(10,10) a1 a1 a1 a2 a2 a2 Zigzag Armchair Chairal
ساخت بالا به پايين ساخت پايين به بالا
جایگاه نسبت به علوم دیگر مهندسی بیولوژی نـــانو شیمی فیزیک 42
جایگاه نسبت به علوم دیگر بیولوژی مهندسی نـــانو فیزیک شیمی در واقع فناوری نانورشته ای جدیدنیست بلکهرویکردی جدیدومیان رشته ایبه فناوری های موجود است. 43
مضرات نانو تکنولوژي هر چند كه گفته مى شود نانوفناورى قابليت توليد و كاربرد فناورى هاى تميزتر را دارا است؛ اما در كاربرد نانومواد يا ريزمواد بايد احتياط لازم را به عمل آورد. مطالعات نشان مى دهد افرادى كه در معرض انتشار نانومواد قرار دارند ممكن است به عارضه هايى دچار شوند و همچنين تخليه نانوذرات به آب نيز سبب آلودگى هاى سمى زيست محيطى مى شود. تاثير مخرب نانوذرات آلومينيوم بر رشد گياهان
1064 Cتوده طلا دماي ذوب تغيير نقطه ذوب طلا با تغيير شعاع ذره C دماي ذوب شعاع ذره (نانومتر)
رسانش هوشمند درمان سرطان با نانوپوسته هاي طلايي • لايه اول: طلا • لايه دوم: سيليکا • لايه سوم (درصورت وجود): پليمر حاوي دارو
فاز زمینه فاز پراکنده نانو کامپوزيتهاي پليمري • کامپوزيت چيست؟ • نانو کامپوزيت به چه موادي اطلاق مي شود؟