نیک فایل

مرجع دانلود فایل ,تحقیق , پروژه , پایان نامه , فایل فلش گوشی

نیک فایل

مرجع دانلود فایل ,تحقیق , پروژه , پایان نامه , فایل فلش گوشی

انواع مصالح ساختمانی و کاربردهایشان

اختصاصی از نیک فایل انواع مصالح ساختمانی و کاربردهایشان دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

انواع مصالح ساختمانی و کاربردهایشان


انواع مصالح ساختمانی و کاربردهایشان

دانلود تحقیق کامل انواع مصالح ساختمانی و کاربردهایشان

نوع فایل Word دانلود انواع تحقیق

تعداد صفحات : 136

فهرست محتوا

سیمان و خواصّ آن
1ـ مقدمه
جهت احداث هر ساختمان مانند واحدهای مسکونی ، ساختمانهای اداری ، مراکز آموزشی، سدهای خاکی و مخزنی، راه‌های گوناگون، تأسیسات دریایی و … عوامل گوناگون مورد مطالعه قرار می‌گیرند که نتیجه هر مطالعه، انتخاب پرامتر ویژه‌ای در آن زمینه است. از جمله زمینه‌هایی که در هر عملیات ساختمانی باید بررسی شود، مصالح مصرفی آن پروژه است. با عنایت به اهمیت این مطلب، هدف از فراگیری درس مصالح ساختمانی ً آشنایی با روش تولید، خواص و کاربردهای انواع گوناگون مصالح کسب توانایی جهت انتخاب مناسب آنها با توجه به مقتضیات هر پروژه ً می‌باشد...
1ـ1ـ مبنای انتخاب مصالح
1ـ2ـ انواع مصالح ساختمانی
1ـ2ـ1ـ سرامیکها
1ـ2ـ2ـ مصالح فلزی
1ـ2ـ3ـ مواد آلی
2ـ سیمان
2ـ1ـ تاریخچه سیمان پرتلند
2ـ2ـ تولید سیمان پرتلند
2ـ2ـ1ـ انتخاب محل برای احداث کارخانه
2ـ2ـ2ـ استخراج و انتقال مواد اولیه
2ـ2ـ3ـ سنگ شکن
2ـ2ـ4ـ دپوی مصالح
2ـ2ـ5ـ آسیاب گلوله‌ای
2ـ2ـ6ـ تهیه خوراک کوره
2ـ2ـ6ـ1ـ روش تر
2ـ2ـ6ـ2ـ روش نیمه تر
2ـ2ـ6ـ3ـ روش نیمه خشک
2ـ2ـ6ـ4ـ روش خشک
2ـ2ـ 7ـ کوره
2ـ2ـ7ـ1ـ کوره قائم
2ـ2ـ7ـ2ـ کوره گردنده افقی
2ـ2ـ8 ـ جلوگیری از اتلاف انرژی
2ـ جریان هوای گرم از پایین به بالا
2ـ2ـ8 ـ1ـ پیش گرم‌کن
2ـ2ـ8 ـ2ـ پیش کلسینه کن
2ـ2ـ8 ـ3ـ کولر زنجیری
2ـ2ـ8 ـ4ـ کولر اقماری
2ـ2ـ9ـ فیلترهای الکترواستاتیک
2ـ2ـ10ـ آسیاب نهایی کلینکر
2ـ3ـ انتقال سیمان به محل مصرف
1ـ پاکتی
2ـ فله‌ای
2ـ4ـ فساد سیمان
2ـ5ـ عناصر و خواص سیمان
2ـ6ـ5ـ ضریب اشباع آهکی
2ـ6ـ11ـ زمان گیرش
2-6ـ12ـ نرمی ذرات
ـ7ـ انواع سیمان
2ـ8 ـ انواع سیمان پرتلند بر مبنای استاندارد ایران
2ـ8 ـ1ـ سیمان پرتلند تیپ 1
2ـ8 ـ2ـ سیمان پرتلند تیپ 2
2ـ8ـ3ـ سیمان پرتلند تیپ 3
2ـ 8ـ4ـ سیمان پرتلند تیپ 4
2ـ8 ـ5ـ سیمان پرتلند تیپ 5
2ـ9ـ بحثی پیرامون حمله سولفاتها
جدول 2ـ1 : نوع سیمان مناسب در ارتباط با میزان سولفات محیط
2ـ10ـ دیگر انواع سیمانهای پرتلند
2ـ10ـ1ـ سیمانهای پرتلند پزولانی
1ـ خاکستر بادی .
2ـ دوده سیلیسی .
2ـ10ـ2ـ سیمان پرتلند سرباره‌ای
جدول 2ـ2 : انواع سیمان سرباره‌ای بر اساس استاندارد شماره 3517 ایران.
2ـ10ـ3ـ سیمان پرتلند بنایی
2ـ10ـ4ـ سیمان پرتلند آهکی
2ـ10ـ5ـ سیمان پرتلند سفید
2ـ10ـ6ـ سیمان پرتلند رنگی
جدول 2ـ3: مواد رنگ ساز مختلف برای تهیه سیمانهای رنگی گوناگون
2ـ10ـ7ـ سیمان ضد آب
2ـ10ـ8 ـ سیمان حفاری
2ـ10ـ9ـ سیمان گسترش یابنده
جدول 2ـ4 : انواع سیمان از لحاظ میزان گسترش یافتن
الف ـ ترمیم روسازیهای بتنی
ب ـ ترمیم مخازن سیالات
ج ـ ترمیم قوسها
د ـ نصب ستونهای بلند
2ـ11 ـ سیمان پرآلومین (برقی)

