تأثیر دمای واکنش بر اندازه و ساختار نانو ذرات و ساختار نانو الکترو شیمیایی مواد (مهندسی نانو _ میکرو الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : تأثیر دمای واکنش بر اندازه نانو ذرات دمای واکنش در تعیین اندازه متفاوت میباشد و توزی اندازه ذرات نقش چشامگیری ایفا میکند. یک دمای واکنش مناسب، باعث تولید نانو بلورهایی با اندازه باریک میشود.
در چنین دمایی، مراحل هسته زایایی و رشد به صورت مجزا اتفاق میافتد و حتی میتواند در شروع مرحله رشد تأخیر اندازد، به این گونه که بعد از تشکیل هسته ها انجام گیرد به طور کلی، افزایش دمای واکنش، سرعت واکنش احیا را افزایش میدهد. اما در مورد تاثیرات دما بار ریختن و اندازه ذرات نانو مواد و دمای بهینه برای تولید نانوذرات الکترو شیمیایی با روش احیای شیمیایی را به صورت تجربی برای شرایط مُختلل تولید به دست آورد. در مورد سانتز نانوذرات روش احیای شیمیایی، که با افزایش دمای واکنش، اندازه نانو ذرات الکتروشیمیایی افزایش یافته و ذرات نا یک نواخت به دست آمده است. این رفتار در دمای پایین تر، سرعت رشد هسته ها کمتر است و اندازه ذرات تولید شده کوچکتر ، و یکنواختی ذرات نیاز بیشتر است. تأثیرات دما را بار احیای شیمیایی نانو مواد بررسی و تاثیر بر ذرات الکتروشیمایی که دما تأثیرات چشمگیری بر شکل، اندازه و ریخت نانو ذرات دارد. در دماهای پایین (صفر درجه) سرعت واکنش بسیار کم میباشد و فرایند کامل شدن واکنش احیا ساعتها طول میکشد. در دمای بین 10 تا 55 درجه سلسیوس، با افزایش دما سرعت واکنش افزایشی افتاده و اندازه ذرات تولیدی نیز بزرگتر میشود.
با افزایش دمای واکنش اندازه ذرات تولیدی کاهش یافته است . پدیده افزایش ساعت هسته زایی متناسب با افزایش دما شده که باعث کاهش اندازه ذرات تولیدی میشود . واکنش احیای الکترو شیمیایی اندازه نانو ذرات تولیدی در دمای 09 درجه سلسیوس نسبت به ذرات تولیدی در 59 درجه سلسیوس به ذرات کوچکتر است. تأثیر زمان واکنش بر اندازه نانو ذرات زمان واکنش نیز یکی از پارامترهای مهم در کنترل اندازه و اندازه محصول نهایی است. راهبرد واکنش در مراحل اولیه رشد، میتوان نانو ذرات الکترو شیمیایی کوچکتری به دست آورد. راهبرد به بازده کلی واکنش آسیب میزند، زیرا پایش ماده در این حالت به طور جزی به نانو ذرات الکتروشیمیایی تبدیل شاده است. زمانی که پیش ماده به محلول واکنش اضافه میشود ، بلا فاصله هسته زایی شروع میشود و نانو بلورهای کوچک تشکیل می شود که موجب تغییر مشخص در رنگ محلول میشود. با گذشت زمان، هسته های تولید شده به هم میچسبند و ذرات بزرگتری تشکیل میدهند.
هرچند مدت زمان بیشتری از واکنش سپری میشود، یونهای بیشتری به شکل نانو الکترو شیمیایی احیا و همزمان نانو ذرات نیز بزرگ تر می شوند از جایی به بعد، به صورت ذرات احیا و از آن به بعد فقط اندازه ذرات بزرگتر می شود . به همین دلیل، انتخاب بین بازده واکنش و اندازه ذرات برای رساندن واکنش الکترو شیمیایی به مدت زمان واکنش ضروری است. همچنین با افزایش مدت زمان واکنش، ریخت و اندازه ذرات تولیدی یکنواخت تر میشود .
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)