کاربردهای فناوری نانو
مناطقی که از فناوری نانو استفاده می شود
امروزه زندگی بدون فناوری نانو دشوار است تصور کنید. نانوتکنولوژی - خاص تر: نانومواد - قبلاً در بسیاری از محصولات و کاربردهای صنعتی استفاده می شود. بانک اطلاعاتی محصولات و برنامه های نانوتکنولوژی ما در حال حاضر مروری بر نحوه استفاده نانومواد و کاربردهای نانوساختار در کاربردهای صنعتی و تجاری در سراسر صنایع ارائه می دهد (لطفا توجه داشته باشید: این یک پایگاه داده محصولات مصرفی نیست که می توانید در جای دیگری پیدا کنید ؛ بنابراین جوراب ضد باکتری ، تمیز کننده حمام ، کرم های صورت یا محصولات حیوان خانگی اینجا ...).
بخش ما "ده موردی که باید در مورد فناوری نانو بدانید" یک نمای کلی عالی درباره آنچه فناوری نانو ، چه کاربردهایی برای آنها استفاده می شود و برخی از موضوعات اصلی چیست ارائه می دهد. اگر می خواهید دیدگاه عمیق تری از فناوری نانو در مناطق مهم صنعت داشته باشید ، این بخش برای شما مناسب است. همچنین مقدمه ما را بررسی کنید چگونه فناوری نانو کار می کند؟
در اینجا مختصراً در مورد برخی از کاربردهای فعلی نانومواد آورده شده است. بیشتر آنها نمایانگر تحولات فن آوری های موجود هستند: به عنوان مثال ، کاهش اندازه وسایل الکترونیکی. آنها همچنین به ما این ایده را می دهند که فناوری نانو ما را به کجا می برد و در آینده می توان از فناوری نانو استفاده کرد.
میتوانید چندین نمونه نانو مواد را در سایت روبرو مشاهده کنید : https://bismoot.com/blog/%D9%86%D8%A7%D9%86%D9%88/
نانوکامپوزیت ها
کاربرد مهم نانوذرات و نانولوله ها در کامپوزیت ها ، موادی است که یک یا چند مؤلفه جداگانه را با هم ترکیب می کنند و به گونه ای طراحی شده اند که به طور کلی بهترین خواص هر مؤلفه را نشان می دهند. این عملکرد چند منظوره نه تنها در مورد خصوصیات مکانیکی بلکه در مورد نوری ، الکتریکی و مغناطیسی گسترش می یابد. در حال حاضر ، الیاف کربن و دسته های CNT های چند دیواره ای در پلیمرها برای کنترل یا تقویت رسانایی استفاده می شوند ، با کاربردهایی مانند بسته بندی ضد الکتریسیته ساکن. استفاده از CNT های منفرد در کامپوزیت ها یک برنامه بالقوه طولانی مدت است. یک نوع خاص از نانوکامپوزیت جایی است که نانوذرات به عنوان پرکننده در یک ماتریس عمل می کنند. به عنوان مثال ، کربن سیاه به عنوان پرکننده برای تقویت لاستیک اتومبیل استفاده می شود. با این حال ، ذرات سیاه کربن می توانند از ده ها تا صدها نانومتر اندازه داشته باشند ، بنابراین همه کربن سیاه در تعریف ما از نانوذرات قرار نمی گیرد.
نانورسها
رسهائی که حاوی نانوذرات طبیعی هستند از مدتها قبل به عنوان مصالح ساختاری از اهمیت بسیاری برخوردار بوده و در حال پیشرفت مداوم هستند. کامپوزیت های مبتنی بر ذرات رس - شامل پلاستیک و پوسته های اندازه به اندازه نانو نیز در حال یافتن کاربردهایی مانند استفاده در ضربه گیر های اتومبیل هستند.
نانو پوشش و سطوح نانوساختار
روکش هایی با ضخامت کنترل شده در مقیاس نانو یا اتمی مدتی است که در تولید معمول وجود دارد ، به عنوان مثال در اپیتکسی پرتو مولکولی یا رسوب شیمیایی بخار اکسید فلز برای دستگاه های نوری یا در سطوح فعال شده و شیمیایی فعال. برنامه های اخیراً توسعه یافته شامل پنجره خود تمیز کردن است که از دی اکسید تیتانیوم بسیار فعال روکش شده است ، از نظر مهندسی بسیار آبگریز (ضد بخار آب) و ضد باکتریایی ، و روکش هایی بر پایه اکسیدهای نانوذره ساخته شده اند که به طور کاتالیستی عوامل شیمیایی را از بین می برند.
پوشش های سخت و مقاوم در برابر خراش توسط لایه های واسطه نانو (یا چند لایه) بین لایه بیرونی سخت و مواد بستر به طور قابل توجهی بهبود می یابد. لایه های میانی اتصال مناسب و مطابقت درجه بندی شده از خواص الاستیک و حرارتی را ایجاد می کنند ، بنابراین چسبندگی را بهبود می بخشد. طیف وسیعی از پارچه های پیشرفته ، مانند پارچه های قابل تنفس ، ضد آب و لکه دار ، با کنترل بهتر تخلخل در مقیاس نانو و زبری سطح در انواع پلیمرها و معدنی ها امکان پذیر شده اند.
ابزارهای برش سخت تر و سخت تر
ابزارهای برش ساخته شده از مواد نانو کریستالی ، مانند کاربید تنگستن ، کاربید تانتالوم و کاربید تیتانیوم ، بیشتر در برابر سایش و مقاوم در برابر فرسایش هستند و از همتای معمولی (دانه های بزرگ) آنها دوام بیشتری دارند. آنها در حال یافتن برنامه هایی در مته های مورد استفاده برای ایجاد سوراخ در تخته های مدار هستند.
نانوذرات
ترکیب نانوذرات در رنگ ها می تواند عملکرد آنها را بهبود بخشد ، به عنوان مثال با سبک تر کردن آنها و به آنها ویژگی های مختلفی بدهد. پوشش های نازک تر رنگ ("سبک وزن") که به عنوان مثال در هواپیما استفاده می شود باعث کاهش وزن آنها می شود که می تواند برای محیط زیست مفید باشد. اما قبل از ادعای مزایای کلی ، باید چرخه عمر هواپیما در نظر گرفته شود.
همچنین ممکن است با کاهش قابل توجه محیط حلال ، مقدار حلالی رنگها را کاهش دهد. انواع جدیدی از رنگ دریایی رسوبی می تواند توسعه یابد و به عنوان گزینه های دیگری برای قلع تریبوتیل (TBT) مورد نیاز است ، اکنون که اثرات زیست محیطی TBT به رسمیت شناخته شده است. عملیات ضد رسوب سطح همچنین در کاربردهای فرآیند مانند تبادل گرما ، که در نتیجه می تواند منجر به صرفه جویی در مصرف انرژی شود ، بسیار ارزشمند است. اگر می توان آنها را با هزینه کم تولید کرد ، از روکش های مقاوم در برابر رسوب می توان در کارهای روزمره مانند لوله کشی برای سیستم های آب خانگی و صنعتی استفاده کرد. این حدس و گمان است آیا پوشش های ضد رسوب بسیار مؤثر می تواند باعث کاهش استفاده از بیوسیدها از جمله کلر شود. سایر کاربردهای جدید و طولانی مدت برای نانوذرات ممکن است در رنگهایی باشد که در پاسخ به تغییر دما یا محیط شیمیایی ، رنگ را تغییر می دهند ، یا رنگهایی که باعث کاهش جذب مادون قرمز شده و بنابراین باعث کاهش هدر رفتن حرارت می شوند.
نگرانی در مورد تأثیرات بهداشتی و محیطی نانوذرات ممکن است نیاز به دوام و رفتار سایشی رنگها و پوششهای نانو مهندسی داشته باشد ، به طوری که محصولات سایشی به جای نانوذرات انفرادی شکل آگلومرهای درشت یا میکروسکوپی را تشکیل می دهند.
نانولولبران
نانوسفرهای مواد معدنی می توانند به عنوان روان کننده مورد استفاده قرار گیرند ، در واقع با استفاده از "یاتاقان توپ" از جنس نانوسیم. ادعا می شود شکل کنترل شده باعث دوام بیشتر آنها نسبت به روان کننده های جامد معمولی و پوشیدن مواد افزودنی می شود. این که آیا افزایش هزینه های مالی و منابع تولید آنها با افزایش عمر طولانی تر روغن ها و قطعات جبران می شود ، هنوز مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین ادعا شده است که این نانوذرات باعث کاهش اصطکاک بین سطوح فلزی ، به ویژه در بارهای طبیعی بالا می شوند. در این صورت ، آنها باید اولین برنامه های کاربردی خود را در موتورها و درایورهای با کارایی بالا پیدا کنند. این می تواند شامل بخش انرژی و حمل و نقل باشد. ادعای دیگری وجود دارد مبنی بر اینکه این نوع روان کننده حتی اگر سطوح فلزی خیلی صاف نباشد ، مؤثر است.
مجدداً ، مزایای کاهش هزینه و ورودی منابع برای ماشینکاری باید درمقابل تولید نانولولبران مقایسه شود. در تمام این کاربردها ، ذرات در یک روان کننده مایع معمولی پراکنده می شوند. بنابراین طراحی سیستم روغن کاری باید اقدامات لازم برای مهار و مدیریت پسماند را انجام دهد.
