انواع مواد نانو + مزایا و معایب استفاده از تکنولوژی نانو

همانطور که توسط بخش بهداشت و ایمنی محیط زیست دانشگاه استنفورد تعریف شده است، نانو مواد عبارتند از “موادی با حداقل یک بعد خارجی که اندازه آنها بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است. در مورد اینکه نانومواد چیست در جهان علمی یکپارچه نیست علاوه بر این، دو نوع اصلی نانومواد وجود دارد-آنهایی که در ظاهر طبیعی هستند و آنهایی که توسط انسان ساخته شده اند. نانومواد دست ساز شامل چهار خانواده است. – بر پایه کربن، بر اساس فلز، دندریمرها و کامپوزیت ها. از بسیاری از صنایع از جمله مواد غذایی و تولیدی و زیست پزشکی و دارویی، که تنها چند مورد از آن ها نام برده می شود، بهره مند می شوند.

نگاهی دقیق به چهار خانواده نانومواد دست ساز

نانومواد مبتنی بر کربن-به طور کلی، نانومواد مبتنی بر کربن عمدتا از کربن تشکیل شده و اشکال مختلفی را تشکیل می دهند. بیشتر لوله های توخالی، استوانه ها و بیضی شکل شامل نانولوله ها و فولرن ها هستند.

نانومواد مبتنی بر کربن، مانند نانولوله ها به سادگی پیکربندی مجدد کربن از صفحه مسطح به شکل لوله نورد است کربن را به عنوان یک ماده شیمیایی در نظر بگیرید. این ماده با حرف C. نشان داده می شود فرمول شیمیایی الماس C. این دو ماده معدنی بسیار قدرتمند هستند، اما به عنوان یک گرافیت نانومواد نرم، به سادگی با دستکاری ساختار کریستالی گرافیت قوی تر می شوند. ایجاد یا سنتز نانولوله ها می تواند به طرق مختلف رخ دهد. الگوی رشد نانولوله ها “رشد می کنند”. فرآیندهایی برای ایجاد نظم ، رشد میدان الکتریکی و رشد الگو وجود دارد. مزیت نانولوله های کربنی این است که استحکام و ساختار شگفت انگیزی به محصولات می دهند و گرما را هدایت می کنند. و برق، که برای توسعه فناوری مانند بهبود باتری مفید است.

نانو مواد مبتنی بر فلز – این ها مواد مبتنی بر فلز هستند که ما معمولاً آن ها را نقاط کوانتومی، نانو طلا ، نانو نقره و اکسیدهایی با پایه های فلزی می دانیم. دی اکسید تیتانیوم یکی از این نمونه ها است. نانومواد مبتنی بر فلز تمرکز صنایع بیومدیکال و داروسازی هستند. قدرت در اینجا خواص اتصال شیمیایی یا ترکیباتی است که نانوذرات بر پایه فلز ارائه می دهند. این قدرت اگر در توانایی مواد چند پیوندی برای اتصال شیمیایی با آنتی بادی ها یا داروها یافت شود.

تهیه سنتز نانومواد مبتنی بر فلز از طرق مختلف مانند میکروامولسیون ها. با توجه به مجله داروسازی و علوم زیستی ، تکنیک اصلی مورد استفاده برای ایجاد نانوذرات بر پایه فلز مغناطیسی، دستکاری نمک های آهن از طریق بارندگی شیمیایی است. و اسکن دستگاهها برای اهداف تشخیصی.

دندریمر – اجزای شاخه ای که پلیمرها را تشکیل می دهند و سطح آن ها انتهای زنجیره ای را نشان می دهد که برای دستکاری شیمیایی به عنوان ابزار مناسب است. دندریمرها می توانند برای ایجاد حفره های توخالی با یکدیگر ترکیب شوند یا به عنوان بخشی از کاتالیز استفاده شوند. ایجاد یا آماده سازی دندریمرها از طریق واگرایی یا همگرایی است یا شاخه ها رشد کرده و سپس به هسته متصل می شوند یا شاخه ها از هسته رشد می کنند.

این فرآیند از طریق واکنش آبشاری انجام می شود که یک واکنش طبیعی است که فناوری نانو از زیست شناسی ساده ربوده است. در بدن انسان، سنتز پروتئین ساختمان ساختارهای پیچیده تری از قسمت ها است. این همان مفهومی است که برای Dendrimers وجود دارد. دندریمرها دارای قابلیت شگفت انگیزی هستند و کاربرد فعلی آنها از طریق زیست پزشکی با کاربردهایی به عنوان داروهای ضد سرطان ، مدیریت درد و داروهای آزاد شده به موقع مانند پچ ترانس درمال یا ژن درمانی است.

