كاربرد نانومواد درصنعت برق
زماني كه قرن بيستم آغاز شد،افراد معمولي بسيار سخت مي توانستند درك كنند كه خودروها وهواپيماها چگونه كار مي كنند·بهره گيري از انرژي اتمي فقط درحد تئوري وجود داشت و شايد اكنون نيز براي عده اي در ابتداي قرن بيست و يكم بسيار سخت باشد كه باور كنند بشر روبوتهاي ميكروسكوپي خواهد ساختو خط مونتاژ ميكروسكوپي داشته باشد·توليد چنين محصولات خارق العاده اي حاصل بخشي ازدانش بشري است كه به آن نانوتكنولوژي مي گويند·
بحث نانوتكنولوژي يكي ازرايج ترين مباحث در مجامع علمي دنيا ست و كشورهايي كه نتوانند در اين فن آوري موقعيت مناسبي بدست آورند،در آينده دربسياري زمينه هاازگردونه رقابت اقتصادي خارج مي شوند چرا كه ازجمله مهمترين شاخصه هاي قابليت اقتصادي درآينده،توانايي خروج موفقيت آميزازبحران انرژي است و ازنانوتكنولوژي به منزله سلاحي جديد براي مقابله با اين بحران ياد مي شود·
امروزه ازطرفي به دليل كاهش يافتن منابع اوليه انرژي هاي فسيلي دردنيا و از طرف ديگر به دليل ايجاد آلودگي هاي شديد زيست محيطي در اثر افزايش مصرف اين منابع،توجه خاصي به منابع جديد تامين انرژي مانند انرژي هاي خورشيدي، بادي و… مي شود· اما استفاده از اين منابع مستلزم دستيابي به
تكنولوژي تبديل كننده اين پتانسيل ها به انرژي هاي الكتريكي، مكانيكي و… است·(مثل پيلهاي سوختي سلهاي خورشيدي و…)
ازسوي ديگر، نانوتكنولوژي، به سبب بهبود كيفي ابزارها، مصرف كمتر مواد اوليه مصرف كمتر انرژي، كاهش توليد مواد زائد و افزايش سرعت توليد در كشورهاي پيشرفته به عنوان مهمترين روش توليد و ساخت اين ابزارها، مطرح است· همچنين به كمك اين فناوري گام هاي موثري در جهت كاهش آلودگي زيست محيطي حاصل از سوختهاي فسيلي برداشته شده است· از اين رو از مهمترين بسترهاي به كارگيري نانو تكنولوژي در ساخت و توليد مبدلهاي انرژي هاي نو(مثل سلهاي خورشيدي و پيلهاي سوختي)، كاهش آلاينده هاي زيست محيطي نيروگاه هاي گاز سوز(با استفاده از كاتاليست هاي احتراق)و افزايش راندمان اين نيروگاه ها(با بكارگيري نانوپوشش ها ونانومگنت ها) است·
پيشرفتهاي حاصله در زمينه نانوتكنولوژي(متالوژي)
تكنولوژي مواد يك تكنولوژي بنياني در زمينه فن آوري اطلاعات، حفاظت محيط زيست، بهينه سازي مصرف و توليد انرژي است·از سوي ديگر نانوتكنولوژي قابليت بالايي در اصلاح خواص مواد مورد مصرف و ابداع كاربردهاي جديد براي مواد با كنترل ريز ساختارآنها درابعاد بسياربسيار ريز دارد واز اين رومي توان ظهورآن را يك انقلاب بزرگ درآغاز قرن بيسست و
يكم دانست بطور كلي پيشرفتهاي حاصل از نانو تكنولوژي در شاخه متالوژي را مي توان به دو دسته تقسيم كرد:
الف)پيشرفتهاي حاصله درساخت و توليد
ب)پيشرفت هاي حاصله در تغيير خواص مواد مورد مصرف به كمك نانوتكنولوژي
پيشرفتهاي حاصله در ساخت و توليد
در شاخه ساخت و توليدامروزه مهمترين كارهاي انجام شده در زمينه توليد نانوذرات و نانو پودرهاست· نانوپودرها موادي هستند كه به علت دارا بودن خواص منحصر به فرد خود در نوع خاصي از توليد بنام«توليد پايين به بالا»مورد استفاده قرار مي گيرند·
درتوليد پايين به بالا به جاي اينكه ماده مورد نظر را از تراش دادن ماده توده اي بسازند،آن را از ذرات و مولكولهاي تشكيل دهنده اش مي سازند اين روش با روش معمولي(توليدازبالا به پايين) بسيارمتفاوت است زيرا درتوليد معمولي، حجم بسيارزيادي ازمواد زايد حاصل ازتراش دور ريخته مي شود ولي در توليد پايين به بالا، علاوه بر اينكه چنين مشكلي وجود ندارد، استحكام ماده توليدي نيزبه علت كم شدن نواقص ريزساختاري بالا مي رود·
پيشرفت هاي حاصله دربهبود خواص مواد با نانو ساختارسازي
محققان و دانشمندان علم مواد و فيزيك بر اين باورند كه بسياري از خواص فيزيكي مواد ارتباط تنگاتنگي با ريز ساختار ماده(آرايش اتمي، تركيب شيميايي و همگني آرايش كريستالي يك جامد در يك يا دو يا سه بعد)دارد· بديهي است با پذيرش چنين اصلي مي توانيم انتظار تغيير خواص فيزيكي يك جامد را دراثر تغيير يافتن يكي از پارامترهاي مذكور داشته باشيم· در ارتباط با نانومواد گزارشات متعددي درخصوص تغييرات خواص دراثراين تحولات ارايه شده است كه با توجه به كاربردهاي بسيار جالب آنها، تلاشهاي زيادي جهت درك پديده هاي نوظهورايجاد شده درحال انجام است درواقع تغييردر ساختار اتمي مواد، نقش تعيين كننده اي در كنترل خواص مواد نانوساختار دارد· به عنوان مثال كم شدن ابعاد دانه درحد نانومتراثر شديدي بر توليد و حركت نابجائي ها و در نتيجه افزايش چشمگير استحكام تسليم، سختي و چقرمگي دارد·همچنين مقاومت به سايش و خوردگي مواد نانوساختار از نمونه هاي معمول بيشتر است·