جزوه مصالح ساختمانی
«قسمت دوم: گچ، آجر ، کاشی، پلاستیک و چوب»
«گچ»
سنگ گچ
گچ یکی از سیمانهایی است که از گذشته‌های دور ، مورد استفاده بوده است. گچ را از حرارت دادن سنگ گچ بدست می‌آورند. در ایران ، سنگ گچ بوفور یافت می‌شود. این سنگها عمدتاً بصورت سنگهای رسوبی است که در دریا رسوب کرده‌اند. این رسوبات، هم بصورت بلوری است و هم غیر بلوری. سنگ گچ خالص، سفید رنگ است و ناخالصیها، آنرا به رنگهای گوناگون در می‌آورند. قابلیت حل شدن سنگ گچ در آب بسیار کم می‌باشد؛ بطوریکه یک قسمت از سنگ گچ، در 495 قسمت آب حل می‌شود. ویژگی این سنگ، حل شدن آن در اسید کلریدریک غلیظ است. ولی در اسید سولفوریک حل نمی‌شود. (از این ویژگی جهت تشخیص سنگ گچ می‌توان استفاده کرد.) همچنین باید دانست که روی سنگ گچ رستنی نمی‌روید و گیاهی سبز نمی‌شود. اما توجه به این نکته نیز لازم است که با مشاهده پوشش گیاهی در یک منطقه نمی‌توان به عدم وجود این سنگ در آن ناحیه پی برد. زیرا در بسیاری از مناطق ، روی لایه‌های سنگ گچ را لایه ای از خاک مناسب جهت رویش گیاه می‌پوشاند و رستنیها در این لایة مناسب می‌رویند.
تولید گچ
1ـ سنگ گچ بلوره نشده:
2ـ سنگ گچ بلوره شده :
3ـ سنگ گچ مرمری:
تولید گچ
1ـ کوره چاهی یا گودالی :
2ـ کوره تاوه‌ای :
3ـ کوره گردنده:
خصوصیات گچ
زمان گیرش:
جمع شدگی :
اثر بر فلزات:
مقاومت :
کاربردهای گچ
تیغه‌های گچی
ورقه‌های گچی
تارهای شیشه‌ای
1ـ مصالح ساختمانی :
2ـ فرآورده‌های گچی:
خزش :
مصالح ساختمانی و آتش
آجر
1ـ غیر قابل اشتعال :
2ـ مقاوم در برابر آتش:
خاک ، مهمترین عنصر ساخت آجر
قسمت جامد خاک
خاک رس:
ماسه :
سنگ آهک:
سولفاتها :
فلدسپات:
ترکیبات آهن:
رستنیها :
آب
تولید آجر
روش سنتی
روش ماشینی
تونلی:
کوره هوفمن
کوره تونلی
چسبندگی سرامیکی چیست؟
ضایعات آجر
روش اول:
روش دوم:
ـ درجه صفر :
سفیدک کربناتی:
سفیدک نیتراتی:
طبقه‌بندی آجر
طبقه بندی از دیدگاه روش تولید:
1ـ آجرهای رسی دستی :
2ـ آجرهای نیمه ماشینی:
3ـ آجرهای ماشینی :
طبقه‌بندی از دیدگاه نوع مصرف :
1ـ آجر معمولی:
2ـ آجرنما:
3ـ آجر مهندسی مرغوبEngineering Brik :
درجه 1:
درجه 2 :
درجه 3 :
طبقه‌بندی از دیدگاه کیفیت:
2ـ آجر با کیفیت عادی:
1ـ آجر توپر :
2ـ آجر سوراخ‌دار:
3ـ آجر توخالی:
4ـ آجر با شکل ویژه:
«کاشی»
تولید کاشی
لعابها
خواص کاشی
نصب کاشی
نصب و چسباندن کاشی
روش سنتی و چسب کاشی
«پلاستیکها»
1ـ پلاستیکهای نرم شونده در برابر حرارت:
2ـ پلاستیکهای سخت شونده در برابر حرارت (سخت شونده بمعنی حفظ حالت):
تولید پلاستیکها
تولید محصولات پلاستیکی
خواص پلاستیکها
«چوب»
امتیازات چوب
کاربردی جدید برای چوب در صنعت ساختمان
قالبهای چوبی
ساختمان چوب درختهای به کار رفته در صنعت ساختمان
رطوبت چوب
1ـ چوب مرطوب:
3ـ چوب خشک:
عمل آوردن چوب
روشهای مختلف عمل آوردن:
1ـ روش طبیعی :
2ـ روش کوره :
خواص فیزیکی چوب
مسایل زیست محیطی
ملاحظات و توصیه‌ها


دانلود با لینک مستقیم


انواع مصالح ساختمانی و کاربردهایشان

دانلود مقاله نانولوله های کربنی و کاربردهایشان

اختصاصی از نیک فایل دانلود مقاله نانولوله های کربنی و کاربردهایشان دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 


نانولوله های کربنی و کاربردهایشان

 

 

 

یک روبات کوچک به اندازه یک گلوبول قرمز به بدن فرد بیمارتزریق می شود تا سلول های سرطانی را که در ناحیه ای حساس ازمغز او قرار گرفته، نابود کند.گلوله های ریز ودرشت به سوی سرباز شلیک می شود، اما او همچنان به پیشروی خود ادامه میدهد. اولباسی ضد گلوله به تن داردکه از یونیفرم نظامی اش هم سبک تر است…
نه اشتباه نکنید،اینها طرحهای داستان آسیموف نیستند، بلکه تصویر های روشن از جهان آینده،جهان فناوری نانو هستند.
گسترش فناوری نانو در سالهای اخیر از چنان سرعتی برخوردار بوده که شکی باقی نمی گذارد که جهان آینده در سیطره قدرت برتر قرن نانوتکنولوژی خواهد بود.آنچه دارد اتفاق می افتد بی شباهت به یک کودتا نیست.
سربازان نانو به سرعت مراکز مهم دانش بشری را به تسخیر خود در می آورندو ژنرالهای دست نشانده خود را حاکم میکنند.پیروزی نانو از هم اکنون آغاز شده است.
نانو یک پیشوند یونانی به معنای یک میلیاردم متر چیزی در حدود چند برابر قطر اتم است نانو تکنولوژی تولید ساختار هایی در مقیاس نانو (10به توان9 متر( است. این ساختار ها توانایی کنترل خواص ذاتی مواد ،مثل دمای ذوب،خواص مغناطیسی وحتی رنگ ماده را فراهم می آورند.دنیای نانوسرزمین عجایب است.
نیروهای معمولی جهان دردنیای ظاهراکوچک اما فوق العاده گسترده نانو اثری ندارد.برای مثال در محدوده ی اتم ها،نیروی جاذبه هیچ نقشی نمی تواند داشته باشد واز آنجا که این ساختار ها تقریبا فاقد جرم هستند،نیروی اینرسی نیز کاملا خنثی شده است.در این قلمرو،اتم ها وذرات،رفتاری غیر متعارف از خود به نمایش می گذارندواز آنجا که اساسا طبیعت از همین ذرات تشکیل شده است،شناخت نحوه عمل آنها،به یک معنا شناخت بهتر نحوه ی شکل گیری و کارکرد جهان است.
ایده ساخت اجرام در ابعاد نانو برای اولین بار توسط یک فیزیکدان به نام ریچاردفاینمن ارایه شد.او در سال 1959در انیستیتو تکنولوژی کالیفرنیا نشان داد که اصول ومبانی فیزیک،امکان ساخت اتم به اتم اجرام را رد نمی کرد.
اوگفت میتوان بااستفاده از ماشین های کوچک،ماشین هایی به مراتب کو چکتر ساخت وسپس این کاهش را تا سطح خود اتم ادامه داد.
تحقیق در قلمرو نانوتکنولوژی از اواخردهه1950آغاز شدو در دهه 1990 نخستین نتایج چشمگیرآن،خود را به رخ کشید.یک گروه از محققان شرکت آی بی ام موفق شدند35 اتم گزنون را به روی یک صفحه از جنس نیکل درج کنند. این اولین نگارش در دنیای نانو بود.
نوشتن در جهان نانو اندکی با جهان معمول متفاوت است. حدود250 میلیون حرف نانو متری را که معادل300کتاب300 صفحه ای،میتوان بر روی سطح مقطع یک موی انسان نوشت.
محققان دیگری به بررسی درباره ساختارهای ریز موجود در طبیعت نظیر تار عنکبوتها ورشته های ابریشم پرداختند.تا بتوانند موادی نازک ترومقاوم تر تولید کنند.

 

تاریخچه اکتشاف
تا به امروز با دو نمونه از کربن خالص به خوبی آشنا بودیم: گرافیت و الماس که از نظر ظاهر و خواص کاملا با هم متفاوتند اما می دانیم که هر دوی آنها فقط و فقط از اتم های کربن تشکیل شده اند و تفاوت آنها مربوط به شیوه آرایش اتمهای کربن در آنها.در الماس هر اتم با سه اتم مجاور خود پیوند دارد و یک شبکه مستحکم سه بعدی به وجود می آورند که امکان عبور نور از خلال آن وجود دارد به همین علت الماس شفاف است و بسیار سخت.اما در گرافیت اتمها به صورت ورقه ورقه تشکیل می شوند و روی هم قرار میگیرند که پیوند بین این ورقه ها چندان قوی نیست به همین دلیل گرافیت نرم و شکننده است و به این دلیل که این ورقه ها به صورت بی نظم کنار هم قرار گرفته اند،گرافیت کدر است.تاحدود پانزده سال پیش الماس و گرافیت تنها ساختار های مولکولی شناخته شده از کربن خالص بودند.
اما باید گفت که با استفاده از نانو فن آوری ،اتمهای کربن می توانند به گونه های کاملا متفاوتی آرایش یابند و مواد بی نظیری با خواص باورنکردنی پدید آورند.در سال 1985 با کشف کورتو (korto) و همکارانش، فیزیکدان ها ، شیمیدان ومهندسین مواد با مولکول جدیدی از اتم های کربن که بعدا فلورین نام گرفت آشنا شدند.
آنها شکل جدیدی از کربن را یافته اند که به گمان آنها به شکل توپ فوتبال است.امروز این گمان به یقین تبدیل شده وراهی تازه در ساخت ریزمحصولات گشوده شده است.
این سه شیمیدان به نامهای هارولد کروتو از دانشگاهی در انگلیس، رابرت کرل و ریچاردسمیلی از دانشگاه رایس هوستون به خاطر پزوهشهای کاربردی خود،جایزه نوبل شیمی دریافت کردند.
آنچه مورد توجه ما در اینجاست مولکول دیگری است که از کشیدن و بسط یک فلورین کروی حول یک محور آن حاصل می شود.این مولکول را نانولوله(nanotube) می نامند که در سال 1991 توسط ای جی ما (Iijima) در آزمایشگاه مرکزی شهر NEC کشف شد.

یک صفحه کاغذ را در نظر بگیرید وقتی دو لبه آن را به یک دیگر بچسباند به شکل یک لوله در خواهد آمد.این دقیقا همان وضعی است که برای یک ورقه گرافیت پیش می آید و به یک نانو تیوپ تبدیل می شود.قطر نانولوله ها در حد چند نانو و طولشان در حد میکرون است.برای ارائه یک مقایسه برای تصور نازکی نانولوله ها ،اگر قطر یک نانو لوله را 50 نانو متر در نظر بگیریم آنگاه آن نانولوله 20000 بار نازک تر از موی انسان خواهد بود!

 

 

 

خواص مکانیکی
نانوتیوپ ها یکی از سخت ترین مواد شناخته به شمار می روندوبهترین الیافی هستند که از ساختار گرافیت ساخته شده اند مقاومت یک نانوتیوپ نسبت به وزنش، 500برابرآلمینیوم است.
نانوتیوپ هادر عین استحکام بالا بسیار انعطاف پذیر هستند. وبه خاطر تو خالی بودن-مویینگی-کاربردهای گسترده ای در نانوتکنولوژی دارند.مطالعات نظری مدول یانگی در حدود 1-5 Tpa برای نانولوله ها تک دیواره (SWNT) پیشنهاد کرده اند.مدول یانگ بالا برای نانو لوله ها معرف آن است که آنها در مقابل کنشهایی به صورت خمش ، کشش و پیچش مقاومت بسیار زیادن از خود نشان می دهند و به راحتی دچار تغییر شکل پلاستیک و ا شکسته شدن پیوند نمی شوند،مگر اینکه در ساختار خود دارای برخی عیوب توپولوژیک باشند.

 

خواص شیمیایی
نانولوله ها همچنین خواص شیمیای ممتازی نیز برخوردارند.به عنوان مثال توانایی آنها در جذب درصد بالای هیدروژن موضوعی است که در آلهای اخیر در سطح جهانی مورد توجه قرار گرفته است ، چرا که آنها را به عنوان منبع ذخیره سازی هیدروژن مطرح می کند که برای استفاده در ماشینهای هیدروژن سوز ایده آل است. با استفاده از لوله‌های نانوکربنی هر 65 کیلوگرم هیدروژن را می‌توان به ازای یک مترمکعب جاذب در نانولوله‌های کربنی جایگزین کرد.
همچنین در سالهای اخیر گزارشهای زیادی مبنی بر استفاده از نانو لوله ها به عنوان حس گرهای گاز به چشم می خورد که آنها را به عنوان حس گرهای پیش رفته گاز مطرح می کند.
خواص الکتریکی و کاربردها در الکترونیک
نانولوله های کربنی تنها موادی هستند که با توجه به هندسه ساختاری خود می توانند به هر یک از سه صورت رسانا ،نیمه رسانا و عایق یافت شوند .به این معنی که بسته به اینکه نانولوله به چه صورت از پیچاندن صفحه گرافیت درست شود می توانند در هر یک از سه حالت فوق قرار بگیرد.این همان خاصیت بزرگی است که نانولوله ها را برای صنعت الکترونیک مناسب می کند.چرا که امروزه صنعت الکترونیک در ساخت قطعاتی مثل ترانزیستور به ابعاد بسیار کوچکی رسیده است (ابعاد میکرون با تکنولوژی سیلیکون) ولی ادامه این روند با تکنولوژی مذکور ممکن نیست و دانشمندان به این محدودیت رسیدند که چطور می توان سیلیکون و مس را برای تولید ترانزیستور های کوچک تر با هم پیوند داد.
انجاست که صنعت برای رسیدن به ابعاد نانو محتاج نانولوله های کربنی است.این نانولوله ها سیمهای بزرگی هستند که الکترون در آنها آزادانه حرکت می کند.
قطر نانو لوله ها از طول موج دوبروی برای الکترون کوچکتر است.و این باعث پدیدار شدن یکی از خواص جالب نانو تیوپ می شود به این صورت که مصافت آزاد میانگین الکترون در لوله خیلی بیشتر از فاصله اتمها در شبکه است.بنابر این الکترون ها با تحرک بالا در طول لوله جریان میابند و این مشخصه جالبی برای استفاده از انها در سیمهای کوانتمی است.
مسیر یک بعدی on-dimensionality واژه ای برای توصیف سیم های نانو است.در فضای یک بعدی الکترون ها فقط از یک درجه آزادی برخوردارند بر خلاف معمول که در سیم های عادی از سه درجه آزادی برخورداند و می توانند در مسیرهای مختلفی حرکت کنند.این رفتار یک بعدی باعث می شود که الکترون ها درون باند انرژی گسسته ، کوانتیزه شوند.
دانشمندان حتی با استفاده از نانو تکنولوژی به روشهایی دست پیدا کرده اند که ساخت ترانزیستورهای در ابعاد نانو را امکان پذیر می سازد.آنها این ایده را مطرح کرده اند که ترانزیستورها را می توان توسط نانولوله ها ساخت.
از آنجا که کربن نانولوله از شبکه شش ضلعی از اتم ها کربن تشکیل شده ، هر اتم کربن یک پیوند شیمایی sp2 دارد.هر اتم کربن چهار الکترون در لایه ظرفیت خود دارد ، سه تا از آنها در اربیتال سیگما هستند و انرژی آنها -2.5ev است و زیر لایه فرمی قرار دارند و نمی توانند در رسانایی شرکت کنند.الکترون چهارم با اینکه در اربیتال Pi قرارداد بازهم اندکی زیر لایه فرمی قرار دارد از این رو این الکترون برای کنترل ویژگیهای رسانایی کربن نانولوله در نظر گرفته شده است.
راههایی برای پیوند نانولوله های با خواص فلزی ،نیمه رسانا و عایق در نظر گرفته شده است به این ترتیب میتوانیم اتصالات فلز-فلز ، فلز-نیمه رسانا ، نیمه رسانا –نیمه رسانا را که در الکترونیک برای ساخت دیود ها و ترانزستورها استفاده می شود را بازآفرینی کنیم.
سه روش برای تغییر ساختار الکترونی نانولوله وجود دارد:
1- روش توپولوژی
2- پیوند زنی و ایجاد پیوندهای دو رگه
3- پیوندهای ناتمام
با این روشها می توان سطح فرمی را تغییر داد و خواص الکترونیکی نانو لوله ها را دستکاری کرد.ترکیب پنج تایی و هفت تایی کربن ها کنار یکدیگر هم راهی برای تغییر این خواص است.یک ترکیت پنج تایی الکترون جذب می کند و یک ترکیب هفت تایی الکترون دفع می کند.

