الف- استفاده از ليتوگرافي يا چاپ روي يک سطح با تيوکساهاي ميکروسکوپي نيروي اتمي. ب- استفاده از فرآيند شيميايي در يک محيط گازي يا مايع، مثلا روي يک سطح جايي بوسيله ميدان الکتريکي و يا يک سيال طراحي کرد. ج- روش خودآرايي براي رشد مستقيم يک نانو سيم روي يک سطح نانو سيمها مي توانند از فلزات، نيمه هادي چون سيليکون و گاليم و يا از جنس مواد الي باشند. در اين زمينه مقاله اي ارائه شده که از نانوسيمها بعنوان آشکارهاي شيميايي و زيستي ميتوان استفاده کرد ..در دا نشگاه کاليفرنيا قابليت يک نانوسيم پليمري براي آشکار سازي مقادير ناچيز مواد منفجره را بررسي نموده است. اين آشکار سازي حاصل از تشعشع سيمها تحت نور ماوراء بنفش است که تحت تاثير مقدار اندکي TNT اثر آن متوقف ميشود. نانوسيمها در سيستم ميکرو آناليز، تجهيزات آشکار سازي راديويي سيستم بينايي در شب و شناسايي معدن دارند.
9- فولرين ها
فولرين ها قفس هايي با شبکه کروي از 60 اتم کربن آرايش يافته بصورت شش ضلعيها و پنج ضلعي هاي بهم زنجيره شده (مثل توپ فوتبال) هستند.(جايزه نوبل در سال1996 براي کشف اين ساختار بود.) نانو لوله هاي کربني از رول شدن صفحات گرافيتي حاوي آرايه هاي شش ضلعي کربني بصورت لوله ايجاد ميشوند داراي خواص و روش توليد مشابه با فولرينها هستند. اولين روش توليد آن بدين صورت بود که: 150 آمپر از يک ميله کربني عبور داده و دوده با بنزن استخراج ميشود که محلول ارغواني حاصل حاوي C60 است. فولرينها (باکي بالها) از نظر فيزيکي مولکولهاي بيش از حد قوي هستند. و قادرند فشارهاي بسيار زياد را تحمل کنند. پس از تحمل3000 اتمسفر فشار به شکل اوليه خود منبسط مي شوند نيروهاي آن بجاي پيوند شيميايي با نيروهاي بسيار ضعيف واندروالس بهم ميچسبند که مشابه نيروهاي نگهدارنده لايه هاي گرافيت است اين مسئله موجب ميشود باکي بالها داراي قابليت روان کنندگي شوند. وارد کردن مقادير اندک از آنها در يک ماتريس پليمري استحکام را بالا و دانستيه آن را پايين مي آورد. اگر برخي از اتمهاي کربن باکي بال را با نيتروزن جايگزيني کرده موجب پيوند آنها با هم به صورت ماده اي سخت اما الاستيک شدند. تحمل بالاي سيستمهاي زيستي به کربن باعث قابليت بالاي باکي بالها در مصارف پزشکي شود هر چه در باکي بال قرار داده شود بخوبي در برابر بدن محافظت ميشود نکته خيلي مهم اين است که باکي بالها به اندازه کافي کوچک هستند که از کليه بدن عبور کرده و دفع ميشوند. از ديگر ويژگي باکي بالها توانايي آنها براي درمان عفونت HIV (HIV پرونتاژ هدف داروهاي موجود ايدز است.) قيمت کنوني فولرينها حدود20 دلار برگرم است که اين قيمت براي مصارف پزشکي مناسب ولي براي مواد کامپوزيت مناسب نيست. شرکت ميتسوبيشي در2004 توليد سالانه به مقدار1500 تن رسانده است. توانايي ديگر وارد نمودن عناصر راديواکتيو به درون باکي بالها جهت رسانش مواد به سلولهاي سرطاني بدن ميباشد اگر بتوان اتمهاي فلزات مغناطيسي به درون باکي بالها فرستاد ميتوان در تصوير برداري تشديد مغناطيسي براي ديدن درون بدن استفاده کرد.
10- نانو لوله هاي کربني
نانولوله هاي کربني در واقع لوله هايي از گرافيت ميباشد گرافيت شکلي از کربن است که از لايه هاي حاوي آرايش هاي شش ضلعي حاوي اتم کربن است يک خصوصيت مشهور آنها استحکام کششي برجسته آنهاست. (100 گيگا پاکسال)100 برابر محکم تر از فولاد که اين تنها براثر نيروهاي ضعيف واندروالس. نانولوله ها به مواد ديگر براحتي نمي چسبند که بااصلاح شيميايي نانولوله ها ميتوان در مواد کامپيوزيت جديد که نسبت استحکام به وزن آن زياد است استفاده نمود. خواص الکتريکي نانولوله ها دامنه وسيعي از کاربردهاي اين مواد است. (پروژه مطالعاتي دانشگاه کاليفرنيا) يکي از خواص نانولوله هاي کربني نشر ميداني است (يعني تحت تاثير ميدان الکتريکي از خود الکترون منتشر مي کند) يک تيم مشترک در فرانسه و کمبريچ در انگلستان با رشد نانولوله هاي کربني درون حفره هاي يک لايه که کنترل نشر الکترون را بعهده داشت دريچه جديدي از کاربردها اين مواد را تجربه نمودند. در سال 2001 پژوهشي از احتمال ابررساني نانولوله ها در دماي اتاق حکايت کرد. اگر چنين چيزي عملي شود صنعت انتقال نيرو با تغييرات عظيمي روبرو خواهد شد. نانولوله ها براي نگهداري هيدروژن کربنها جهت استفاده از پيلهاي سوختي مورد مطالعه قرار داد. ( NEC از توليد يک پيل سوختي در سه سال آينده خبر داده) نانولوله ها قابليت خود را براي دو برابر کردن ظرفيت باندهاي قابل شارژ ليتيوم بجاي گرافيت نشان داده است. روشهاي ساخت نانو لوله ها کربني عبارتند از :
الف- تخليه قوس الکتريکي:
جرقه اي بين دو الکترود گرافيتي ايجاد ميشود، کربن يک الکترود راکنده و بصورت دوده روي ديگري متراکم مي سازد. فشار منطقه تبخير و جريان مهمترين عوامل موثر در راندمان ميباشد و شايد اين روش مناسب براي توليد انبوه نانو لوله ها جهت استفاده در مواد کامپيوزيتي مناسب است. ب- از ليزر براي تبخير هدف گرافيتي در کوره اي به دماي C 12000 حاوي هليوم و نيتروژن با فشار بالا مي توان استفاده کرد.
پ- رسوب دهي شيميايي بخار به کمک حرارت[روش CVD]
د- رسوب دهي شيميايي بخار به کمک پلاسما [روش CVD]
CVDحاصل از پلاسما را در دماهاي پايين تري ازCVDحرارتي ميتوان انجام داد. اين نانولوله هاي کربني را مي توان روي شيشه سود آهکي رشد داد.
هـ- رشد فاز بخار-
با مخلوط کردن هيدروکربنها و فلزکاتاليست در محفظه نانولوله ها ساخته مي شود.
د- الکتروليز-
در اثر الکتروليز کلريد ليتيوم مذاب در يک محفظه گرافيتي که آند يک بوته گرافيتي است.
پ- سنتوشعله
احتراق متان باعث ايجاد شعله مي شود و وارد نمودن هيدروکربنهاي ديگر و کاتاليستها مي تواند راهي براي توليد انبوه سازي باشد. کليد پيشرفت کامپوزيتهاي نانولوله اي توليد حجيم و تا حد امکان يکنواخت آنهاست. شرکت (Bvsiness.c.c. ) در سال 2000 قيمت 300 تا 1500 دلار براي هر گرم بوده و در حال حاضر به 20 دلار به گرم رساننده است
لطفا منتظر باشید ...
