جستجو در تالارهای گفتگو

سلام و درود خدمت دوستان عزیز.... این تاپیک ایجاد شد تا سوالات شما تو زمینه نانو تا حد امکان پاسخ داده بشه.... من دانشجوی ارشد نانو هستم و سوالاتتونو خودم یا اگه نتونستم با کمک همکلاسی هام جواب خواهم داد... امید وارم بتونم تا جایی که از دستم بر بیاد کمک کنم... ممنون....

سلام خدمت همه دوستان گرايش خودم پليمر نيست اما تا جايي كه بتونم كمكتون مي كنم تو اين زمينه...خوشحال ميشم كه دوستان پليمري همكاري داشته باشن

مقدمه اين خلاصه مروري دارد بر بازار عايق‌بندي ساختمان و اينكه فناوري نانو چگونه مي‌تواند به اين كار كمك كند. به كمك نانو مواد متخلخل، پوشش‌ها و پوشرنگهاي (paints) حاوي اين نانوذرات مي‌توانند به ذخيره‌ي انرژي در جامعه كمك كرده و راحتي و سلامتي را در داخل ساختمان‌ها به ارمغان آورند. بخش ساختمان‌سازي، بزرگترين مصرف‌كننده‌ي (40%) انرژي است و اصلي‌ترين سهم را در انتشار گازهاي گلخانه‌اي (GHG) با ميزان بيش از 36% در اتحاديه‌ي اروپا دارد. در حدود 80% از مصرف انرژي مربوط به ساختمان و انتشار گاز‌هاي گلخانه‌اي مرتبط با انرژي است كه در داخل ساختمان و در طي عمر عمر ساختمان از آن استفاده مي‌شود، در حالي كه فقط 20% انرژي براي توليد و انتقال مواد در ساختمان به كار مي‌رود. تفكيك مصرف انرژي در ساختمان نشان مي‌دهد كه گرمايش و تهويه‌ي هوا (HVAC) تقريباً 36% سهم دارند. در نتيجه، تهويه‌ي هوا حدود 10% از مصرف انرژي اتحاديه‌ي اروپا و انتشار گازهاي گلخانه‌اي را شامل مي‌شود. ساختمان‌ها عموماً طول عمر طولاني با ميانگين عمر بيشتر از 60 سال دارند. اين موضوع باعث مي‌شود كه بهبود بازده انرژي تمام ساختمان‌هاي اروپا، فقط از طريق عايق‌بندي مناسب و فناوري‌هاي مديريت گرما براي همه ي ساختمان‌ها مشكل باشد. براي داشتن تاثير اساسي در زمان كوتاه‌تر (10 تا 20 سال)، ساختمان‌هاي موجود بايد از نظر عملكرد گرمايي به روز شوند. فناوري نانو ارزش افزوده ايجاد مي‌كند بيشتر عايق‌هاي ساختماني كه اخيراً استفاده مي‌شوند، پنل‌هاي نسبتاً ضخيم يا فوم‌هاي ساخته شده از مواد متخلخل آلي و معدني مثل فايبرگلاس، الياف معدني، پلي‌يورتان و پلي‌استايرن هستند. عايق‌هاي جديد‌تر شامل پنل‌هاي عايق خلأ (VIPs) و هواژل‌ها هستند كه بهترين عملكرد در زمينه‌ي عايق‌هاي ساختماني با عملكرد عايقي بسيار بالا را دارند، اما محدوديت‌هايي از جمله قيمت بالا را دارا هستند. گرمانگار ساختمان، با يك ساختمان سنتي در زمينه ـ مرجع: موسسه‌ي Passivhaus براي عايق كردن ساختمان با استانداردهاي بالا با استفاده از مواد مرسوم عايق‌بندي، لايه‌هاي ضخيمي از اين مواد نياز است. براي مثال، يك خانه كه مطابق با استاندارد Passivhaus ساخته شده است، مجهز به تجهيزاتي است كه كل مصرف انرژي آن را كمتر از 120 kWh/M2/yr مي كند. براي اين منظور به عايق‌هاي معمولي با ضخامت بيش از 30 سانتي‌متر براي ديوارها و 50 سانتي‌متر براي سقف، و نيز شيشه‌هاي سه جداره با هوا و چارچوب‌هاي خاص براي پنجره‌ها نياز خواهد داشت. اين راه‌حل‌هاي عايق‌بندي ممكن است براي ساختمان‌هاي جديد نسبتاً عملي باشند، ولي در مورد ساختمان‌هاي موجود جنبه‌هايي مثل اصلاح نماي خارجي و كاهش متراژ داخلي امكان پذيري آنها را محدود مي‌كند. نظر به اينكه 80% از ساختمان‌هاي اروپا در آينده (2030) از قبل وجود داشته و اينكه 30% از ساختمان‌هاي موجود امروزي ساختمان‌هاي تاريخي هستند، نياز به راه‌حل‌هايي جديد به خصوص براي ساختمان‌هاي موجود، احساس مي‌شود. فناوري نانو قادر است مواد عايق جديدي با عملكرد عايقي خاص توليد كند كه با اين مواد مي‌توان به نتايجي معادل با محصولات سنتي و با ضخامت كمتر رسيد، همين موضوع باعث شده است براي به روز كردن ساختمان‌ها بسيار مورد توجه قرار گيرد؛ مثال‌هايي از اين نانومواد شامل هواژل‌ها، نانوفوم‌ها و پوشش‌هاي پنجره‌ها (window coating) است. اما قيمت بالاي اين مواد پذيرفتن آنها را محدود كرده است. فناوري نانو چگونه در اين زمينه كمك مي‌كند؟ به عنوان يك قانون كلي مواد متراكم تر عملكرد عايقي ضعيف‌تري از خود نشان مي‌دهند؛ در مواد متخلخل با اندازه‌ي حفرات بزرگتر نيز انتقال گرما بيشتر و عايق‌بندي ضعيف‌تر است. مواد متخلخل در مقياس نانو مانند هواژل‌ها نسبت به جامدهاي ديگر دانسيته‌ي كمتري دارند، به علاوه به دليل اندازه‌ي حفرات در اندازه‌ي نانو به عنوان عايق، عالي عمل مي‌كنند. مواد عايق ديگري كه از فناوري نانو در آنها استفاده مي‌شود شامل پوشش‌ها و پوشرنگها (paints) هستند. اين مواد در كاهش انرژي تابشي كه مربوط به انتقال گرما است موثر هستند. هر ماده‌اي انرژي تابشي را منتشر ، جذب و منعكس مي‌كند؛ مواد با انتشار كم، موادي هستند كه ميزان كمي از انرژي تابشي را انتشار مي‌دهند. شيشه‌هاي با انتشار كم معمولاً ولي نه هميشه يك پوشش بسيار نازك از فلزات دارند كه تابش گرماي را بازتاب مي‌دهند يا انتشار آن را كم مي‌كنند، با اين كار انتقال گرما از شيشه كاهش مي‌يابد. در زمستان، تابش گرمايي كه در داخل توليد مي‌شود، دوباره به داخل منعكس مي‌شود، در حالي كه در تابستان، تابش گرماي فروسرخخورشيد به بيرون منعكس مي‌شود و داخل خنك مي‌ماند. دو روش براي توليد شيشه‌هاي پوشش داده شده با انتشار كم وجود دارد؛ پوشش سخت شامل استفاده از روش رسوب‌دهي بخار شيميايي در فشار اتمسفر (APCVD)، و پوشش نرم شامل روش رسوب‌دهي خلأ كاتدپراني مغناطيسي(MSVD). يك شيشه‌ي پوشش داده شده با روش MSVD عملكرد بهتري نسبت به شيشه‌ي پوشش داده شده با روش APCVD دارد؛ با اين وجود روش دوم با دوام‌تر است. فيلم‌هاي پنجره‌اي (window films) هم گزينه‌ي مناسب ديگري است كه انتقال گرما به پنجره را كاهش مي‌دهند. اين فيلم‌ها در مقايسه با پوشش‌ها مزايايي دارند، مثلاً آن‌ها مي‌توانند طول موج خاصي از نور را بدون كاهش شفافيت شيشه بازتاب دهند. اين فيلم‌ها از بيش از 200 نانومترضخامت و از پليمرهايي ساخته شده‌اند كه مي‌توانند به عنوان ***** فرابنفش (UV) و فروسرخ(IR) عمل كنند. مزيت‌هاي اصلي اين فيلم‌ها عبارتند از: توانايي آنها براي ***** كردن نور UV و IR در حالي كه نور مرئي مي‌تواند عبور كند؛ عدم حضور فلزات كه مي‌توانند منجر به خوردگي شوند؛ و اينكه آن‌ها مي‌توانند در ساختمان‌هاي موجود نصب شوند. به علاوه، انرژي صرف شده در فيلم‌هاي پنجره‌اي اساساً كمتر از پنجره‌هاي جديد با انتشار كم است، كه به اين معني است كه تعادل CO2 از اضافه كردن فيلم‌هاي پنجره‌اي به پنجره‌هاي موجود اساساً بهتر از اين است كه با پنجره‌هاي موجود با انتشار كم جايگزين شوند. اثرات اقتصادي / صنعتي در حال حاضر فناوري نانو ارزش تجاري بسيار كمي در عايق‌بندي ساختمان‌ها دارد. محصولات نانويي كه تجاري شده‌اند ارزش بالا و هزينه‌ي بالا دارند، اين محصولات مثل هواژل‌‌ها مي‌توانند در تعداد كمي از ساختمان‌ها نصب شوند. با اين وجود، اين بخش در حال رشد است؛ بازار جهاني براي هواژل‌ها در سال 2008، 82.9 ميليون دلار بوده است و انتظار مي‌رود كه تا سال 2013 با نرخ رشد ساليانه 54.8% به 646.3 ميليون دلار برسد. انتظار مي‌رود كه بازار به سمت كاربرد عايق‌هاي صوتي و گرمايي پيش رود. امروزه، بزرگترين بازار براي اين مواد عايق نانويي خارج از صنعت ساختمان‌سازي است: در عايق‌بندي لوله‌هاي نفت و گاز مدفون در اعماق دريا؛ در تجهيزات پزشكي و در صنايع فضايي. توليدكنندگان اصلي هواژل‌ها شركت Aspen Aerogel (USA) و Cabot (USA) مي‌باشند. اين موضوع براي پوشش‌هاي پنجره‌ي نانويي صادق نمي‌باشد، اين پوشش‌ها در حال نفوذ به بازار هستند، به خصوص بازار شيشه‌هاي تخت و بازار فيلم‌هاي پنجره‌اي. بيشتر توليد‌كنندگان (Asahi, Pilkington, St Gobain) شيشه‌هاي تخت بزرگ در جهان شيشه‌هاي موظف متنوعي توليد مي‌كنند، اين شيشه‌ها شامل (اغلب ضخامت در حد نانو دارند) پوشش‌هاي فلزي و يا اكسيدهاي فلزي هستند؛ اما برخي از اين شركت‌ها (به تنهايي يا با همكاري با كارشناسان پوشش شركت‌هايي مثل Beneq (FI)، Ferro (USA) يا Arkema (FR)) در حال ايجاد پوشش‌هاي با فناوري نانو پيچيده‌تر هستند كه عملكرد مناسب‌تري دارند و دامنه‌ي وسيع‌تري از پوشرنگها را شامل مي‌شوند. امروزه پوشش‌هاي با انتشار كم براي شيشه‌هاي تخت براي همه‌ي جهان بازاري 1 بيليون دلاري دارد، با توجه به تقاضاها تخمين زده مي‌شود كه تا سال 2015 به 360 ميليون متر مربع هم برسد. علاوه بر اين، بايد توجه شود كه بازار فيلم پنجره‌اي در دست شركت‌هايي مثل Global Window Films (USA)، 3M (USA)، Bekaert (BE) يا Hanita Coatings (ISR) مي‌باشد. امروزه ارزش كل حدود 500 ميليون يورو تخمين زده مي‌شود، كه بخشي از آن شيشه‌هاي ساختماني است (بازار مهم ديگر شيشه‌هاي خودرويي مي‌باشد) كه بخش كوچكي از آن مربوط به توليدات نانويي مي‌باشد. عملكرد اصلي كه توسط فناوري نانو ارائه مي‌شود اين است كه بدون مانع ايجاد كردن در برابر نور، گرما بازتاب داده مي‌شود، و يا قابليت داشتن هر رنگ براي پنجره‌ها با لايه‌هاي پوششي نانويي ايجاد مي‌شود. بايد اشاره كرد كه انتظار مي‌رود تقاضاي جهاني براي مواد عايق با گسترش 3.8% به 29 بيليون يورو در سال 2012 برسد. پتقاضاي ساليانه‌ي جهاني شيشه‌هاي تخت با رشد 4% تا سال 2012 به 73 بيليون دلار برسد. به خصوص، انتظار مي‌رود كه شيشه‌هاي ساختماني با نرخ ساليانه 8% رشد يابند. هدف اين است كه شيشه‌هاي تخت براي ساختمان به 65% تقاضاي ساليانه برسد، در حالي كه بخش مربوط به خودرو 25% بازار را شامل مي‌شود، و 10% باقيمانده متعلق به كاربردهاي ويژه مثل وسايل خانه و آينه‌ها است. تقاضا و توليد جهاني در چند كشور و چند شركت تمركز دارد، كه در شكل زير نشان داده شده است؛ شركت‌هاي Saint-Gobain، Pilkington و Asahi نزديك به نيمي از بازار جهاني را به خود اختصاص داده‌اند. تقاضاي جهاني براي شيشه‌هاي تخت (بر حسب تن) ظرفيت توليد جهاني شيشه‌هاي تخت براي پذيرفتن فناوري نانو، توليدكنندگان مواد عايق مثل فوم‌ها و پنل‌ها ناگزيرند به طور كامل از ماشين‌آلات و مهارت‌هاي جديد استفاده كنند. براي توليدكنندگان پنجره نياز است كه ماشين‌آلات جديدي براي خطوط توليد فعليشان اضافه كنند. هر دو گروه توليدكنندگان اذعان دارند كه كارگران هم بايد در اين زمينه‌ي جديد مهارت كسب كنند، و مقرارت كنترلي و ايمني نيز بايد تكميل شوند. ميزان آمادگي فناوري مواد مختلفي كه مي‌توان فناوري نانو را در آن‌ها به كاربرد در سطوح مختلف توسعه در شكل زير نشان داده شده‌اند. تأثير اجتماعي بر شهروندان اروپايي به واسطه‌ي توليد محصولات عايق نانويي، شهروندان اروپايي مي‌توانند كاهش در مصرف انرژي خانه‌هايشان را تجربه كنند، به خصوص در خانه‌هايي كه به دلايل زيبايي يا از دست دادن فضا نمي‌توانند خانه‌هايشان را عايق‌بندي كنند. كارشناسان ادعا مي‌كنند كه براي خانه‌هاي موجود، مصرف انرژي از مقدار كنوني (300kWh/m2) به مقدار 50 kWh/m2 در سال كاهش مي‌يابد. اين كاهش زماني اهميت بيش‌تر مي‌يابد كه انتظار مي‌رود قيمت سوخت به طور چشم‌گيري در سال‌هاي آتي افزايش يابد. زماني كه از اين مواد استفاده مي‌شود، ساكنان‌ خانه‌ها از يك محيط داخلي بهتر لذت مي‌برند، اگرچه تهويه لازم است ولي اختلاف دما تقريباً حذف مي‌شود. به علاوه، سرمايه‌گذاري نسبتاً بالايي كه براي عايق كردن ساختمان مطابق با استاندارد‌ها هزينه مي‌شود با هزينه‌ي مصرف انرژي جبران مي‌شود. در سطح اجتماعي، تأثير اصلي راه‌حل‌ها براي عايق‌بندي نانويي كاهش انتشار گاز‌ها گلخانه‌اي از طريق كاهش مصرف انرژي‌ مربوط به دستگاه‌هاي تهويه‌ي هوا توسط ساختمان‌هاي موجود است. چالش‌ها هواژل‌هايي كه امروزه در بازار در دسترس هستند بيشتر هواژل‌هاي معدني مي‌باشند؛ رايج‌ترين آن‌ها از سيليكا ساخته مي‌شوند. محدوديت‌هاي اين هواژل‌ها شكنندگي آن‌ها، مقاومت به رطوبت كم و فرايند‌ توليد گران است. به دليل اين محدوديت‌ها، پيشرفت‌هايي در زمينه‌ي هواژل‌ها صورت گرفته و توليدكنندگان به سوي فرايند‌هاي جديد براي توليد پيش مي‌روند. هواژل‌هاي آلي شكنندگي كمتري دارند، خواص مكانيكي بهتري دارند، حتي در مقايسه با مشابه‌هاي معدنيشان سبك‌تر بوده و به عنوان عايق گرمايي بهتري عمل مي‌كنند؛ اما توسعه‌ي اين مواد در مراحل اوليه است. هواژل‌هاي هيبريدي مواد هيبريدي آلي ـ معدني هستند كه مشخصه‌هاي بهتري در مقايسه با هواژل‌هاي معدني ايجاد مي‌كنند. وابسته به تركيب مواد، هواژل‌هاي هيبريدي مي‌توانند تا 100 برابر در مقابل تنش‌هاي مكانيكي مقاوم باشند، مي‌توانند در برابر رطوبت بي‌اثر و در برابر تابش‌هاي گرمايي به عنوان يك مانع موثر عمل كنند. چالش پيش رو در اين زمينه يافتن راه‌هايي است كه بتوان با هزينه‌ي كم و حجم بالاي توليد، هواژل‌هاي هيبريدي و آلي توليد كرد. فرايند‌ توليد هواژل‌ها شامل دو مرحله‌ي اصلي است: ساخت يك ژل كه حلال در آن نفوذ كرده و حذف حلال با يك فرايند خشك كردن خاص. امروزه رايج‌ترين فرايند براي خشك كردن، خشك كردن فوق بحراني است كه يك روش گران (و با انرژي زياد) براي ساخت مي‌باشد. در اين رابطه، چالش پيش رو فرايند خشك كردن زير نقطه‌ي بحراني براي توليد انبوه است؛ اين يك فرايند اقتصادي خشك كردن است كه در فشار اتمسفري و دماهاي نسبتاً كم مي‌توان به آن دست يافت. چالش اصلي براي پوشش‌ها ايجاد پوشش‌هاي شيشه مقاوم‌تر با روش رسوب‌دهي خلأ كاتدپراني مغناطيسي (MSVD) است. پيشرفت‌هايي در اين زمينه بدست آمده است، اما پوشش‌هاي APCVD هنوز هم مقاوم‌ترين پوشش‌ها مي‌باشند. يك چالش هم براي پوشش‌هاي سرد و هم پوشش‌هاي نرم، بهبود مقاومت به خوردگي است، به دليل اين كه در تركيبشان فلز‌ات هم حضور دارند. موضوع مهم بررسي تأمين مالي سرمايه‌گذاري مورد نياز براي بهبود بهره‌وري انرژي است، زيرا كه در بسياري از موارد سازنده يا مالك (و در نتيجه سرمايه‌گذار) از صرفه‌جويي در مصرف انرژي بهره‌اي نمي‌برد. جايگاه رقابتي اتحاديه‌ي اروپا براي پوشش‌هاي پنجره، اروپا با شركتي‌هاي كوچك با تكنولوژي بالا (مثل Beneq يا Peer+) كه با شركت‌هاي بزرگ جهاني شريك هستند، جايگاه بالايي دارد. به علاوه برخي شركت‌هاي بزرگ مثل Arkema و BASF نيز در بين آنها ديده مي‌شوند. براي شيشه‌هاي تخت نانويي، شركت‌هاي Pilkington، St Gobian و Asahi Glass Europe، فعاليت‌هاي تحقيقاتي را فراهم كرده و اين قابليت وجود دارد كه نتايج برخي تحقيقات به بازار راه پيدا كند. در اروپا، تحقيقات بر روي نانوفوم‌ها و هواژل‌ها تا امروز پايين‌تر از شاخص جرم بحراني بوده است، با وجود اينكه همكاري‌ها در چارچوب برنامه‌هايي آغاز شده، هرگز به بازارهاي قابل توجه يا قابليت توليد انبوه نمي‌رسند. با اين وجود، اخيراً برخي صنايع شيميايي بزرگ تمايل بيشتري به اين مواد پيدا كرده‌اند و روي نانوفوم‌هاي پليمري با كارايي بيشتر و قيمت كمتر تمركز كرده‌ و به دنبال روش‌هاي توليد با هزينه‌ي كمتر هستند. براي فيلم‌هاي پنجره‌اي، شركت‌هاي Solutia، Bekaert و 3M در جهان پيشرو هستند؛ از بين اين شركت‌ها، شركت Bekaert از اركان اصلي توليد اين مواد در بلژيك است. اتحاديه‌ي اروپا اخيراً شروع به رسيدگي به فرصت‌هايي كه در اين زمينه وجود دارد كرده است، و به پروژه‌هايي در چهارچوب برنامه‌ي هفتم كمك مالي مي‌كند. با دادن بخشي از فرصت‌هاي بازار و ايجاد ارتباط براي تحقيقات موفق، اتحاديه‌ي اروپا مي‌تواند بر چالش‌هاي اصلي فائق آيد. از ديدگاه صنعتي، شركت‌هاي اصلي شامل Cabot (USA)، TAASI (USA)، Nanopore (USA)، Branch Tech International (USA)، Aspen Aerogel (USA)، Aerogel Composites (USA)، MarkeTech (USA)، 3M (USA)، DuPont (USA)، Arkema (France)، BASF (Germany)، Beneq (Finland)، Bekeart (Belgium)، Hanita Coating (Israel)، Solutia (USA) و Research Frontier, Inc (USA) مي‌باشند. خلاصه • درمورد مواد عايق نانويي، جايگاه كنوني اتحاديه در مقايسه با صنايع قوي ايالات متحده ضعيف است، اگرچه برخي از آنها ظرفيت توليد در آلمان را دارند (Cabot Aerogels). با اين وجود، صنايع شيميايي اتحاديه‌ي اروپا توانايي و استراتژي لازم براي گسترش و اقتصادي كردن نانوفوم‌هاي آلي را دارند و انتظار مي‌رود كه از اكنون تا 5 تا 10 سال ديگر به بازار راه پيدا كنند. • در مورد پوشش‌هاي پنجره‌، چند شركت به علاوه‌ي تأمين‌كنندگان فناوري پوشش در اروپا مستقر بوده و بعنوان پيشتاز در تجارت عمل مي‌كنند. در مورد فيلم هاي پنجرهاي نانويي هم وضعيت مشابه است؛ حداقل يك شركت كه در جهان پيشتاز است، در اروپا مستقر است و استراتژي‌هاي لازم را پايه‌گذاري مي‌كند. از ديدگاه علمي، تعداد كمي دانشگاه يا موسسه‌ي تحقيقاتي هستند كه تحقيقات قوي در اين زمينه‌ي خاص دارند. • تأثير اجتماعي پنجره‌هاي با انتشار كم نانويي (و فيلم‌هاي پنجره‌اي) كه با فوم‌هاي پليمري حاوي نانومواد (يا هيبريدها) كه براي عايق‌بندي ساختمان‌ها ايجاد مي‌شوند، به طور بالقوه بسيار بالاست، كه راه‌حلي واقعي براي ساختمان‌هاي موجود بوده و نياز به نو شدن براي بازده انرژي بالاتر (براي پاس كردن استانداردها در آينده) را دارند، مي‌باشد. قابليت صنعت اتحاديه‌ي اروپا براي رسيدن به ميزاني از ارزش قيمتي براي توليدات نانويي، مشخص مي‌كند كه آيا اين پتانسيل مي‌تواند به واقعيت تبديل شود يا خير. منبع ObservatoryNANO Briefing, August 2010

محققان موفق به تولید نانو الیاف اکسید آلومینیوم شدند که در صورت افزوده شدن به پلیمر ها خواص آنها را بهبود می بخشد. این محصول جدید به نام تجاری NAFEN توسط محققان شرکت ای ان اف تکنولوژی در کشور انگلیستان تولید شده است. شرکت ای ان اف تکنولوژی، اولین تولید کننده نانو الیاف های آلومینیومی با درجه عالی با نام تجاریNAFEN است که قرار است محصولات خود را به صورت تجاری در مقیاس صنعتی به بازار عرضه کند. این شرکت اعلام کرده که در همایش Advancement of Material and Process Engineering که در لانگ بیچ کالیفرنیا برگزار می شود، شرکت خواهد کرد. در این همایش بیش از 5000 نفر از حوزه های مختلف مواد پیشرفته شرکت خواهند کرد. شرکت ای ان اف تکنولوژی قصد دارد اطلاغاتی عملی دربارۀ NAFEN که اخیرا توسط موسسه تحقیقات پلیمر فرانهوفر، دانشگاه مسکو و دانشگاه کارولینای جنوبی بدست آورده در این همایش ارائه کند. این موسسه عملکرد NAFEN را در شرایط محیطی بسیار سخت مورد آزمایش قرار داده است، آنها روی مواد ویژه ای نظیر رزین اپوکسی و کامپوزیت های ماتریس پلیمری متمرکز شده اند. برخی از نتایج عملکرد آزمون های مکانیکی این محصول عبارت است از این که: رسانایی گرمایی اپوکسی در 30 W/m*K اندازه گیری شد، نتایج نشان داد که این مقدار بالاتر از محدوده استاندارد اپوکسی بدون ماده افزودنی است. یک درصد از NAFEN به این اپوکسی اضافه شد که این کار موجب افزایش قدرت مقاومت در برابر شکست به میزان 30 درصد می شود. افزایش قدرت آن به معنای بهبود مقاومت اصطکاکی و برشی در اپوکسی ها و چسب ها می شود در صورت افزودن 2 درصد از NAFEN به پلی وینیل بوتیرال، مقاومت کششی آن بیش از صد در صد افزایش خواهد یافت. این پلیمر به وفور در صنایع هوا وفضا و تولید شیشه های شفاف مستحکم استفاده می شود. این ماده به صورت یکنواخت در پلیمر پراکنده می شود که این موضوع اهمیت زیادی دارد، در صورت عدم پخش یکنواخت نقاط ضعفی در سامانه ایجاد می شود. NAFEN آلومینای خالص است که می توان از آن به عنوان افزودنی در افزایش عوامل بحرانی محصولات نظیر مقاومت حرارتی، تابشی و شیمیایی، مقاومت کششی و چسبندگی استفتده کرد. آلومینای NAFEN که به صورت نانو الیاف است به عنوان عنصر تقویت کننده عمل کرده که برای حا برخی از معضلات صنعتی مناسب است. NAFEN در صورت وارد شدن به یک محصول می تواند عمر آن را افزایش داده، هزینه نگه داری محصول را کاهش دهد. منبع : پینا

فناوران کشور موفق به تولید نانوکفپوش‌های اپوکسی مقاوم در برابر سایش و ‏آنتی‌باکتریال شدند که بر اساس قراردادی در بخشی از انبارهای شرکت ‏تولید دارو مورد استفاده قرار می‌گیرد. به گزارش سایت خبری پپنا، شرکت بسا پلیمر در تیرماه 92، قراردادی مبنی بر فروش نانوکفپوش‌های مقاوم به سایش جهت استفاده در بخشی از انبارهای شرکت تولید دارو به متراژ 600 ‏مترمربع امضا کرد.کفپوش‌های اپوکسی یکپارچه و بدون درز هستند و به همین دلیل استفاده از آنها در کارخانجاتی که ‏دارای الزامات بهداشتی هستند، بسیار مرسوم است.‏مقاومت به سایش این نانوکفپوش‌ها ‏حدود 10 برابر نسبت به نمونه‌های موجود در بازار افزایش یافته است و علاوه برآن، این محصولات دارای ویژگی آنتی ‏باکتریال نیز هستند.نانوکفپوش‌های اپوکسی آنتی باکتریال بساپلیمر بیش از 99 درصد از باکتری‌های ‏کشت داده شده بر سطح کفپوش را در یک آزمون استاندارد کشت باکتری از بین برده‌اند.‏از دیگر محصولات این شرکت که با استقبال بازار مواجه شده، نانوکفپوش اپوکسی ضد سایش با ویژگی چسبندگی بالا به ‏فلز و ضد لغزش است که در آذر 91 در شرکت مپنا پارس نصب شد. از مزایای این نانوکفپوش در مقایسه با کفپوش‌های ‏دیگر می‌توان به چسبندگی بسیار بالا به فلز و همچنین عدم نفوذ روغن به کفپوش اشاره کرد. همچنین با کمک سطح ضد ‏لغزش نانو کفپوش، ایمنی پرسنل در رابطه با لغزش تامین می‌شود. ‏اولین قراداد شرکت بسا پلیمر با مجموعه تولید دارو در اردیبهشت ماه 91 پس از اجرای یک نمونه از ‏نانوکفپوش‌های اپوکسی آنتی باکتریال و تأیید فنی آن برای سالن آمپول‌سازی تولید دارو منعقد شده و پس از آن در ‏اسفندماه 91 قرارداد دیگری برای استفاده از نانوکفپوش‌ها در راهروها و اتاق‌های تمیز این شرکت منعقد شد.‏منبع : پینا

سلام. این قسمت برای درج اخبار نانو ایجاد شده. لطفا اگر خبر جدیدی شنیدید بگید تا ما هم استفاده کنیم.:w00: ممنون. در ضمن: اسپم ممنوع:167:

فناوري نانو مي­تواند اثرات قابل توجهي در صنعت نفت داشته باشد، در مطلب زير بعد از اشاره به برخي از اين تأثيرات، تعدادي از كاربردهاي فناوري نانو در صنعت نفت بويژه در بحث آلودگي محيط زيست و نيز سنسورهاي نانو به طور مختصر معرفي گرديده است: مقدمه هنگامي كه ريچارد اسملي ( Richard Smally ) برندة جايزة نوبل، بالك مينسترفلورسنس را در سال 1985 در دانشگاه رايس كشف نمود،‌ انتظار اندكي داشت كه تحقيق او بتواند صنعت نفت را متأثر سازد. سازمان انرژي آمريكا ( DOE ) سرمايه‌گذاري خود را در قسمت فناوري نانو با 62 درصد افزايش داد تا مطالعات لازم در زمينة‌ موادي با نام‌هاي باكي‌بال‌ها ( Bulky Balls ) و باكي‌تيوب‌ها ( Bulky Tubes )‌ استوانه‌هاي كربني كه داراي قطر متر مي‌باشند صورت گيرد. نانولوله‌هاي كربني با وزني در حدود وزن فولاد، صد برابر مستحكم تر از آن بوده، داراي رسانش الكتريكي معادل با مس و رساني گرمايي هم ارز با الماس مي‌باشند. نانو*****ها مي‌توانند به جداسازي مواد در ميدان‌هاي نفتي كمك كنند و كاتاليست‌هاي نانو مي‌توانند تأثير چندين ميليارد دلاري در فرآيند پالايش به‌دنبال داشته باشند. از ساير مزاياي نانولوله‌هاي كربني مي‌توان به كاربرد آن‌ها در تكنولوژي اطلاعات (‌ IT ) نظير ساخت پوشش‌هاي مقاوم در مقابل تداخل‌هاي الكترومغناطيسي، صفحه‌هاي نمايش مسطح، مواد مركب جديد و تجهيزات الكترونيكي با كارآيي زياد اشاره نمود. علم نانو يك تحول بزرگ در مقياس بسيار كوچك بسياري از محققان و سياستمداران جهان معتقدند كه علم نانو مي‌تواند تحولات اساسي در صنعت جهاني ايجاد نمايد صنعت نفت نيز از پيشرفت اين تكنولوژي بهره‌مند خواهد گشت. علم نانو مي‌تواند به بهبود توليد نفت و گاز با تسهيل جدايش نفت وگاز در داخل مخزن كمك نمايد. اين كار با درك بهتر فرآيندها در سطوح مولكولي امكانپذير مي‌باشد. با توجه به اينكه نانو مربوط به ابعادي در حدود متر مي‌باشد، نانوتكنولوژي به مفهوم ساخت مواد و ساختارهاي جديد توسط مولكول‌ها و اتم‌ها در اين مقياس مي‌باشد. خوشبختانه كاربردهاي عملي نانو در صنعت نفت جايگاه‌ ويژه‌اي دارند. نانوتكنولوژي ديدگاه‌هاي جديد جهت استخراج بهبوديافتة نفت فراهم كرده است. اين تكنولوژي به جدايش موثرتر نفت و آب كمك مي‌كند . با افزودن موادي در مقياس نانو به مخزن مي‌توان نفت بيشتري آزاد نمود. همچنين مي‌توان با گسترش تكنيك‌هاي اندازه‌گيري توسط سنسورهاي كوچك،‌ اطلاعات بهتري دربارة مخزن بدست آورد.. مواد نانو صنعت نفت تقريباً در تمام فرآيندها احتياج به موادي مستحكم و مطمئن دارد. با ساخت موادي در مقياس نانو مي‌توان تجهيزاتي سبكتر، مقاومتر و محكم‌تر از محصولات امروزي توليد نمود. شركت نانوتكنولوژي GP در هنگ‌كنگ يكي از پيشگامان توسعة كربيد سيليكون، يك پودر سراميكي در ابعاد نانو مي‌باشد. با استفاده از اين پودرها مي‌توان مواد بسيار سختي توليد نمود. اين شركت در حال حاضر مشغول مطالعه و تحقيق بر روي ساير مواد مركب مي‌باشد و معتقد است كه مي‌توان با نانوكريستال‌ها تجهيزات حفاري بادوامتر و مستحكم‌تري توليد كرد. همچنين متخصصان اين شركت يك سيال جديد حاوي ذرات و نانوپودرهاي بسيار ريز توليد نموده‌اند كه به‌طور قابل توجهي سرعت حفاري را بهبود مي‌بخشد. اين مخلوط آسيب‌هاي وارده به ديوارة مخزن در چاه را حذف نموده و قابليت استخراج نفت را افزايش مي‌بخشد

جهان امروز نیازمند استفاده از ابزارهای جدیدی برای ارتقای سطح زندگی بشر است. روزانه مواد گوناگونی بر اثر کار و کوشش و تحقیقات به دست آمده، در چرخه تولید انبوه قرار گرفته و به بازار تجاری عرضه می شوند. برای مثال افزایش کارایی وسایل الکترونیکی با کاهش اندازه آنها، مانند کامپیوترهای بسیار پیشرفته و یا پیشرفت عظیم صنعت ارتباطات تنها با استفاده وسیع از نانو تکنولوژی میسر شده است. در این مقاله به بررسی کاربرد کنونی فناوری نانو تکنولوژی در میان مدت و بلند مدت پرداخته ایم که مواردی از آن به طور خلاصه نقل می شود. صفحات خورشیدی و کیهانی: دی اکسید تیتانیم و اکسید روی در اندازه های نانو در صفحات خورشیدی برای جذب و یا انکسار پرتوهای ماورای بنفش که شفافیت لازم را برای عبور نور قابل رویت دارند، کاربرد بسیاری پیدا کرده است. ترکیبات مرکب: یکی از موارد مهم کاربرد نانوتکنولوژی ساخت ترکیبات مرکب از چند ماده مختلف است. برای مثال با استفاده از لوله، سیم و ذرات نانو محصولات چند منظوره ای تولید می شود که هم دارای خواص هر یک از عناصر تشکیل دهنده است و هم ساختار جدیدی با کاربردهای پیشرفته دارد. این مواد در علوم پزشکی، در وسایل بصری، الکترونیک و مغناطیسی به کار می روند. هم چنین کربن سیاه که اندازه آن به چند ده نانو می رسد برای تقویت لاستیک وسایط نقلیه مورد استفاده قرار می گیرد. از یک نوع خاک رس در ابعاد نانو نیز برای ساختن سپرهای مقاوم وسایط نقلیه استفاده می شود. ▪پوشش سطوح: استفاده از پوشش هایی در اندازه نانو و یا چند اتم، امکانات ویژه ای را به وجود آورده است. به تازگی شیشه هایی ساخته شده که با دی اکسید تیتانیم بسیار فعال پوشش داده شده است. این شیشه ها ضد باکتری، دفع کننده آب و از بین برنده مواد شیمیایی بوده و به طور خودکار خود را تمیز می کنند. کاربرد دیگر مواد نانو ساختن پوشش های بسیار مقاوم در مقابل خش، به صورت یک یا چند لایه بر روی لایه اصلی است. گروه بیشماری پارچه های قابل تنفس، ضد آب و لکه با کنترل منافذ و ناهمواری های سطح آن در حد اندازه های نانو از مواد پلیمری و غیرآلی ساخته شده ا ند. ▪ابزار برشکاری بسیار سخت: ابزار ساخته شده از کریستال های تنگستن، تانتانیم و تیتانیم در اندازه های نانو، منجر به ساخت ابزار برش بسیار سخت تر در مقایسه با همان ماده در اندازه ذرات بزرگتر شده است. کاربرد این ابزار در سوراخکاری، برش فلزات در ماشین تراش، قالب سازی، سنگ بری و نظایر آن بسیار وسیع است. ●کاربردهای فناوری نانو در میان مدت شامل موارد زیر می شود: ▪رنگها و محلولها: استفاده از رنگها در اندازه نانو می تواند قابلیت هاو توانایی های بسیار خوبی را به رنگ بدهد. برای مثال ساختن رنگهای سبک می تواند وزن هواپیماها را کاهش داده و باعث صرفه جویی در سوخت آنها شود. کاهش حلال ها مورد دیگریست که از آلودگی محیط زیست جلوگیری می کند. محلول های ضد باکتری موارد استفاده بسیاری در تاسیسات تصفیه آب دارد و دیگر نیازی به استفاده از ضد باکتری مانند کلر نخواهد بود. نانو تکنولوژی در مبدل های حرارتی با جذب امواج قرمز باعث صرفه جویی در انرژی شده و با تغییرات دما و یا محیط شیمیایی اطراف آن، موجب تغییر رنگ می شود. عمده ترین هدف از اجرای این پژوهشها در مورد رنگها اهداف زیست محیطی است. ▪محیط زیست: مطالعه و بررسی بر روی تاثیرگذاری مواد نانو بر مواد آلوده کننده خاک و آبهای زیرزمینی و خنثی کردن تاثیرات مخرب آنها، نمونه ای از پژوهشهای میان مدت است. هم چنین تلاش برای ساخت موادی که سرب و جیوه موجود در محیط زیست را به صورت غیرفعال در آورد، ادامه دارد. اگر این تحقیقات به صورت کامل انجام شود، می توان از آلودگی سرب هوا که از سوخت ماشین های درون سوز بوجود می آید جلوگیری کرد. ▪سلولهای سوختی: سطح سلولی سوختها از نظر مهندسی تاثیر مستقیمی بر عملکرد درونی آن دارد. استفاده از هیدروژن به عنوان یک سوخت میانی ممکن است با تغییرات بنیادی هیدروکربورها در کاتالیستهای یک راکتور به دست آید. استفاده از علوم نانو برای شدت بخشیدن به عملکرد کاتالیزورها می تواند به بازدهی بیشتر و تولید سوختهایی با ذرات کوچکتر کمک کند. این عامل می تواند در افزایش تولید انرژی برق موثر باشد و در نتیجه برای تولید هیدروژن به جای استفاده از هیدروکربورها از مواد فراوانتر و سازگارتر با محیط زیست استفاده کرد. امروزه هیدروژن به عنوان جانشین سوخت هیدروکربورها در جهان بسیار مورد توجه قرار گرفته است. ▪نمایشگرها: درخواست بسیاری برای تولید نمایشگرهای بزرگ، شفاف و تخت در تلویزیون، کامپیوتر و نظایر آن وجود دارد. نانو کریستال های سلنیوم روی، سولفات روی و سولفور کادمیم با روش ژل به صورت تنها(تبدیل ژل مایع به جامد) از موادیست که برای ساخت نور متصاعد از فسفر مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین استفاده از CNTs نیز در ساخت این وسایل با درخشش فوق العاده و مصرف انرژی و تشعشعات زیانبار کمتر و طول عمر بیشتر، نسل آینده نمایشگرهای پیشرفته را بوجود خواهد آورد.باطری ها: توسعه وسایل الکترونیکی قابل حمل مانند تلفن های همراه، دستگاههای ناوبری، کامپیوترهای کوچک و قابل حمل، سنسورهای کنترل از راه دور و نظایر آنها، نیاز به داشتن باطری های سبکتر با انرژی و دوام بیشتر را دو چندان ساخته است. مواد کریستالی نانو با استفاده از روش کاربرد ژلها در صفحات جداکننده باطریها می تواند انرژی بیشتری در مقایسه با باطریهای متداول امروزی ذخیره کند. باطری های ساخته شده از نانو کریستال های نیکل نیاز به شارژ مجدد را کاهش و ذخیره انرژی در باطریها را در حد قابل توجهی افزایش داده است. مواد افزودنی سوختها: هم اکنون تحقیقات برای افزودن ذرات نانوی اکسید سدیم به سوختهای دیزل در دست اقدام است که باعث بالا رفتن بازدهی، صرفه جویی اقتصادی و کاهش میزان مصرف آنها در بلند مدت خواهد شد. ● کاربردهای بلند مدت فناوری نانو شامل موارد زیر می باشد: ▪ مواد مغناطیسی: ساخت ابزارهای مغناطیسی از نانوکریستال های یوتریوم، ساماریوم و کوبالت خواص بسیار منحصر بفردی را با توجه به کوچک بودن ذرات کریستالها بوجود می آورد. این مواد در ساخت موتورها، ماشین های تحلیلی مانند MRI و همچنین در علوم پزشکی کاربرد وسیعی دارند. میکروپروسس ها، حافظه های کامپیوتر، دیسک های سخت، با استفاده از فناوری نانو می تواند اطلاعات بسیار زیادی را در خود جای دهند. ▪وسایل پزشکی: به طور معمول اعضا قابل کاشت در بدن، مانند دریچه های قلب، ساخت اندام های مورد نیاز در ترمیم های ارتوپدی ساخته شده از تیتانیوم و فولادهای ضد زنگ با سایر اعضای بدن سازگاری دارند ولی متاسفانه ممکن است در طول عمر بیماران دچار خوردگی شده و کارآیی خود را از دست بدهند.استفاده از نانو کریستالهای اکسید زیر کانیوم، به عنوان یک عنصر بسیار سخت، غیرخورنده و مقاوم در مقابل واکنشهای بدن و سازگاری با آن جایگزین بسیار خوبی برای روش های متداول است. نانو کریستالهای »سیلیکون کربید« به علت وزن کم، مقاومت بسیار عالی و سازگاری با اعضای بدن برای ساخت دریچه های مصنوعی قلب در آینده بکار خواهد رفت. ساخت رباط هایی با کاربردهای بسیار متفاوت در بدن در اندازه های کوچک بخش مهمی از کاربردهای وسیع اینگونه مواد را شامل می شود. سرامیک های ماشین آلات: سرامیک ها بسیار سخت، شکننده و غیرقابل ماشینکاری بوده و کوچک شدن ذرات آنها در حد نانو کریستالها باعث شکنندگی بیشتر آن می شوند. امروزه نانوکریستالهای نیترات و یا »کربید سیلیکون« در ساخت قطعات ماشین آلات مختلف مانند فنرهای بسیار مقاوم، بلبرینگها، سوپاپ های موتور، اجزای کوره ها و نظایر آن به علت آنکه به آسانی قابل ساخت بوده و مقاوم در مقابل حرارت و واکنش های شیمیایی مقاوم هستند کاربرد وسیعی دارند. در صورتیکه این مواد توسط پرس فشرده شوند، مقاومت حرارتی بسیار زیادی را در مقایسه با سایر سرامیک ها به دست می آورند. ▪تصفیه آب: فناوری نانو باعث صرفه جویی در مصرف انرژی برای تصفیه آب در سیستمهای تقطیر می شود. همچنین این فناوری منجر به بالا بردن تکنولوژی مورد استفاده کنونی خواهد شد. لباس های جنگی: به تازگی استفاده از فناوری نانو برای ساخت لباس های ویژه میدان های جنگ توسط گروه تحقیقات دانشگاه MIT انجام شده است. هم اکنون برنامه ای برای ساخت موادی که بتواند در کوتاه مدت جاذب انرژی شوکهای امواج انفجاری و موادی که در بلند مدت بتواند در برابر مواد شیمیایی و بیولوژیکی از خود مقاومت نشان دهند بصورتی که در مقابل این مواد حساس بوده و پس از شناسایی مواد روزنه های لباس مسدود شوند در حال بررسی است. گونه ای دیگر از این مواد برای کشف آسیب های وارده به بدن به صورت خودکار عمل خواهد کرد.برای مثال به کمک این مواد شکستگی استخوانها را بسرعت شناخته و گچ گیری متداول امروزه را انجام می دهند. پژوهش و ترجمه: مهندس سعید صالحی ماهنامه نفت پارس

مقدمه الف ـ چرا به محاسبه نيازمنديم؟ علاقة مردم به محاسبات طولاني و خسته‌كننده، از ديرباز وجود داشته است. اما اين محاسبات که اغلب با شيوه‌هاي دستي صورت مي‌گرفت، به محض برخورد به اولين پيچيدگي‌ها به بن‌بست مي‌خورد و بي‌حاصل مي‌ماند. با وجود اين، کساني هم بودند که از همين پيچدگي‌ها لذت مي‌بردند و براي رفع آنها کوشش مي‌کردند. در نيمة دومِ قرن بيستم، کامپيوتر (ماشين حسابگر) اختراع شد و محاسبات پيچيده و بسيار مفصل به اموري عادي و روزمره بدل گرديدند. در اين مقاله نمي‌خواهيم تاريخچة محاسبات را بازگو کنيم، بلكه قصد ما تأکيد بر اين نکته است که دنياي امروز، پيشرفتِ پرشتاب خود را به دقت، و بويژه دقت در محاسبات پيچيده و مفصل، مديون است. هر کدام از ما در طول روز بارها و بارها، آگاه و ناخودآگاه، با خود محاسبه مي‌کنيم: الان ساعت چند است؟ چقدر پول همراهمان است و با اين پول چقدر مي‌شود خريد کرد؟ اگر اين کار را بکنيم، چه نتيجه‌اي خواهد داشت... محاسبات ديگري هم هستند که با تکية صِرف به توان ذهني نتيجه نمي‌دهند. انجام اين‌قبيل محاسبات نيازمند مقداري سواد و کاغذ و قلم است. محاسبات پيچيده‌تر به ابزاري پيچيده‌تر نياز دارند. احتمالاً هيچ‌كس نمي‌تواند فقط با استفاده از كاغذ و قلم صد عدد فيثاغورثي غير يكسان توليد کند. 3، 4، 5 يک دسته از آنهاست، بقيه را شما بگوييد! موضوع به اينجا ختم نمي‌شود؛ كلّ زندگي بشر تحت‌الشّعاع محاسبات مختلف قرار گرفته است. كسي كه مي‌خواهد يک چهارپايه بسازد، بايد لااقل جمع و تفريق بلد باشد. كسي هم كه مي‌خواهد هواپيماي جت بسازد، بايد صدها معادله را حساب كند تا به نتيجة مطلوب برسد. خلاصه اينکه هر كه طاووس خواهد، جور هندِستان كشد! امروزه دانشمندان با داشتن اطّلاعات آزمايشگاهي و تحليل محاسباتي آنها، در پي حلّ مسائلي بسيار مهم و در عين حال عادي هستند. مثلاً اينکه چگونه مغز تصاوير ارسالي از عصب بينايي را تحليل مي‌كند؟ چطور اين تصاوير ثبت مي‌شود به طوري كه اگر يك بار ديگر آن را ببينيم يادمان مي‌آيد كه آن را قبلاً ديده‌ايم؟ (جالب است بدانيد که «سازمان فضانوردي آمريكا» (NASA) احتمال پاسخگويي و به كارگيري اين تكنيك را سال‌هاي 2030 ميلادي به بعد اعلام كرده است. (منبع: [Hidden Content]) حلّ چنين مسائلي در علوم، از طرفي نيازمند استفاده از فنون محاسباتي پيشرفته و از سوي ديگر همكاريِ تنگاتنگ دانشمندان رشته‌هاي مختلف است. به همين علت، انقلاب‌هاي علمي آينده در بستر فعاليت‌ها و كشفيات بين‌رشته‌اي در علوم اتفاق مي‌افتند. نانوفناوري از جمله مهمترين و اصلي‌ترين انقلاب‌هاي علمي و فناورانة آينده است و در اين ميان نانوفناوري محاسباتي در پيشبرد و اثبات نظريه‌ها و فرضيه‌هاي مربوط به علوم مقياس نانو (يعني حدود ميليونيم متر) نقشي بي‌بديل بازي مي‌کند. در اينجا سعي مي‌كنيم گوشه‌اي از مقدمات دستيابي به محاسبات پيشرفته را بازگو كنيم. ب ـ دربارة شبيه سازي ابتدا مقدماتي از محاسبات كامپيوتريِ اتمي ـ مولكولي يا مشخصاّ « شبيه سازي ديناميك مولكولي» را كه سرآغاز محاسبات پيشرفته‌تر است، ذكر مي‌كنيم. مدل‌سازي ديناميك مولكولي در مقابل روش «مونت كارلو» قرار دارد. در روش ديناميك مولكولي، سعي مي‌شود معادلة قانون دوم نيوتن براي پيدا كردن مسير حركت ذره نسبت به زمان واقعي به دست آيد، ولي در روش دوم سيستم مورد بررسي، همواره در حال تعادل فرض مي‌شود و زمان واقعي مشخص نيست. در ذيل تمام مباحث، الگوريتم‌وار آمده است. در هر يک از انواع شبيه سازي، چهار موضوع كلي را بايد در نظر بگيريم: 1. بايد بعد از انتخاب موضوع، اطلاعاتي از قوانين فيزيكي حاكم بر مسئله داشت؛ بخصوص قوانين بنيادي فيزيك، شيمي و زيست‌شناسي كه سعي مي‌شود همراه روش‌هاي محاسباتي تا جايي كه لازم است به آنها بپردازيم. از جمله، شناخت انواع نيروهاي موجود در طبيعت و به تبع آنها انرژي‌هاي پتانسيل موجود در طبيعت. 2. بايد روش‌هاي حلّ عددي معادلات رياضي حاكم بر پديده‌هاي فيزيكي را دانست. امروزه روش‌هاي جديد روز‌به‌روز در حال گسترش‌اند. اين روش‌ها انواع و اقسامي دارند كه با توجه به مسئلة مورد نظر و ميزان دقتي كه مدّنظر است متفاوتند. 3. بايد با يكي از زبان‌هاي برنامه‌نويسي متناسب با مسئلة مورد نظر آشنا بود؛ از QBASIC گرفته تا ++C و غيره. براي كار ما كه تنها دنبال يادگيري هستيم حتي QBASIC هم كافي است، ولي ما در محيط VISUALBASIC برنامه هايمان را كامپايل مي‌كنيم. نكتة قابل توجه: امروزه نمايشي كردن نتايج محاسبات و شبيه‌سازي‌ها كه به آن VISUALIZATION مي‌گويند، امر مهمي است. در واقع، تهية انيميشن از كار بسيار راه‌گشا و مورد اقبال مردم است. به اين منظور، ما انيميشن‌هاي دوبعدي را در محيط يادشده براي كارهاي خود برمي‌گزينيم. 4. آشنايي با تحليل داده‌ها و خطاهاي محاسباتي. اين موضوع در سطوح حرفه‌اي شبيه سازي اهميت فراواني دارد. ج- آنچه يك متخصص شبيه‌سازي انجام مي‌دهد 1. يك پديدة فيزيكي در طبيعت اتفاق افتاده است. رفتار اجزا و كل آن پديده به‌دقت مورد مشاهده قرار مي‌گيرد و ثبت و ضبط مي‌شود. موادي (منظور مولكول‌هايي بزرگ يا كوچك) با اجزاي مختلف، در حضور ديگر همنوعان يا انواع ديگر، چه رفتاري دارند؟ 2. متخصص، يا براي اين پديده‌ها توجيه منطقي دارد يا ندارد. اگر داشته باشد، حتماً راه رسيدن به آن توجيه منطقي (كه مبناي آن يك قانون فيزيكي است)، داراي مقبوليت نسبي است، وگرنه بايد راه‌هاي مختلف را امتحان كرد. 3. با ارائة يك مدل رياضي ساده، مي‌توان هر دو امكان فوق را بررسي كرد. يعني از يك طرف مهر تأييد بر يافته‌هاي ثبت‌شده زد و از طرف ديگر راه‌هاي جديد پيشنهاد کرد. اينكه چرا مدل بايد پاية رياضي داشته باشد، به آن علت است كه رياضيات منطق مطلق است و هيچ روند صحيح رياضي به نتيجة غلط منجر نمي‌شود، مگر از ابتدا مدل با سهل‌انگاري طرح شده باشد. 4. روش‌هاي حلّ عددي كه در كامپيوترها مورد استفاده قرار مي‌گيرند نيز به کار مي‌آيند. 5. يکي از روش‌هاي معمول شبيه‌سازي متناسب با مدل يا مسئله، كدنويسي مي‌شود، يعني نهايتاً فعاليت شبيه‌ساز به يك كد (برنامة) كامپيوتري تبديل مي‌شود. 6. و بالاخره شخص سعي خود را در تفسير، مقايسه، نتيجه‌گيري و احياناً تعميم به کار خواهد گرفت. اين تفسير و نتيجه‌گيري بر اساس يك سري اصول مربوط به آمار و محاسبات صورت مي‌گيرد. این عکس کوچک شده است برای مشاهده ی سایز اصلی کلیک کنیدشکل1: مدلسازي پلي است ميان نظريه و آزمايش منبع: باشگاه نانو[Hidden Content]

روشهای کنترل خوردگی 6 روش می‌باشد: طراحی، انتخاب مواد، پوشش، استفاده از بازدارنده، حفاظت کاتدی و آندی. در دنیا بر روی نانوپوشش‌ها بسیار کار شده است و نانوپوشش‌های بسیاری گسترش پیدا کرده است. اما نفوذ نانوتکنولوژی در روش‌های دیگر کنترل خوردگی بسیار ضعیف بوده است. نانوپوشش‌ها پوشش‌های نانوهیدروکسی آپاتید برای ایمپلنتهای مورد استفاده در بدن انسان شرکت (InformatCorporation) IMCO با استفاده از تکنیک الکتروفورتیک در دمای محیط نانوساختار هیدروکسی آپاتید را بر روی انواع ایمپلنتها پوشش می‌دهد. این ایمپلنتها از جنس Ti6Al4V است که کاربردهای مختلف در دندانپزشکی و اورتوپدی دارد. پوشش هیدروکسی آپاتید به روشهای قدیمی پاشش حرارتی و رسوبدهی شیمیایی روی سطح اعمال می‌شد. فواید استفاده از این پوشش‌ها افزایش استحکام باند: در روشهای قبلی اعمال هیدروکسی آپاتید، استحکام چسبندگی پوشش بسیار پایین است. در روش پاشش حرارتی MPa30 و در رسوبدهی شیمیایی MPa 14 است. اما این روش باعث می‌شود که استحکام چسبندگی به حدود MPa60 برسد. بهبود مقاومت خوردگی: این پوشش‌های نانویی 100% فشرده و 100% کریستالی است، که باعث می‌شود مشکل انحلال آمورفی این پوشش حل شود و البته فشرده بودن باعث می‌شود که مایعات بدن تحت تماس با فلز قرار نگیرند. جریان پلاریزاسیون خوردگی در این حالت 300 بار کمتر از حالتی است که به دو روش قدیمی پاشش حرارتی و رسوب‌دهی شیمیایی پوشش داده شده است. پوشش‌های چند لایه‌ای نانویی برای مصارف نظامی و غیرنظامی اخیراً پوشش‌هایی گسترش پیدا کردند که دارای چندین لایه هستند که هر لایه در این پوشش هدف خاصی را دنبال می‌کنند. این پوشش‌ها با توجه به گزارش‌هایی که شده است دارای مصارف نظامی و غیرنظامی است. این پوشش‌ها هدف‌های چندی را دنبال می‌کند که عبارتند از: کاهش هزینه چرخه – عمر . کاهش هزینه نگهداری تجهیزات . کاهش آلودگی‌های محیطی (پوشش‌های کروماته که آلوده‌کننده محیط زیست هستند). این پوشش‌ها در چرخنده‌ها، موتورها، سوئیچ‌های الکترونیکی و سنسورها کاربرد فراوان دارد. یکی از خصوصیات منحصر به فرد این پوشش این است که اگر لازم باشد براحتی از روی سطح برداشته می‌شود (زمانی که پوشش‌ها آسیب دیده و باید عوض شوند). همچنین در بین لایه‌های این پوشش از لایه‌های حس‌گر استفاده می‌شود که قادر است آسیب‌دیدگی مکانیکی و خوردگی را تشخیص دهد. شرکت NANOMAG، پوششهایی از جنس نانو کامپوزیت که مقاوم در برابر خوردگی می‌باشد، تولید می‌کند که این پوشش‌ها جایگزین پوشش‌های پایه کروم خطرناک می‌شود که برای آلیاژهای منیزیم مخصوصاً برای احتیاجات صنایع خودروسازی، هوا – فضا و هوانوردی مناسب می‌باشد. کاهش وزن موتور وسایل نقلیه، یک شیوه اساسی برای کاهش مصرف سوخت آنها می‌باشد. با کم کردن 100 کیلوگرم از وزن، امکان ذخیره سوخت km100/51/0 فراهم می‌شود و بدین وسیله انتشار مواد نابودکننده محیط زیست کاهش می‌یابد. منیزیم که یک سوم از آلومینیوم و 80 درصد از فولاد سبکتر است به طور فزاینده‌ای از زمان اولین حضورش در ماشین‌های مسابقه در طول سال‌های 1920، برای این هدف استفاده شده است. کاربردهای آلیاژهای پایه منیزیم هم‌اکنون تا پوشش‌های دنده، لوله‌های چندشاخه ورودی، و پوشش‌های سرسیلندرها نیز امتداد پیدا کرده و حتی چرخ‌ها، بخش‌های بدنه و قسمت‌های اصلی فرمان را نیز در بر گرفته است. خواصی مانند قدرت بالا نسبت به وزن (در مقایسه با ضریب وزن) و ارتعاش‌گیری خوب (جذب ارتعاش) صدا و لرزش، با استفاده از تکنیکهای ریخته‌گری تحت فشار، تولید آسان قطعات را به همراه دارد و استفاده متداول و رایجی در بخشهایی مانند هوا – فضا و دستگاههای الکترونیکی قابل حمل می‌باشد. از هدفهای رشد و توسعه پروژه NaNoMAG فراهم آوردن امکانی می‌باشد که از طریق آن روکش‌های نانوکامپوزیتی (مرکب) که تمیز و سازگار با طبیعت هستند شکل گیرد که اقتصادی‌تر و مقرون به صرفه‌تر نیز خواهد بود. همچنین این پوششها مقاومت‌های بهتری هم برای خوردگی و ساییدگی خواهند داشت. برای ایجاد این پوششها از روشهای پلاسمایی رسوب شیمیایی بخار (PECVD)، پلاسمایی رسوب فیزیکی بخار (PEPVD) و همچنین تکنولوژی Sol-gel استفاده می شود. پوشش‌های نانو با یونهای بازدارنده خوردگی شرکت نامادیکس (Namadics) بر روی پوشش‌های کامپوزیتی فعالیت می‌کند که اثر حفاظت بسیار خوبی از خود نشان می‌دهد. این پوشش‌ها با استفاده از تکنیک Layer-by-Layer assembly یا electrostatic self assembly ساخته می‌شود. در این پوشش‌های نانوکامپوزیتی لایه لایه، یونهای بازدارنده خوردگی قرار داده می‌شود تا بتواند با نفوذ به سطح فلز پایه آنها را در برابر خوردگی محافظت کند و لایه انتهایی یک لایه سدکننده سیلیکاتی است. این پوشش‌ها نیز حفاظت خوردگی خوبی در مقایسه با پوشش‌های کروم نشان می‌دهد و می‌تواند جایگزین مناسبی برای آنها باشد(با توجه به اینکه پوشش¬های کروم به علت آلودگیهای زیست محیطی در حال انقراض هست). پوششهای استثنایی آلیاژی با ساختار نانو مقاوم در برابر خوردگی تحقیقات انستیتوی شیمی در کنار همکارانشان از انستیتوی Semicondactors (نیمه رساناها) باعث خلق و ابداع تعداد زیادی پوششهای جدید از آلیاژهای فلزی با ساختار نانو شده‌اند که برای مقاومت در برابر خوردگی فوق‌العاده بالایشان، مورد توجه قرار گرفته‌اند. این پوششها از طریق پاشش مغناطیسی فلز شکل گرفته‌اند. ساختار نانوکریستالهای این پوششها لایه‌های اثرناپذیر پایدار را به وجود می آورند که ویژگیهای ناقص و معیوب پوششهای قدیمی را ندارند. مشاهده شده است که پوششها با ساختار نانوکریستال، نسبت به پوشش ها دارای ساختار بی‌شکل مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند. پاشش مغناطیسی فلز، این امکان را فراهم می‌آورد که آلیاژهایی از فلزات را که با استفاده از روش های قدیمی قابل تولید نبودند، به وجود آورد، مانند وقتی که نقطه ذوب یک فلز بالاتر از درجه جوش دیگری می‌باشد. اخیراً خواصی از آلیاژهای زیر مطالعه شده‌اند: Al-Mg-Cu, Cr-Cr-Mo, Au-Pd-In, Fe-Cr–Ni-Ta, Ni-Cr-Mo انتخاب مواد فولاد ضدزنگ با مقاومت خوردگی فوق‌العاده بالا فولادهای ضدزنگ کاربردهای مختلفی می‌تواند داشته باشد، مشکل اصلی این آلیاژ استحکام پایین آن است که مصرف آن را در کاربردهای مقابله با خوردگی کاهش می‌دهد. شرکت Sandvik با استفاده از تکنولوژی نانو و با اضافه کردن نانو ذرات در مرحله ذوب توانسته آلیاژهای فولاد ضدزنگ با مقاومت خوردگی بالا، انعطاف‌پذیری مناسب قبل از عملیات حرارتی و استحکام بالا بعد از عملیات حرارتی تولید کند. با استفاده از این تکنولوژی می‌توان فولاد ضدزنگ را جایگزین آلومینیوم کرد. با این آلیاژ قادریم با هزینه کمتر همان استحکام و وزن را بدست آوریم. کاربردهای قابل تصور برای این آلیاژ در شاسی (بدنه ماشین) سبک وزن، ابزار ورزشی و تجهیزات پزشکی است. دیگر حوزه ها در دنیا بر روی حوزه‌های حفاظت کاتدی، آندی و ممانعت کننده کار قابل ملاحظه‌ای انجام نشده است. برروی آندهای فدا برای پیشرفت در این حوزه‌ها نیازمند ایده‌پردازی و تشکیل جلساتی با حضور متخصصین خوردگی و نانوتکنولوژی می‌باشد. به عنوان مثال می توان برروی آندهای فداشونده تکنولوژی نانو را اعمال کرد(در دانشگاه تهران در پروژه ای در این راستا تعریف شده است) تا بتوان بازده جریان این آندها را افزایش داد. منبع : شبكه تحلیلگران تكنولوژی ایران (حسین توكلی)

عنصر کربن به طور خالص در طبیعت به دو صورت یافت می شود که گرافیت نوع غالب آن و الماس نوع دیگر آن هستند. گرافیت که ماده بسیار نرمی میباشد، دارای شبکه بلوری خاصی میباشد که در آن اتمهای کربن با یکدیگر نوعی شبکه هگزاگونال می سازند. در این حالت، در صفحات قاعده، شش اتم کربن وجود دارند. نوع پیوند اتمی در این شبکه کریستالی از انواع واندروالسی (بین صفحات قاعده) و کوالانسی (بین اتمهای کربن موجود در هر قاعده) میباشد، در اثر این دگرگونگی پیوندها، اتصال بین صفحات قاعده ضعیف شده و خواص معروف این ماده ( مانند نرمی و...) ظاهر می شوند. ساختار الماس که شکل دیگری از کربن است، ماده ای بسیار سخت میباشد بطوریکه در مقیاس مور دارای سختی 10 می باشد. این خاصه الماس از شبکه کریستالی مکعبی ویژه ( مکعبی الماسی) این ماده و از نوع پیوند بسیار محکم بین اتمها در این شبکه و همچنین تراکم بالای این نوع ساختار تأثی میگیرد. ساختار کریستالی الماس در شکل زیر دیده میشود. امروزه اشکال کریستالی کربن به دو مورد فوق مختوم نمیشوند. نانو تکنولوژی که علم چینش اتمها به شکل دلخواه به منظور رسیدن به خواص مطلوب نظر میباشد، امکان استحصال ساختارهای اتمی دیگری از کربن را فراهم می سازد. در این بین معروفترین و پرکابرد ترین ساختار اتمی ایجاد شده توسط نانو تکنولوژی، نانو لوله کربنی نام دارد. البته نوع معروف دیگری از محصولات کربنی تولید شده توسط نانو تکنولوژی، تحت عنوان فولرین در دسترس است. دریافت متن کامل این مقاله