نانو ذرات سلولزی Cellulose nano particles (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : سلولز مولکولی است که از کربن ، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده است و تقریباً در ساختار سلولی تمام مواد گیاهی یافت می شود. این ترکیب آلی که فراوانترین ماده روی زمین محسوب می شود ، حتی توسط برخی از باکتری ها دفع می شود.
سلولز فراوان ترین بیوپلیمر بر روی زمین شناخته می شود. این ماده کربوهیدرات یا پلی ساکارید پیچیده ای مشتمل بر صد ها الی هزاران مولکول گلوکز است که با هم پیوند خورده و تشکیل زنجیره داده اند.سلولز از پیوند های گلیکوزیدی-(β(1→4 میان D-گلوکزها ساخته می شود. در مقابل، تشکیل گلیکوژن و نشاسته از طریق پیوند های گلیکوزیدی-(α(1→4 بین مولکول های گلوکز امکان‌پذیر می شود. پیوندهای موجود در سلولز آن را به شکل پلیمر زنجیری خطی در می آورد. گروه‌های هیدروکسیلی بر روی مولکول‌های گلوکز پیوندهای هیدوژنی با اتم های اکسیژن ایجاد می کنند و زنجیره ها را در جای خود محکم نگه داشته و استحکام کششی بالایی به فیبرها می بخشد.
استفاده از ذرات از مقیاس خُرد تا مقیاس نانو مزایایی را برای زمینه های مختلف علمی فراهم می کند ، اما از آنجا که درصد زیادی از اتم های آنها روی سطح قرار دارند ، نانو مواد می توانند واکنش زیادی نشان دهند و خطرات بالقوه ای را برای انسان به همراه داشته باشند.نانو ذرات به دلیل کاربرد گسترده آنها ، هم در صنعت و هم در علوم طبیعی بسیار مورد توجه هستند. در حالی که مواد طبیعی بدون در نظر گرفتن اندازه دارای خصوصیات فیزیکی ثابت هستند ، اندازه یک ذره نانو خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن را تعیین می کند. بنابراین ، خصوصیات یک ماده با نزدیک شدن اندازه آن به مقیاس نانو و قابل توجه شدن درصد اتم در سطح ماده ، تغییر می کند.ویژگی مهم همه ی نانو ساختارهای آنست که تعداد اتم های سطح در آن ها نسبت به تعداد اتم های حجم بیشتر است. این نسبت با کاهش اندازه ی نانو ذره افزایش می یابد. بنابراین اندازه ی نانو ذره ویژگی مهم آن محسوب می شود.بازه ی تغییر فعالیت نانو ذرات به ماهیت و شکل نانو ساختار بستگی دارد. با این حال، اگر انرژی میدان نانو ذره با انرژی پرتودهی الکترو مغناطیسی قابل قیاس باشد و اگر در محدوده ی معین طول موج با رخداد واکنش های شیمیایی در مواد تحت پرتودهی تغییرات چشمگیر ایجاد گردد فعالیت نانو ذره های تا اندازه ی 100nm چشمگیر خواهد بود.اتم های سطح نانو ذرات از لحاظ انرژی جبران نشده اند. بطور کلی، نتایج رشد انرژی نانو ذره را می توان بصورت انرژی کل اتم های سطح ذره بیان نمود. آزادی جنبش اتم های سطح نانو ساختار ها محدود است و تنها جنبش های ارتعاشی و حرکت الکترون ها امکان پذیر می باشد. این دو واکنش الکترو جنبشی به یکدیگر وابسته اند چون جابجایی ابرهای الکترونی اتم ها بطور حتم بسامدهای ارتعاشی پیوندهای اتم های نانو ذرات را تغییر می دهد. از طرف دیگر، تغییر مکان الکترون های ظرفیت در پیوند ها قطبیت پیوند و اجسام موسوم به ابر مولکول را تغییر می دهد. در این صورت انتقال الکترون به سطح انرژی بالاتر امکان پذیر می شود.
نتیجه گیری :
سلولز مولکولی است که از کربن ، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده است و تقریباً در ساختار سلولی تمام مواد گیاهی یافت می شود. این ترکیب آلی که فراوانترین ماده روی زمین محسوب می شود ، حتی توسط برخی از باکتری ها دفع می شود.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک