خواص نانو ذرات فلزی (خواص اپتیکی ؛ خواص الکتریکی؛ خواص الکترومغناطیسی) بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک (دکترای آموزشی _ پژوهشی )

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)



نکته: این نانو ذرات استفاده های وسیعی در زمینه های مختلف مثل کاربردهای نوری، الکتروشیمیایی، الکترونیکی و کاتالیستی دارند. برای بهبود خواص آنها نانو ذرات فلزات را با مواد دیگر  ترکیب میکنند که یکی از مهمترین آنها گرافن و مشتقات آن است. 

زمانی که نانو ذرات با گرافن یا مشتقات گرافن تشکیل کامپوزیت میدهند فعالیت کاتالیستی فوق العاده ای از خود نشان میدهند. سطح نانو ذرات فلزی سایت های کاتالیزوری محسوب میشوند. کنترل سایز ذرات تاثیر به سزایی روی خواص نانو ذرات دارد. هرچه سایز نانو ذرات کوچک تر باشد سطح فعال کاتالیزور بیشتر شده و عملکرد کاتالیست بهبود پیدا میکند.


خواص الکتریکی نانو ذرات فلزی 

یکی از مهمترین خواص نانو ذرات فلزی خاصیت الکترونیکی است. نانو ذرات فلزی یک نیمه رسانا با شکاف باند صفر و رسانایی الکتریکی بالا است. همان طور که میدانیم هر اتم کربن دارای 1 الکترون است که در پیوندهای شیمیایی شرکت میکنند، اما در گرافن هر اتم کربن در یک فضای دو بعدی به 9 اتم کربن دیگر متصل است. تک اتم های باقی مانده، ایجاد اوربیتال پای در بالا و پایین صفحه گرافن کرده و این اوربیتال ها ایجاد پیوند های دو گانه کربن-کربن میکنند. خاصیت الکترونیکی توسط (اوربیتال پیوندی) و(ضد پیوندی) پیوند های دوگانه به گرافن تحمیل میشود. گرافن تحرک الکترونی بسیار بالایی را در دمای محیط نشان میدهد.

خواص اُپتیکی نانو ذرات فلزی

استحکام اُپتیکی نانو ذرات فلزی  22 مقاومت شکستن m N 12 و ضریب یانگ آن Tpa 4 میباشد. علی رغم سختی و استحکام بالا، بسیار سبک بوده و چگالی آن در حد (ml/mg 77/1) میباشد. خواص (اُپتیکی) غشا مونو لایه ای نانو ذرات فلزی با تکنیک AFM اندازه گیری میشود.

خواص الکترومغناطیسی نانو ذرات فلزی 

نانو ذرات الکترومغناطیسی به ذراتى کمتر از صد نانومتر گفته میشود که در حضور یک میدان مغناطیسى خارجى داراى ویژگی هاى نانو الکترومغناطیسى هستند. ساده ترین ساختار نانو ذرات شامل یک هسته ى مغناطیسى (مثل آهن اکسید، نیکل و کبالت) و پوشش هاى غیر مغناطیسى گوناگون از ترکیب هاى شیمیایى میباشند که براى برخى کاربرد هاى زیستى مورد توجه هستند.براى این کاربرد ها، ذرات باید داراى ویژگى اشباع الکترومغناطیسى بالا و زیست سازگارى باشند و به طور همزمان قابلیت کارکرد هاى گوناگون را داشته باشند. سطح این ذرات با تعدادى از لایه هاى بسپاره اى آلى یا فلزات غیر آلى (مانند طلا) یا سطوح اکسیدى (مانند سیلیس و آلومینا) اصلاح شده تا براى عملگرا شدن به وسیله ى اتصال متنوع‌ مولکول هاى فعال زیستى مهیا شوند. نانو ذرات مغناطیسى‌ میتواند  نقش  مهمى به عنوان حامل انرژی الکترو مغناطیسی نقش  ایفا  کند.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)