کامپوزیت ها – همانطور که کلمه توصیف می کند ، این ترکیبی از نانوذرات یا نانوذرات و سایر مواد برای تشکیل نانومواد منحصر به فرد است که سپس به ایجاد محصولات می پردازد. تاکنون سنتز و خواص سه خانواده اول نانومواد و نانوذرات منظم و علمی باقی می مانند. نانومواد کامپوزیت منظم ، اما شاید در سطح پیچ خورده باقی بمانند. اینها یک یا گروهی از ذرات نیستند – آن ها افراد یک گروه از ذرات با خانواده، جنس و تن بالقوه هستند. اینها نانومواد هستند که راه حل های منحصر به فرد را ممکن می سازند – بدون هیچ گونه هدف.

کامپوزیت، مانند متالورژی، یک صنعت است. آماده سازی کامپوزیت ها شامل کاهش حرارتی اکسیدهای فلزی و پلی آمید ۶ است. با این حال استفاده از PA6 تنها یک روش برای تهیه نانومواد کامپوزیت است. الکتروریسی که جسم فیزیکی را با محلول شیمیایی تغییر شکل می دهد و کامپوزیت های تک بعدی ایجاد می کند که به نوعی ارگانیک و معدنی هستند. در این چهار خانواده نانومواد طیف وسیعی از خواص وجود دارد. آیا به موادی نیاز دارید که پیکربندی الکتریکی را فعال کند یا از خواص مکانیکی و مغناطیسی استفاده کند؟ این ها نمونه هایی از مجموعه مفیدی است که نانومواد برای تولید، فناوری نظامی، داروسازی و صنایع محیط زیست به ارمغان می آورد.

در دنیای نانوذرات چیزهای بیشتری برای کشف وجود دارد و پتانسیل این صنعت یک شمشیر دو لبه است. به عنوان مثال، در حالی که نانومواد فلزی باعث تشخیص داخلی می شوند، فلزات به طور معمول مضر هستند. تحقیقات بیشتر می تواند منجر به درک بهتر و تصمیم گیری آگاهانه تری در مورد نحوه استفاده از فناوری نانو به نفع کره زمین و بشر شود.

درک، شکل دهی و ترکیب ماده در مقیاس اتمی و مولکولی، فناوری نانو نامیده می شود. فناوری نانو شامل علم، پزشکی، مهندسی، محاسبات و رباتیک در این مقیاس است که مقیاس نانو نامیده می شود. فناوری نانو پتانسیل انواع جدید و سریع کامپیوترها ، منابع انرژی کارآمدتر و درمان های پزشکی نجات دهنده را ارائه می دهد. معایب احتمالی شامل اختلال اقتصادی و تهدیدهای احتمالی برای امنیت، حریم خصوصی، سلامت و محیط زیست است.

مزایای تولید نانومواد

فناوری نانو در حال حاضر مواد جدیدی را در دسترس قرار می دهد که می تواند بسیاری از زمینه های تولید را متحول کند. به عنوان مثال، نانولوله ها و ذرات نانو، که لوله ها و ذرات تنها چند اتم هستند و آئروژل ها، موادی که از مواد بسیار سبک و قوی با خواص عایق قابل توجه تشکیل شده است، می توانند راه را برای تکنیک های جدید و محصولات برتر هموار کنند. علاوه بر این، ربات هایی که تنها چند نانومتر طول دارند، نانو ربات نامیده می شوند و نانو کارخانه ها می توانند به ساخت مواد و اشیاء جدید کمک کنند.

در سال ۲۰۲۱، دپارتمان علوم و مهندسی مواد (DMSE) MIT اعلام کرد که آن ها کلاس جدیدی از مولکول های دو بعدی مصنوعی ایجاد کرده اند که خود به خود نانو روبان هایی را که قوی تر از فولاد هستند، جمع آوری می کند. تلاش های قبلی برای ایجاد نانوساختارها همیشه به فرایندهای بیولوژیکی وابسته بوده است که در طول زمان تجزیه می شوند. این مولکول های جدید حتی در خارج از آب تجزیه نمی شوند.

انرژی و مزایای الکترونیکی

فناوری نانو ممکن است شیوه های بدست آوردن و استفاده از انرژی را تغییر دهد. به طور خاص، این احتمال وجود دارد که فناوری نانو با کاهش هزینه ساخت صفحات خورشیدی و تجهیزات مربوطه، انرژی خورشیدی را اقتصادی تر کند. در نتیجه دستگاه های ذخیره انرژی کارآمدتر خواهند شد. فناوری نانو همچنین روشهای جدیدی برای تولید و ذخیره انرژی ایجاد می کند.

حوزه الکترونیک با فناوری نانو متحول می شود. به عنوان مثال، نقاط کوانتومی سلول های کوچک تولید کننده نور هستند که می توانند برای روشنایی یا برای مواردی مانند صفحه نمایش استفاده شوند. تراشه های سیلیکون در حال حاضر می توانند حاوی میلیون ها جزء باشند، اما این فناوری به مرز خود رسیده است. در یک نقطه خاص، مدارها آنقدر کوچک می شوند که اگر یک مولکول در جای خود نباشد، مدار به درستی کار نمی کند. فناوری نانو اجازه می دهد تا مدارها در سطح اتمی بسیار دقیق ساخته شوند.

مزایای پزشکی فناوری نانو

فناوری نانو این پتانسیل را دارد که پیشرفت های بزرگی را در زمینه پزشکی به همراه داشته باشد. نانوبوت ها را می توان به شریان های بیمار فرستاد تا انسداد را برطرف کند. جراحی می تواند بسیار سریعتر و دقیق تر شود. آسیب ها را می توان سلول به سلول ترمیم کرد. حتی ممکن است با اصلاح ژن های آسیب دیده، شرایط ژنتیکی را بهبود بخشید. فناوری نانو همچنین می تواند برای اصلاح تولید دارو مورد استفاده قرار گیرد و داروها را در سطح مولکولی برای اثربخشی بیشتر و کاهش عوارض جانبی مورد استفاده قرار دهد.

در سال ۲۰۲۱، Nonwoven News گزارش داد که محققان دانشگاه رود آیلند یک بانداژ هوشمند ایجاد کرده اند که می تواند با استفاده از نانولوله های کربنی تک جداره، عفونت زخم ها را تشخیص داده و کنترل کند. نانولوله ها با تشخیص غلظت پراکسید هیدروژن می توانند عفونت ها را تشخیص دهند. این بانداژ به صورت بی سیم با دستگاه پوشیدنی مینیاتوری کنترل می شود و به تلفن هوشمند منتقل می شود تا در صورت تشخیص عفونت به بیمار یا ارائه دهنده خدمات بهداشتی هشدار دهد.

آثار زیست محیطی و مسائل اقتصادی

برخی از سناریوهای منفی فوق العاده بیشتر در آینده توسط متخصصان فناوری نانو افشا شده است. به عنوان مثال: سناریوی موسوم به “خاکستری خاکستری”، که در آن نانوبوت های خود تکثیر همه چیز را در اطراف خود استفاده می کنند تا از خود کپی تهیه کنند، زمانی مورد بحث گسترده قرار گرفت اما دیگر به عنوان یک تهدید قابل اعتماد تلقی نمی شود. با این حال، ممکن است برخی آثار منفی بر محیط زیست ایجاد شود زیرا سموم و آلاینده های احتمالی جدید ممکن است توسط فناوری نانو ایجاد شوند. این احتمال وجود دارد که فناوری نانو، مانند سایر فناوری های پیشین، تغییرات عمده ای را در بسیاری از زمینه های اقتصادی ایجاد کند. اگرچه محصولاتی که با فناوری نانو امکان پذیر می شوند در ابتدا اقلام گران قیمت لوکس یا تخصصی خواهند بود، اما با افزایش میزان دسترسی، بازارهای بیشتری تأثیر آن را احساس خواهند کرد. برخی از فناوری ها و مواد ممکن است منسوخ شوند و منجر به از کار افتادن شرکت های متخصص در آن زمینه ها شود. تغییرات در فرآیندهای تولید که توسط فناوری نانو ایجاد شده است ممکن است منجر به از دست دادن شغل شود.

فناوری نانو امکان دستگاه های ضبط میکروسکوپی را افزایش می دهد که عملاً قابل تشخیص نیستند. به طور جدی تر، این امکان وجود دارد که فناوری نانو بتواند تسلیحاتی شود. ایجاد سلاح های اتمی آسان تر خواهد بود و سلاح های جدیدی نیز ممکن است توسعه یابد. یک احتمال به اصطلاح “گلوله هوشمند” است، یک گلوله کامپیوتری است که می توان آن را بسیار دقیق کنترل و هدف قرار داد. این تحولات ممکن است نعمتی برای ارتش باشد. اما اگر آن ها به دست اشتباه بیفتند، عواقب وخیم خواهد بود.

درباره ی چشمه نور

کمپانی چشمه نور است با قدمتی ۳۰ ساله میباشد ؛ همه ی محصولات این شرکت دارای گارانتی ۱۲ ماهه میباشند،  برای مشاهده ی آن ها میتوانید به سایت دکورشاپ مراجعه فرمایید.

امروزه ممکن است  به دلیل مشغله ی کاری امکان خرید حضوری و یا حتی مشاهده ی مدل ها برایتان مشکل شده باشد ؛  یکی از سایت های معتبر که امکان خرید اینترنتی  را برایتان ایجاد کرده است ، دکورشاپ میباشد .

البته این شرکت برای راحتی بیشتر شما ، امکان خرید اقساطی حتی بدون ضامن را در سایت فراهم کرده است و در صورتی که برای انتخاب محصول به مشکلی برخورد کردید میتوانید از پشتیبان های دکورشاپ به صورت رایگان مشاوره بگیرید .

برای مشاوره ی رایگان با شماره ی ۵۵۰۴۰۷۵۰-۰۲۱ تماس بگیرید.

برای مطالعه ی مطالب بیشتر درباره ی موضوعاتی مانند آبکاری و نانو میتوانید به وبلاگ نانوپلاس مراجعه کنید و پاسخ بسیاری از سوالات خود را بیابید.