_ بخش نانو رآکتور ها و (هدایت الکتریکی)
بررسی ساختمان داخلی (نانو رآکتور ها Nano-reactor) در سیستم کاتالیزوری (ساختار و انواع عملکرد)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : نانو راکتورها بسیار متنوع هستند. مواد ساده یا پیچیده، آلی و معدنی با هدایت الکتریکی، حجم و حفره بافت ها به عنوان نانو راکتور به کار می روند. برخالف میکرو راکتورها، فضای واکنش درون نانو راکتورها برتحرک و بر هم کنش های بین مولکول های درون آن بسیار اثر می گذارند.
بنابراین نانو راکتور تنها یک ظرف نگهدارنده ساده نیست و نقشی مهم در فرآیند الکترو شیمیایی دارد. نانو راکتورها موادی نسبتا نوین است، اما در طبیعت از دیرباز فرآیندهایی مختلف از نانو راکتور ها استفاده می گردد.انجام واکنش های الکترو شیمیایی در فضاهای محدود با ابعاد نانومتر و حجم میکرومتر منجر به تغییر در سینتیک و مسیر کل فرآیند می گردد.
به چنین فضاهای محدود شده ای که جهت انجام واکنش های مشخص الکتروشیمیایی به کار می روند نانو راکتور می گویند . نانو راکتورها محفظه های بسیار کوچکی با ابعاد نانومتر هستند که با محافظت از کاتالیزور ها در برابر تاثیرات محیطی و نیز محصور کردن واکنشگرها و کاتالیزور ها در فضای کوچک به مدت طولانی، پتانسیل زیادی برای بهبود تبدیل های الکترو شیمیایی دارند. در واقع نانو راکتورها موادی متخلخل هستند که یکی از ابعاد آنها در مقیاس نانو است.
یکی از سیستم های کاتالیزوری نانو راکتورها هستند. یکی از کاربرد های نانو راکتورها در هدایت الکترونیکی موادی متخلخل می باشند که ابعاد آنها کوچک تر از 011 نانومتر است.واکنش های بی شمار و همزمان در سلول های موجودات زنده نیز بر همین اصل استوار است. لذا از ساختارهای متنوع زیستی و شیمیایی که خصوصیات یک نانو راکتور را دارا باشند، استفاده می شود. دلیل و مزایای استفاده از راکتور و نانو راکتورها در مقیاس ماکروسکوپی، یک راکتور شیمیایی محفظه ای است که انجام واکنش را در حجم مشخصی ممکن می سازد. از مزایای استفاده از راکتور، امکان کنترل دقیق شرایط واکنش نظیر حالل، دما و سرعت هم زدن می باشد. در مقیاس میکرو و نانو نیز می توان محفظه هایی ایجاد کرد که حجم مشخصی از مخلوط واکنش را از محیط توده (Medium Bulk جدا می کنند. اگر یک واکنش شیمیایی درون چنین محفظه ای محصور شود، در این صورت این محفظه به عنوان یک نانو راکتور تلقی می شود. از مزایای استفاده از نانو راکتورها می توان به اعمال کنترل بیشتر بر انجام واکنش، انتخاب پذیری، جدا کردن مواد متخلخل و هدایت الکترونیکی نانو مواد از محیط توده و به دنبال آن کاهش سمیت سیستم یا افزایش پایداری کاتالیزور و ایده آل بودن در فرآیند های الکتروشیمیایی به دلیل اندازه کوچک آنها اشاره کرد.بطور کلی مواد نانو ساختار با اندازه، شکل و هندسه مشخص دارای خواص بی نظیر و متفاوتی از مواد توده ای هستند. با استفاده از محیط های واکنش با ابعاد نانومتری و میکرومتری می توانند نانو مواد جدیدی با خواص جالب و قابل توجه تولید کنند. به طور کلی نانو راکتورها محفظه هایی با ابعاد نانومتری هستند که در آنها واکنش های شیمیایی قابل انجام است.
البته نانو راکتورها به نحوی، جزئی از واکنش نیز محسوب می شوند و این تفاوت اصلی آنها با میکرو راکتورها است. یکی از راهکارهای مفید جهت دست یابی به محیط نانو راکتور ها استفاده از مواد متخلخل است، لذا به جهت اهمیت موضوع نانو راکتورها، ساختارهای متخلخل سیلیکات و زئولیت از بارزترین و پرکاربردترین ترکیبات این گروه می باشند.
نتیجه گیری :
نانو راکتورها بسیار متنوع هستند. مواد ساده یا پیچیده، آلی و معدنی با هدایت الکتریکی، حجم و حفره بافت ها به عنوان نانو راکتور به کار می روند. برخالف میکرو راکتورها، فضای واکنش درون نانو راکتورها برتحرک و بر هم کنش های بین مولکول های درون آن بسیار اثر می گذارند.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک