جستجو در تالارهای گفتگو

فناوری نانو که از آن به عنوان انقلاب علمی و فناورانه عصر حاضر یاد می شود موفق به تاثیر گذاری روی بسیاری از علوم مهندسی شده است. پیوند علم مواد شیمی و علوم مهندسی نانو تکنولوژی نامیده می شود. نانو تکنولوژی تولید مولکولی یا به زبان ساده تر ساخت اشیا اتم به اتم مولکول به مولکول (توسط بازو های روباتهای برنامه ریزی شده در مقیاس نانو متریک است) نانو تکنولوژی ساخت ابزارهای نوین مولکولی منحصر به فرد با به کار گیری خواص شیمیایی کاملا شناخته شده اتم ها و مولکول ها) نحوه پیوند آنها با یکدیگر) را ارائه می دهد. مهارت مطرح شده دستکاری اتم ها به طور جداگانه و جای دادن دقیق آنها در مکانی است که برای رسیدن به ساختار دلخواه و ایده ال مورد نیاز است. نانو کامپوزیت ها اغلب سرویس دهی در شرایط بحرانی مانند هوافضا را میسر می کنند. نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف پلیمری فلزی و سرامیکی با استحکام بالا هستند. الیاف کربن در مواردی به کار میرود که عمدتا مدول الاستیکی بالا مورد نیاز است . عیب الیاف پلیمری این است که همانند تمام زمینه پلیمری استحکام خود را در دما های نسبتن پایین از دست میدهند. از کاربردهای منحصر بفرد کامپوزیت های تقویت شده با الیاف ارامید، زره پوش های نظامی هستند . کامپوزیت های کولار با داشتن وزن سبک و انعطاف پذیری خوب برای پوشاک ضد گلوله به کار می رود. کامپوزیت های زمینه فلزی کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با الیاف فلزی یا سرامیکی می توانند مقاومت خوبی در دماهای بالا داشته باشند. الومینیم تقویت شده با الیاف بر پوشش داده شده با سیلیسیم کربید به طور گستردهای برای کاربردهای هوا فضا به کار می رود. الیاف و ویسکر ها سیلیسیم کربید در صنایع هوافضا به کار می رود. الیاف پلیمری در کامپوزیت های زمینه فلزی به دلیل نقطه ذوب پایین کاربرد ندارند.کامپوزیت های زمینه فلزی کاربردهای مهمی در ساخت موتورهای راکت و هواپیما دارند. سوپر الیاژهای تقویت شدهبا الیاف فلزی مانن تنگستن یا الیاف سرامیکی مانند سیلیسیم کاربید استحکام خود را در دماهای بالا نیز حفظ می کند .به طوری که کارایی موتورهای جت را افزایش می دهند. کامپوزیت های زمینه سرامیکی نانو کامپوزیت های زمینه سرامیکی با الیاف سرامیکی تقویت می شوند .کامپوزیت های کربن-کربن با داشتن مقاومت فوق العاده زیاد در دماهای بالا (تا حدود 3000 درجه سانتیگراد) در ساخت قطعاتی در صنایع هوا فضا استفاده میشود. قطعات کامپوزیتی کربن ـ کربن را بعد از تولید برای جلوگیری از اکسیداسیون پوششی از از سیلیسیم کاربید می دهند. کامپوزیت های کربن-کربندارای استحکام و مدول الاستیکی بالایی هستند به طوری که از این کامپوزیت هادر ساخت قطعاتی از هواپیما جت استفاده میشوند. استفاده از مواد کامپوزیتی تقویت شده با نانو لوله ها در ساخت پوسته ها و سطوح کنترلی هواپیما میتواند سبب کاهش وزن شود. کاهش وزن به معنای سرعت و برد بیشتر قدرت مانور بیشتر مصرف سوخت کمتر و کاهش هزینه است. کاربرد منسوجات مقاوم منسوجات مقاوم در برابر مواد شیمیایی محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی، پیشرفت‌های چشمگیری در توسعه روش‌های مبتنی بر فناوری نانو برای لایه‌های منسوجات هوشمند داشته‌اند، که نه تنها خواص و کارآیی‌های اولیه و ایمنی نظامی بدون از دست رفتن سهولت استفاده را دارا می‌باشند، بلکه می تواند طیف وسیعی از کاربردهای دیگر را نیز داشته باشند. دکتر "هاینستروزا" استادیار دانشکده مهندسی نساجی، شیمی و علوم این دانشگاه، در زمینه توسعه منسوجات مقاوم شیمیایی با اتصال نانولایه‌ها به الیاف طبیعی، پیش قدم بوده است. وی در این باره می گوید: این لایه‌ها که فقط 20 نانومتر، ضخامت دارند و از پلیمرهای گوناگونی ساخته شده‌اند، قادرند اشیائی را که از لایه‌ها می‌گذرند کنترل کنند. این فرآیند، انتقال انتخابی نامیده می‌شود. وی افزود:‌"این لایه‌ها برای اهداف شیمیایی مختلفی ساخته‌ شده‌اند. ما می‌توانیم به طور خاص مواد شیمیایی جنگی نظیر گاز اعصاب یا خردل یا مواد شیمیایی صنعتی را در این لایه‌ها مسدود یا گرفتار کنیم در حالیکه هنوز هم هوا و رطوبت می‌توانند از این پارچه عبور کنند و تنفس را امکان‌پذیر نمایند." مواد شیمیایی زمانی‌که با پلیمرهای الیاف پیوند می‌خورند (می‌چسبند)، مسدود و گرفتار خواهند شد و این مواد پلیمری در حقیقت از مواد جاذب افزودنی‌های شیمیایی ساخته شده‌اند. این پارچه را می‌توان در پوشاک و البسه‌ای که سطح محافظت بالایی دارند، به کار برد. می‌توان صدها نانولایه را به یک لیف بدون تأثیرگذاری بر کاربرد آسانش متصل کرد. این ایده در صنایع نیمه هادی نیز آزمایش شده است، اما تاکنون به ساخته‌های انعطاف پذیر متصل نشده‌‌اند. نانو لایه‌ها بوسیله نیروی الکترواستاتیکی، شبیه آنچه که آهن‌ربا بسته به میزان شارژ الکترومغناطیسی جذب می‌کند، به الیاف طبیعی می‌چسبند. موارد گوناگونی جهت کاربرد این فناوری در تولید منسوجات هوشمند وجود دارد: مانند دستکش‌هایی با پوششی از داروهای ورم مفاصل، یونیفرم‌های نظامی پوشیده شده با لایه‌های ضد باکتری جهت ممانعت از سرایت بیماریهای ناشی از جراحت، صفحات ضد باکتری برای تخت‌خوابهای موجود در زیر دریایی‌ها جهت ممانعت از گسترش بیماری و لباس‌های محافظ مناسب در مقابل چندین ماده شیمیایی و میکروبی جنگی. دیگر کاربردهای این فناوری شامل پارچه‌های پوشیده شده با پلی الکترولیت‌های ضد خارش و نیز دستمال‌های پوشیده شده با داروهای ضد حساسیت می‌باشد. (مقاله ترجمه شده است) منبع: انجمن های مهندسی مواد