نانوسرامیک چیست ؟

دراین مقاله پس از تعریف نانوتكنولوژی به تعریف نانوسرامیك اشاره شده است. نانوسرامیك ها، سرامیك هایی هستند كه در ساخت آنها از اجزای اولیه در مقیاس نانو (مانند نانوذرات، ناتوتپوپ ها و نانولایه ها) استفاده شده است سپس به مراحل تكامل نانوسرامیك ها اشاره شده كه عبارتند از مرحله اول سنتز اجرای اولیه، مرحله دوم، ساخت ساختارهای نانو با استفاده از این اجزاء و كنترل خواص و مرحله سوم: ساخت محصول هایی با استفاده از نانو سرامیك بدست آمده از مرحله دوم - در قسمت دیگری از مقاله به ویژگیهای سرامیك ها اشاره شده است كه از جمله به خواص چون كوچك، سبك، دارای خواص جدید، چند كاربردی، هوشمند و دارای سازماندهی مرتبه ای اشاره شده است. كاربردهای نانو سرامیك ها نیز در صنایع مختلف در این مقاله توضیح داده شده است.
نانوسرامیك چیست؟
به نقل از خبرنامه انجمن سرامیك ایران, سید محسن محمودی سپهر
مقدمه :
زمان ظهور نانوسرامیك‌ها را می‌توان دهة ۹۰ میلادی دانست. در این زمان بود كه با توجه به خواص بسیار مطلوب پودرهای نانوسرامیكی، توجهاتی به سمت آنها جلب شد، اما روشهای فرآوری آنها چندان آسان و مقرون به‌صرفه نبود. با پیدایش نانوتكنولوژی، نانوسرامیك‌ها هرچه بیشتر اهمیت خود را نشان دادند. در حقیقت نانوتكنولوژی با دیدگاهی كه ارائه می‌كند، تحلیل بهتر پدیده‌ها و دست‌یافتن به روشهای بهتری برای تولید مواد را امكان‌پذیر می‌سازد.
شكل‌گرفتن علم و مهندسی نانو، منجر به درك بی‌سابقة اجزای اولیه پایة تمام اجسام فیزیكی و كنترل آنها شده‌است و این پدیده به‌زودی روشی را كه اغلب اجسام توسط آنها طراحی و ساخته می‌شده‌اند، دگرگون می‌سازد.
نانوتكنولوژی توانایی كار در سطح مولكولی و اتمی برای ایجاد ساختارهای بزرگ می‌باشد كه ماهیت سازماندهی مولكولی جدیدی خواهندداشت و دارای خواص فیزیكی، شیمیایی و بیولوژیكی جدید و بهتری هستند. هدف، بهره‌برداری از این خواص با كنترل ساختارها و دستگاهها در سطوح اتمی، مولكولی و سوپرمولكولی و دستیابی به روش كارآمد ساخت و استفاده از این دستگاهها می‌باشد. هدف دیگر، حفظ پایداری واسط‌ها و مجتمع‌نمودن نانوساختارها در مقیاس میكرونی و ماكروسكوپی می‌باشد. همیشه با استفاده از رفتارهای مشاهده‌شده در اندازه‌های بزرگ، نمی‌توان رفتارهای جدید در مقیاس نانو را پیش‌بینی كرد و تغییرات مهم رفتاری صرفا" به‌خاطر كاهش درجة بزرگی اتفاق نمی‌افتند، بلكه به دلیل پدیده‌های ذاتی و جدید آنها و تسلط‌یافتن در مقیاس نانو بر محدودیتهایی نظیر اندازه، پدیده‌های واسطه‌ا‌ی و مكانیك كوانتومی می‌باشند.
نانوسرامیك‌ها :
نانوسرامیك‌ها، سرامیك‌هایی هستند كه در ساخت آنها از اجزای اولیه در مقیاس نانو (مانند نانوذرات، نانوتیوپ‌ها و نانولایه‌ها) استفاده شده‌باشد، كه هركدام از این اجزای اولیه، خود از اتمها و مولكولها بدست آمده‌اند. بعنوان مثال، نانوتیوپ یكی از اجزای اولیه‌ا‌ی است كه ساختار اولیة كربن c۶۰ را تشكیل می‌دهد. به‌طور كلی فلوچارت سازماندهی نانوسرامیك به شكل زیر می‌باشد : بنابراین مسیر تكامل نانوسرامیك‌ها را می‌توان در سه مرحله خلاصه كرد :
مرحلة ۱ : سنتز اجرای اولیه
مرحلة ۲ : ساخت ساختارهای نانو با استفاده از این اجزاء و كنترل خواص
مرحلة ۳ : ساخت محصول نهایی با استفاده از نانوسرامیك بدست‌آمده از مرحلة دوم
ویژگیها :
ویژگیهای نانوسرامیك‌ها را می‌توان از دو دیدگاه بررسی كرد. یكی ویژگی نانوساختارهای سرامیكی، و دیگری ویژگی محصولات بدست‌آمده است.
ویژگیهای نانوساختارهای سرامیكی :
كوچك، سبك، دارای خواص جدید، چندكاركردی، هوشمند و دارای سازماندهی مرتبه‌ا‌ی.
ویژگیهای محصولات نانوسرامیكی :
خواص مكانیكی بهتر: سختی و استحكام بالاتر و انعطاف‌پذیری كه ویژگی منحصربه‌فردی برای سرامیك‌هاست.
داشتن نسبت سطح به حجم بالا كه باعث كنترل دقیق بر سطح می‌شود.
دمای زینتر پایین‌تر كه باعث تولید اقتصادی و كاهش هزینه‌ها می‌گردد.
خواص الكتریكی، مغناطیسی و نوری مطلوب‌تر: قابلیت ابررسانایی در دماهای بالاتر و قابلیت عبور نور بهتر.
خواص بایویی بهتر (سازگار با بدن).
كاربردها :
نانوتكنولوژی باعث ایجاد تحول چشمگیری در صنعت سرامیك گشته‌است. در این میان نانوسرامیك‌ها، خود باعث ایجاد تحول عظیمی در تكنولوژی‌های امروزی مانند الكترونیك، كامپیوتر، ارتباطات، صنایع حمل‌ونقل، صنایع هواپیمایی و نظامی و … خواهندشد. برخی كاربردهای حال و آیندة نانوسرامیك‌ها در جدول زیر آمده‌است.


نویسنده :
سید محسن محمودی سپهر

منبع : ستاد ویژه توسعه فناوری نانو