خواص کاتالیزگری نانو ذرات (NanoParticles) بر پایه نانو الکترونیک (مهندسی میکرو _ نانو الکترونیک)

نویسنده و پژوهشگر: دکتر ( افشین رشید)



نکته : خواص و ویژگی‌های نانوذرات به طور کلی به جنس و اندازه آن‌ها بستگی دارد و کاربردهای بسیار زیادی در صنایع گوناگون دارند که بررسی همه آن‌ها امکان‌پذیر نیست. همه خواص و ویژگی‌هایی که در نانوذرات ایجاد می‌شود را می‌توان با دو عامل افزایش سطح نسبت به حجم و گسسته شدن ترازهای انرژی توجیه کرد. 

با تغییر اندازه نانوذرات فاصله ترازهای انرژی در آن‌ها تغییر می‌کند. هر چه اندازه نانوذرات کوچک‌تر شود، فاصله بین ترازهای انرژی بیشتر می‌شود و هر چه اندازه بزرگ‌تر باشد، فاصله بین ترازهای انرژی کمتر می‌شود. این نکته باعث می‌شود که بتوان با تغییر اندازه نانوذرات، فاصله بین ترازهای انرژی آن‌ها را طوری تنظیم کرد که امواج خاصی را جذب با فرکانس مشخص کنند. به عنوان مثال می‌توان ابعاد نانوذرات از جنس مشخص را طوری تنظیم کرد که امواج فروسرخ، فرابنفش، رادیویی و غیره را جذب کنند.

نکته:  از این خاصیت در صنایع نظامی و الکترونیک استفاده‌های زیادی می‌شود.


کاتالیزگر به ماده‌ای گفته می‌شود که باعث تغییر آهنگ واکنش شیمیایی (افزایش و یا کاهش) می‌شود اما خود در واکنش شیمیایی شرکت نمی‌کند. عاملی که در کیفیت و عملکرد کاتالیزگرها تأثیر زیادی دارد، متغیری به نام مساحت ویژه آن است. هر چه مساحت یک ماده کاتالیزگر بیشتر باشد، خواص کاتالیزگری آن مناسب‌تر است. مساحت ویژه یک کاتالیست با استفاده از رابطه 1 به دست می‌آید:

S= A/ρV                (1


این کمیت معمولاً بر حسب واحد مترمربع بر گرم گزارش می‌شود و مقدار آن برای کاتالیزگرهای تجاری، بین 100 تا 400 متر مربع بر گرم است. 100 مترمربع بر گرم به این مفهوم است که 1 گرم از این ماده، 100 مترمربع مساحت دارد.



نانوذرات نیز به دلیل سطح بالایی که دارند می‌توانند به عنوان کاتالیزگر مورد استفاده قرار گیرند. البته خواص کاتالیزگری نیز مانند خواص مغناطیسی در ابعاد مشخصی اتفاق می‌افتد. به عبارت دیگر معمولاً در صورتی نانوذرات خواص کاتالیزگری دارند که سطح ویژه آن‌ها بین 100 تا 400 مترمربع بر گرم باشد. بنابراین در بین نانوذرات با حجم مشخص، نانوذره‌ای که سطح بیشتری دارد، خواص کاتالیزگری مناسب‌تری از خود نشان می‌دهد.



نمونه‌ای از نانوذرات که به عنوان کاتالیزگر عمل می‌کنند  که مواد مختلف بر روی سطح آن‌ها قرار گرفته و واکنش‌های شیمیایی انجام می‌شود. غیر از موارد گفته شده، نانوذرات کاربردهای زیاد دیگری در صنایع مختلف پزشکی (دارورسانی و غیره)، اتومبیل (ضدبخار کردن شیشه‌ها، سبک کردن بدنه، مقاوم‌کردن لاستیک)، الکترونیک (ساخت ترانزیستورها) و غیره دارند.

  • نویسنده و پژوهشگر: دکتر ( افشین رشید)


    •