نمایش پیوندهای پنج تایی و هفت تایی در پیوند دو نانو لوله با خواص متفاوت
دانشمندان کربنی ساخته اند که مانند سوییج های ترانزستوری عمل می کند و روشی برای مهار زنجیر نانولوله براسیستم های الکترونیکی ابداع کرده اند.
دانشمندان عملی شدن مواد نانو را از طریق تئوری و شبیه سازی های رایانه ای بررسی می کنند.آنها مزایا و معایبی را برای ساخت سوئیچ ها و ترانزیستور ها در اندازه نانو را کشف کرده اند.مهمترین چالشی که در زمینه عملی کردن تئوری نانولوله در زمینه الکترونیک وجود دارد این است که تمامی کارهای انجام شده تا کنون روی یک سیستم تک انجام گرفته است و ما احتیاج به تکنولوژی داریم که بتوانیم واحدهای تک را با هم جفت و جور کنیم و از اتم ها ساختارهای مولکولی و ابر مولکولی بسازیم.
گسیل الکترون از نوک نانولوله ها در اثر ایجاد اختلاف پتانسیل بین بستر نانولوله ها و صفحه ای مقابل آنها یکی از جالب ترین خواص آنهاست که منجر به کاربردهای فروانی در الکترونیک شده است.نانولوله های کربنی همچنین یکی از گزینه ها ی مناسب برای ساخت سیمهای کوانتمی برای ساخت ترانزیستورهای گسیل الکترونی می باشند.رفتار نانولوله های کربنی به عنوان سیمهای کوانتمی بسته به قطر آنها و نیز چگونگی لوله شدنشان می تواند فلزی یا نیمه رسانا باشد نانولوله های کربنی به دلیل داشتن پیوندهای بسیار محکم کربنی می توانند جریان الکتریکی زیادی را از خود عبور دهند که در مقایسه با فلزات مزیت بسیار زیادی محسوب می شود.
استفاده از خاصیت گسیل الکترونی نانو لوله های کربنی منجر به ساخت ترانزیستور های گسیل میدانی توسط گروه های مختلف به روش های مختلفی شده است.که اصول کلی کار این ترانزیستور ها به این صورت است که جریان عبوری از نانو لوله ها را توسط دریچه ای که اطراف آن را فرا می گیرد کنترل می کنند.

 


در شکل زیر نمای ترانزیستور ساخته شده توسط شرکتهای IBM و Delf نمایش داده شده است.این ترانزیستور یک ترانزیستور اثر میدانی FET است.

یکی از معروف ترین قوانین تکنولوژی اطلاعات قانون مور می باشد.که به وسیله گردون مور موسس شرکت اینتل طرح شده است و طبق آن پیش بینی تعداد ترانزیستور ها در هر اینچ مربع در مدارات مجتمع هر 18 ماه یکبار دو برابر می شود.تکنولوژی نانو باعث می شود که این قانون برای همیشه پابرجا بماند.
ترانزیستورهایی که بر پایه نانو تکنولوژی ساخته می شوند 60,000 بار کوچکتر از ترانزیستورهای معمولی سیلیکونی و ژرمانیومی هستند.مشکلاتی که سیمهای مسی هنوز هم دارند از جمله گرم شدن و قطع شدن را هم ندارند و الکترونها را با سرعت بیشتری هدایت می کنند.به این ترتیب امکان ساخت دستگاههای با توان مصرفی کمتر و در نتیجه گرمای تلف شده و انرژی از دست رفته کمتر وجود خواهد داشت.
روش میکروسکوپی در فناوری نانو
جایگاه ویژه ای دارد چرا که تصاویر حاصل از نمونه های زیستی در نهایت از سهم بسزایی در کشت داروها برخوردار هستند. به این ترتیب که ظهور فلوئورسانس نقاط کوانتومی (Q.Dots) به عنوان یکی از کاربردهای فناوری نانو در تشخیص و کشف دارو به بروز تحویلی عظیم در صنعت دارویی منجر شده است.
نقاط کوانتومی نانو کریستال هایی نیمه هادی هستند که به هنگام تهیج توسط یک منبع نوری ، شفاف و نورانی شده و پرتوهای درخشانی را از خود منتشر می کنند. از این پدیده برای تعیین هویت و خواص فرآیندهای مختلف زیستی استفاده می شود.
با استفاده از نقاط کوانتومی می توان برچسب هایی از رنگ های خواص را به اجزای مختلف زیستی نظیر پروتئین ها یا رشته هاغی DNA الصاق کرد.
نقاط کوانتومی طوری طراحی شده یا طراحی می شوند که به طور خاص را به ژن ها و اسیدهای نوکلئیک ، پروتئین ها ومولکول های کوچک به سلول های سرطانی یا حتی عروق کامل خونی متصل شده و پرتو افشانی کرده و تشخیص داده شدند.
روشهای ساخت نانو لوله های کربنی
مهمترین روشهای تولید نانولوله های کربنی عبارتند از :
• تخلیه قوس الکیریکی (Arc Discharge)
• تبخیر لیزری(Laser Ablation)
• انباشت بخار شیمیایی(Chemical Vapor Deposition,CVD)
در دو روش اول بازده کار زیاد نیست و نانولوله ها در جهتهای تصادفی قرار می گیرند ولی برای تولید نانو لوله های تک دیواره بسیار مناسبند.در روش CVD بازده تولید خیلی بیشتر از دو روش اول است و هنچنین رشد نانو لوله ها قابل کنترل بوده و می توان آنها را در مکانها و جهتهای دلخواه رشد داد که این امر در الکترونیک بسیار مهم است.
روش عملی رشد عمودی نانو لوله های کربنی
روش کار به این صورت است که ابتدا بسته سیلیسیومی را تمیز می کنند و شپس لایه ای از نیکل به ضخامت 10-5 نانو متر به وسیله دستگاه لایه نشانی با باریکه الکترونی روی بسته سیلیسیومی می نشانند.این لایه به عنوان کاتالیست برای رشد نانولوله ها به کار میرود.
نمونه لایه نشانی شده را در دستگاه لایه نشانی با بخار شیمیای در معرض پلاسمای مستقیم قرار می دهیم.این سیستم داری دو صفحه است که پلاسما بین آنها ایجاد می شود و نمونه ها بین این دو قرار می گیرند .
محفظه این دستگاه را تا 0.003torr خلأ می کنند و دمای آن را تا 650 درجه سانتی گراد بالا میبرند . سپس گاز هیدروژن را با فشار 30ccm وارد سیستم می کنند . با ورود هیدروژن به داخل محفظه فشار آن با 1.6torr پایین می آید .نمونه ها به مدت 15 دقیقه در محیط هیدروژن در این دما گرما می دهند.بعد از آن به مدت 4 دقیقه بین دو صفحه سیستم ولتاژ اعمال می کنند تا پلاسما ی هیدروژنی تشکیل شود .شدت پلاسما را تا 5 وات بر مجذور سانتیمتر مربع فزایش می دهند.
در این مرحله نیکل به صورت دانه های نانو متری در می آید که شرایط رشد را برای نانولوله ها به صورت دانه های نانومتریفراهم می سازد .بعد از هیدروژناسیون نمونه ها آماده برای رشد می شوند.برای این منظور گاز استیلن را با فشار 5ccm با همان شرایط دمایی و پلاسمایی وارد سیستم می کنند.پس از 20 دقیقه رشد نانولوله ها انجام می شود.نمونه های رشد داده شده توسط میکروسکوپ الکترونیکی روبشی تصویر برداری شده اند.



نانولوله های تک دیوارهSWNT و چند دیواره MWNT
نانولوله را میتوان به دو دسته نانولوله ها تک دیواره یا Single Wall NanoTube و چند دیواره Multi Wall NanoTube تقسیم کرد.نانولوله های چند دیواره ممکن است از 7-20 سیلندر تشکیل شده باشند.

بیشتر تحقیقات امروز روی نانولوله ها تک دیواره صورت می گیرد.مسئله مهم این تحقیقات این است که در هنگام رشد تنها یک نوع از نانولوله تشکیل نمی شود.با این وجود بعضی از رفتارهای SWNT بوسیله آزمایشهای تجربی مشخص شده است،از جمله اینکه چگونه مقاومت ویژه آنها با دما تغییر می کند.
مولکول های MWNT دارای پیچیدگی های بیشتری هستند و این به دلیل تأثیر دیواره ها رو یکدیگر و آشفته کردن رفتار الکترون است و به این ترتیت این نانولوله ها می توانند از رسانا به عایق تبدیل شوند که این قابلیت می تواند مورد کاربردهای بسیار در آینده در تولید قطعات الکترنیکی داشته باشد.

 

در 24جولای2003محققان دانشگاه بر کلی کالیفرنیا شاهکار خود یعنی ساخت کوچکترین موتور جهانرا گزارش دادند.
این موتور با هستهای از اتم های طلا که روی محوری از نانوتیوپ کربن سوار شده بود،با طول 500نانومتر یعنی300 بار کوچکتراز قطر موی انسان،کوچکترین موتوری بود که تا آن هنگام،گستره دانش وصنعت به خود می دید.کوچکی این موتور تا آنجاست که می شود آن را روی یک ویروس سوار کرد و برای مشاهده اش نیازمند میکروسکوپ الکترونی هستیم.
اگر چه هنوز هیچ ماموریت مشخصی برای این موتور در جهان نانو در نظر گرفته نشده است،اما به روشنی میتوان به ایده های جسورانه ای اندیشید که این ریز موتور قهرمان آن خواهد بود.
این موتور تنها نمونه ای از ریز محصولات نانوتکنولوژی است.محصولاتی که بزودی گستره فعالیت خود را به تمامی جهان دانش تعمیم خواهد داد.
اخباری که همه روزه از پیشرفتهای نا متناهی در عرصه نانو می رسد،نوید بخش تحقق پیش بینی هاست.اماآیا نانو پایان کار است؟ پاسخ کاملا روشن است:
خیر ! دانشمندان هیچ محدودیتی نمی شناسند. حتی اگر این محدودیت، ابعاد اتم باشد.
آخرین خبر ها حاکی است که محققان بعد از ساخت اجسامی با ابعاد نانو(10به توان منهای9)حالا به ساخت اجسامی با ابعاد 10به توان منهای10متر می اندیشند. این اجرام از اجزای هسته اتم شکل خواهد گرفت.
سرزمین رویایی دانشمندان در حال شکل گیری است.شعار آنها این است:ما جهان را از نو خواهیم ساخت. قدرت برتر ریز فناوری در حرکتی خزنده اما شتابناک پنجه های نامرئی خود را بر جهان دانش انداخته است.
نانو پارا از عرصه دانش فراتر نهاده ودر دومین گام در آستانه فتح جهان اقتصاد قراردارد.
نالوله‌های کربنی به دلیل خواص بسیار زیاد صنعتی و اقتصادی از ارزش زیادی برخوردار است؛ به طوری که هر چند گرم آن چند 10 دلار قیمت دارد. محققان معتقدند نانو تکنولوژی یکی از 5 فناوری تعیین کننده توسعه اقتصادی در قرن 21خواهد بود. وچند کشور صنعتی برای تبدیل شدن به 10 کشور اول دنیا در عرصه فناوری نانو،برنامه های 10 ساله تدوین کرده اند. اقتصاد دانان پیش بینی می کنند که تنها محصولات هوا فضای حاصل از فناوری نانو،در دهه پیش رو، سالانه بازاری بالغ بر70 میلیارد دلار داشته باشد.
در حال حاضر در ایران اسلامی ما تحقیقات وسیعی در این زمینه در حال اجراست و دانشمندان ایرانی به روش تولید نانولوله های کربنی به روش لایه نشانی با بخار شیمیایی یا CVD دست پیدا کرده اند و امکان تولید 8 کیلو کربن نانولوله را در روز به صورت آزمایشگاهی بدست آورده اند و تحقیقات در زمینه کاربردی کردن نانوتکنولوژی درالکترونیک و پتروشیمی را نیز با جدیت دنبال می کنند و امید است در سالهای آینده شاهد دست آوردهای علمی آنان باشیم.

 

 

 

 

 

 

 


منابع و مآخذ:
سایت های اینترنتی:
www.nanotube.msa.edu
www.pa.msu.edu
www.rpi.edu
www.personal.psu.edu
www.devicelink.com
www.human-evolution.org/nanomedicine.php
www.wikipedia.com
www.isna.ir
همچنین:
- پایان نامه فوق لیسانس یاسر عبدی دانشکده فیزیک دانشگاه تهران
- مجله پژوهش فیزیک ایران جلد چهارم شماره دوم تابستان 1383
- مجله دانشمند شماره های 11.10.8.7.6 سال 1384
- روزنامه همشهری شماره 4001 خرداد سال 1385

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 14   صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید


دانلود با لینک مستقیم


دانلود مقاله نانولوله های کربنی و کاربردهایشان