نانو ذرات اَلماس Diamond nano particles ساختار و عملکرد (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : اَلماس فقط از یک عنصر موجود در طبیعت یعنی کربن ساخته شده است. الماس دارای شبکه اتمی بسیار فشرده ای است که باعث بوجود آمدن سختی زیاد یا بعبارتی سخت ترین ماده متبلور شده در کره زمین است. فرمول شیمیایی الماس کربن خالص (C) می باشد ولی بررسی های دقیق نشان می دهد که 95/99 درصد آن کربن و بقیه آن ناخالصی های شیمیایی بوده که همین مقدار ناچیز می تواند بر رنگ الماس تاثیر گذار باشد.
در علم نانو و نانو الکترونیک نانو کربن کاربرد های بسیاری دارد. کربن یکی از عناصر شگفت انگیز طبیعت است که به چهار صورت مختلف گرافیت، الماس، ذغال سنگ و دِگر شکل های کربنی در طبیعت یافت میشود. همه این چهار شکل، جامد هستند و در ساختار آنها اتمهای کربن به صورت کامل و منظم در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. کربن از مهمترین عناصر موجود در طبیعت است و کاربردهای متعدد آن در زندگی بشر، به خوبی این نکته را تایید میکند. به عنوان مثال فولاد ـ که یکی از اصلی ترین آلیاژهای مهندسی است ـ از انحلال حدود دو درصد کربن در آهن به حاصل میشود ؛ با تغییر درصد کربن به میزان تنها چندصدم درصد میتوان انواع فولاد را به دست آورد. »شیمی آلی« نیز علمی است که به بررسی ترکیبات حاوی »کربن« و »هیدروژن« میپردازد و مهندسی پلیمر هم تنها براساس عنصر کربن پایه گذاری شده است. کربن، به چهار صورت مختلف در طبیعت یافت میشود که همه این چهار فرم جامد هستند و در ساختار آنها اتمهای کربن به صورت کامل منظم در کنار یکدیگر قرار گرفته اند.
نانو ذرات اَلماس یکی از پیشرفته ترین مواد کربنی در جهان است.اَلماس بخاطر خصوصیات جسمی فوق العاده ای مانند بالاترین سختی روی زمین ، هدایت حرارتی برتر نسبت به هر ماده فله ای ، ضریب شکست بالا و تعداد فرارسن معروف است. نانو ذرات اَلماس نه تنها الماسهایی با ابعاد کوچک با ویژگیهای فوق هستند بلکه به دلیل اندازه نانو ، گروههای مختلف عملکردی ، پراکندگی بالا ، پتانسیل ζ و کربن بی شکل می توانند عملکردهای دیگری نیز ایجاد کنند.ساختار نانو ذرات اَلماس از یک هسته الماس و لایه های کربن بی شکل تشکیل شده است. در شرایط پیچیده تر، هر ذره از نانوالماس است SP 3 پیوند اتم های کربن تحت پوشش SP 2 . منحصر به فردترین ویژگی نانو دیمان وجود گروههای مختلف عملکردی اکسیژن دار در سطح است ، بنابراین نانو ذرات اَلماس دارای پتانسیل بالا در آب هستند.پتانسیل بالای نانو ذرات اَلماس را به طور یکنواخت و پایدار در آب پراکنده می کند. دایسل همچنین با اصلاح مواد شیمیایی سطحی روی نانو ماسها ، به پراکندگی نانو میدان ها در حلالهای آلی مختلف مانند IPA ، THF ، MIBK و تولوئن دست یافت.نانو میدان با روش انفجار تولید می شود و الماس سنتز شده ذرات بسیار ریزی با قطر متوسط بین 4 ~ 6 نانومتر است. این ذرات بر خلاف الماس ساینده برای لپ کردن ، خزش و پرداخت تقریباً کروی (دقیقاً چند وجهی) هستند. با توجه به اندازه و شکل، یک سطح خاص از یک ذره نانو الماسها بیش از 300M است 2 / g است.از نانو ذرات اَلماس در مقایسه با سایر مواد نانو مانند نانو سیلیس ، گرافن ، نانولوله های کربنی ، فولرن ها و نانو شاخ های کربنی می توان در کاربردهای منحصر به فرد استفاده کرد.کاربرد های احتمالی نانومیدها افزودنیهای تجزیه کننده روان کننده ها ، آنتی اکسیدان ها ، ماده تصفیه کننده دانه ، تصویربرداری زیستی ، تحویل دارو ، حسگرهای الماس و سایر موارد است. هر عملکرد از نانو ذرات اَلماس در برنامه ها به طرز چشمگیری بی نظیر است.نانو ذرات اَلماس می تواند با داشتن بسیاری از محصولات و کاربرد های بالقوه ، یک نانو ماده تغییر دهنده بسیار عالی باشد.
نتیجه گیری :
الماس دارای شبکه اتمی بسیار فشرده ای است که باعث بوجود آمدن سختی زیاد یا به عبارتی سخت ترین ماده متبلور شده در کره زمین است. فرمول شیمیایی الماس کربن خالص (C) می باشد ولی بررسی های دقیق نشان می دهد که 95/99 درصد آن کربن و بقیه آن ناخالصی های شیمیایی بوده که همین مقدار ناچیز می تواند بر رنگ الماس تاثیر گذار باشد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک