صدرا

موج صوتی

sadraa — Mon, 12 May 2008 15:17:18 GMT

امواج صوتی ، امواج مکانیکی طولی هستند. این فیزیک امواج می‌توانند در جامدات ، مایعات و گازها منتشر شوند. ذرات مادی منتقل کننده این فیزیک امواج ، در راستای انتشار موج نوسان می‌کنند. فیزیک امواج مکانیکی طولی در گستره وسیعی از بسامدها به وجود می‌آیند و در این میان بسامدهای فیزیک امواج صوتی در محدوده‌ای قرار گرفته‌اند که می‌توانند گوش و مغز انسان را برای شنیدن تحریک کنند

صوت: زیرو بم - دینامیك و رنگ

صداها هر روز گوش ما را آماج قرار می دهند ، صداهایی مانند سروصدای عبور وسایل نقلیه و بوق اتومبیل ها خنده كودك ، پارس سگ و ترنم باران . از راه این صدا هاست كه هر چه را كه رخ می دهد در می یابیم ، برای برقراری ارتباط با محیط خود به صداها نیاز داریم .

با گوش دادن به گفتار ، فریاد و صدای خنده دیگران ،آموخته ایم كه دریابیم آنها به چه می اندیشند و چه احساسی دارند. اما سكوت و نبود صدا نیز می تواند گویا باشد . هنگامی كه هیچ صدایی در خیابان نمی شنویم ، می فهمیم كه اتومبیلی نمی گذرد .

هنگامی كه كسی پاسخ پرسشی را نمی دهد ویا جمله ای را ناتمام می گذارد ، توجهمان بی درنگ جلب می شود و از سكوت او برداشتی می كنیم .

صداها ممكن است به گوش ما خوشایند یا ناخوشایند باشند . خوشبختانه می توانیم حواسمان را به صداهایی خاص معطوف كنیم و آنهایی را كه برایمان جالب نیستند نا شنیده بگذاریم . در یك مهمانی ، اگر بخواهیم می توانیم صدای كسانی را كه نزدیكمان هستند ناشنیده بگیریم و توجهمان را به گفتگویی كه در آن سوی اتاق جریان دارد معطوف كنیم .

شاید مقصود جان كیج (۱۹۹۲-۱۹۱۲ )در اثرش با عنوان چهار دقیقه و سی و سه ثانیه ،كه در آن پیانیست به مدت ۴دقیقه و ۳۳ ثانیه در برابر پیانو نشسته و هیچ چیز نمی نوازد ، نمایاندن همین نكته باشد . سكوت شنوندگان را وامی دارد تا متوجه تمام سرو صداهای محیط یا صداهایی شوند كه خود پدید می آورند . به تعبیری شنوندگان این قطعه را می آفرینند .

برای درك این تاثیر، به صداهایی كه در همین لحظه سكوت پیرامون شما را انباشته است گوش دهید .

صداهایی كه می شنویم چه هستند؟ صوت چیست؟

سری به ادامه مطلب بزنید

دیوار صوتی را بشکنید

تاریخچه
در اعصار آغازین دوران هوانوردی ابتدایی ، هواپیماها بیشتر با سرعتهای بسیار پایین نسبت به هواپیماهای امروزی پرواز می‌کردند که حتی به بیشتر از ۳۰۰ کیلومتر در ساعت نمی‌رسید؛ در حالی که چنین سرعتی ، سرعت مطلوب برای تیک آف یا برخاست یک هواپیمای جنگنده امروزی است و رسیدن به چنین سرعتی ، ابداً مستلزم تلاش بسیار و فشار آوردن بیش از حد به موتور نمی‌باشد. اما رفته رفته ، سرعت هواپیماها حتی با موتورهای پیستونی گاها بالای ۶۵۰ کیلومتر بر ساعت رسیده و از آن زمان بود که دانشمندان علوم آیرودینامیک دریافتند که با افزایش سرعت ، به تدریج میزان پسا افزایش پیدا کرده و در سرعت معینی ، دیگر هواپیما قادر به سرعت گرفتن نبوده گاه نیز استال می‌شوند.

فیریک لیزر

sadraa — Mon, 12 May 2008 15:08:18 GMT

لیزر

کلمه لیزر (LASER) از حروف ابتدای عبارت “تقویت نور بوسیله گسیل القایی تابش” (Light Amplification By Stimulated Emission of Radiation) در لاتین ساخته شده است که معمولاً در طول موجهای مادون قرمز نزدیک ، مرئی و ماورای بنفش طیف الکترومغناطیس می‌باشد. به گسیلهای لیزر گونه طول موجهای بلندتر ناحیه میکروویو “میزر” (MASER) گفته می‌شود. لیزر اصولاً به منبع نور همدوس و تکرنگ گفته می‌شود.

اطلاعات مختصر و مفید را در ادامه مطلب ببینید......

نور

sadraa — Mon, 12 May 2008 15:06:18 GMT

نور

تعریف واقعی نور چیست؟
تعریف دقیقی برای نور وجود ندارد، جسم شناخته شده یا مدل مشخص که شبیه آن باشد وجود ندارد. ولی لازم نیست فهم هر چیز بر شباهت مبتنی باشد. نظریه الکترومغناطیسی و نظریه کوانتومی با هم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام می‌کنند که تمام پدیده‌های نوری را توجیه می‌‌کنند.

نظریه ماکسول درباره انتشار نور و بحث می‌‌کند در حالیکه نظریه کوانتومی بر هم کنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می‌‌دهد ازآمیختن این دو نظریه ،نظریه جامعی که کوانتوم الکترو دینامیک نام دارد،شکل می‌‌گیرد. چون نظریه‌های الکترو مغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیده‌های مربوط به تابش بسیاری از پدیده‌های دیگر را نیز تشریح می‌کنند منصفانه می‌‌توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است. سرشت نور کاملاً شناخته شده است اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست؟

آیا ذرات نوری وجود دارند ؟

صدها آزمایش گوناگون ثابت كرده كه امواج نوری ووجود دارند .این امواج بر خلاف امواج آب و امواج صوتی . در خلاء نیز انتشار می یابد . نور . امواج رادیویی امواج مادون قرمز .امواج ماوراء بنفش و امواج (روتنگن ) همگی به خانواده بزرگ (امواج مغناطیسی ) تعلق دارند .

ماون قرمز به نوبه خود نسبت به نور قرمز از طول موج بلندتری برخودار است . در حالی كه نور مارواءبنفش دارای طول موج كوتاهتری از نور بنفش بوده و اشعه رونتگن در جای خود طول موج كوتاهتر ی از نور ماوراء بنفش دارد . تا آغاز قرن حاضر این طور تصور می شد كه با توجه به آگاهی ذهنی كه انسان از نور به عنوان موج دارد به تمام خصوصیات نو ر پی برده و آن را كاملاً شناخته است .ولی با ظهور فیزیكدانهای بزرگی چون “پلانك ” و “اینشتین ” این تصور تغییر یافت .

انقلاب نسبیت

sadraa — Mon, 12 May 2008 15:01:18 GMT

انقلاب نسبیت

در دهه اول قرن بیستم انقلابی در فلسفه طبیعی پیش آمد كه بسیاری آن را از حیث عمق معنا و درهم ریزی احكام جزمی پذیرفته شده ، نسبت به انقلاب كوپرنیكی _گالیله ای ،برتر به شمار می آورند . در این فاصله زمانی دو نظریه بسیار مهمی پا به عرصه رقابت نهادند ، نظریه نسبیت و كوانتمی كه نسبت به كار های دانشمندان پیشین از جمله ماكسول ،سارین كلوین وكلازیوس به نحو چشمگیری متفاوت بودند .این نظریه های جدید نیز ،با میكانیك نیوتونی در بعضی از اصول و فرض های بنیادی اختلاف شدیدی داشتند . این نظریه علاوه بر اینكه در بر گیرنده پیچیدگی های ریاضیست ،تصور ذهنی و فهم آن ،بسیار دشوار است .

البته شایان ذكر است كه انیشتین در مقاله ۱۹۰۵ خود كه برای اولین بار به نسبیت خاص خود پرداخت از معادلات ریاضی ساده استفاده كرد اما در مقاله ۱۹۱۹ كه به نسبیت عام پرداخت ،بر خلاف مقاله بیشین از فرمول های پیجیده ی ریاضی استفاده كرد .

نسبیت از ریشه نسبی گرفته شده است ، یعنی هر كدام از واحد های فیزیكی شناخته شده برای توصیف پدیده های طبیعی ، نسبی هستند . یعنی وزن ،سرعت ،شتاب و حتی زمان كه برای ما تعریف می شوند ، نسبی هستند . برای درك این بهتر است چند مثالی بزنم . در میكانیك نیوتنی ،نیروی وزن شیء در كره زمین را مقدار نیرویی كه از زمین بر شیء وارد می شود و آن را با شتاب g به سمت خود می كشاند ، تعریف كرده اند . اگر از شخصی بپرسید كه وزنتان چقدر است ؟ او احتمالاً می گوید : در كجا ؟ . وزن شخص در آسانسوری كه با شتاب به سمت پایین می رود در مقایسه با هنگامی كه آن آسانسور با همان شتاب به سمت بالا می رود ، فرق می كند . حال به مثال دیگری می پردازیم :

تاریخچه فیزیک

sadraa — Mon, 12 May 2008 14:43:18 GMT

تاریخچه فیزیک

ماقبل تاریخ

همانطور كه متقدمین از روی تجربه و امتحان به خواص باطنی پاره‌ای از اجسام بی‌پرده و از تركیب مواد به وسایل مختلف (تشویه، تكلیس، تقطیر و غیره) مواد شیمیائی بدست آورده و برای علمای شیمی جدید مایه‌ای درست كرده‌اند، همینطور هم تحقیق در خواص فیزیكی اجسام از مسائل تازه نیست و از قدیم الایام انسان درصدد كشف آنها بوده و از توجه به تغییرات و خواص ظاهری به بعضی اصول و قواعد فیزیكی پی برده و فیزیك جدید در حقیقت مولود توجهات و تحقیقات متقدمین می‌باشد.

قرون وسطی

تحصیل فیزیك در كشورهای غربی از قرون سیزدهم شروع می‌شود علمای معروف این علم در این قرن عبارتند از: راجر بیكن و آلبرت كبیر.در این عصر دو اختراع مهم بعمل آمد...

فیزیك جدید

پایة فیزیك جدید در قرن هفدهم به توسط گالیله گذارده می‌شود؛ این دانشمند شهیر ایتالیائی متولد شهر پیزا رفته بود اتفاقاً چشمش به قندیلی می‌افتد كه به سقف آویزان بود و آهسته نوسان می‌كرد چون خوب متوجه شد دید: نوسانات كه رفته رفته از وسعت خود می‌كاستند زمانشان پیوسته تغییر ناپذیر می‌ماند _ بدین طریق قانون متحدالزمان بودن «Lsoc hronisme » نوسانات كوچك پاندول را كشف و بعد هم بلافاصله مورد استعمال آن برای تنظیم ساعتهای دیواری از نظرش خطور كرد.

زمینه پیدایش فیزیک کلاسیک

متن کامل را در ادمه مطلب ببینید و لذت ببرید...

اورانیوم

sadraa — Mon, 12 May 2008 14:29:18 GMT

اگه به اورانیوم علاقه دارید(!!!!!!!!)سری به ادامه مطلب بزنید.

آیا می دانید کیک زرد چیست؟

همراه با اورانیوم از سنگ اورانیوم تا بمب اتم

اورانیوم كه ماده خام اصلی مورد نیاز برای تولید انرژی در برنامه های صلح آمیز یا نظامی هسته ای است، از طریق استخراج از معادن زیرزمینی یا سر باز بدست می آید. اگر چه این عنصر بطور طبیعی در سرتاسر جهان یافت میشود اما تنها حجم كوچكی از آن بصورت متراكم در معادن موجود است.

هدف از غنی سازی تولید اورانیومی است كه دارای درصد بالایی از ایزوتوپ U۲۳۵ باشد.اورانیوم مورد استفاده در راكتورهای اتمی باید به حدی غنی شود كه حاوی ۲ تا ۳ درصد اورانیوم ۲۳۵ باشد، در حالی كه اورانیومی كه در ساخت بمب اتمی بكار میرود حداقل باید حاوی ۹۰ درصد اورانیوم ۲۳۵ باشد.

و.....

نظریه ی cph

sadraa — Mon, 14 Apr 2008 15:30:18 GMT

Theory of CPH

هنگاميکه نسبيت عام مطرح شد، در مدتي کمتر از يکسال شوارتسشيلد سياه چاله را در بر اساس برداشت هاي خود از نسبيت عام فرمولبندي و مطرح کرد. انيشتين بلافاصله با چنين برداشتي از نسبيت عام مخالف کرد. اما از دهه ي 1960 به بعد سياه چاله مورد توجه جدي قرار گرفت و امروزه يکي از زمينه هاي فکري و تحقيقاتي فيزيکدانان را تشکيل مي دهد. نمونه ي مشابه آن را مي توان در توجيه پديده ي فتوالکتريک با استفاده از خواص کوانتومي تابش توسط انيشتين مشاهده کرد. انيشتين تلاش کرد با ديدگاه کوانتومي پلانک پديده ي فتوالکتريک را توجيه کند، اما اين توجيه مورد پذيرش پلانک نبود. در حاليکه توجيه انيشتين موجب پيشرفت نظريه کوانتومي پلانک شد.

در آسمان نانو

sadraa — Thu, 10 Apr 2008 07:56:18 GMT

نانولوله‌هاي بور، رقيبي براي نانولوله‌هاي کربني

کربن ممکن است اهميت خود را در دنياي نانو از دست بدهد. طبق تازه‌ترين محاسبات محققان چيني، نانولوله‌هاي ساخته‌شده ‌از عنصر بور مي‌توانند تعداد زيادي از همان خواص نانولوله‌هاي کربني که در دنياي نانو اهميت زيادي دارند، را داشته باشند و براي بعضي از کاربردهاي الکترونيکي، آنها حتي مي‌توانند بهتر از کربن باشند

محافظت از سلول هاي خورشيدي آلي توسط نانوکامپوزيت ها

افزايش توجه به واکسن هاي نانوامولسيوني براي ايجاد ايمني در برابر بيماري هاي ويروسي

ابداع دو تکنيک جديد براي تشخيص سرطان با استفاده از نانوذرات

و چند موضوع جالب دیگر

همه در ادامه مطلب

در دنیای نانو

sadraa — Mon, 10 Mar 2008 06:47:18 GMT

نورافشاني با نانوبلور کپسوله‌شده در پلیمر

دانشمندان امريکايي معتقدند كه افزاره‌هاي مبتني بر نانوبلور، در مقايسه با منابع نوري موجود، نور سفيدِ باکيفيت‌تري را توليد مي‌کنند و فرصتي براي افزايش کارايي ارائه مي‌دهند.

در نورافشاني حالت جامد، از ترکيب جديد حامل‌هاي مثبت و منفي، در داخل مواد نيم‌رسانا نور توليد مي‌شود. اين فناوري کاملاً مشابه ديودهاي نورگسيل LEDهاست و به احتمال قوي جايگزين منابع نوري کم‌بهره‌اي خواهد شد که هم‌اكنون در خانه‌ها و صنايع استفاده مي‌شوند. طبق اظهارات گروه انرژي امريکا اين فناوري باعث کاهش سه‌برابري در مقدار انرژي مورد نياز در سال 2025 خواهد شد و گسيل کربني را به مقدار 42 ميليون تن در سال فقط براي آمريکا پايين خواهد آورد.

با اين حال، کيفيت نور سفيد توليدشده در LEDهاي موجود، براي مصارف روزانه کافي نيست. ساندرا روزنتال و همکارانش از دانشگاه واندربيلت در ناشويل امريکا، با طراحي و ساخت يک پليمر فلئوروکربن ترموپلاست براي کپسول‌بندي نانوبلورهاي توليد‌کننده نور سفيد، توانستند رهيافت جديدي را براي اين مشکل پيدا کنند. اين اولين قدم بزرگ در مسير LEDهاي فسفري بادوام به شمار مي‌رود.

کپسول‌بندي مذکور در بالا بردن طول عمر نانوفسفر‌ها، ضمن حفظ کيفيت بالاي نور سفيد براي استفاده در کاربردهاي تجاري بسيار مهم است. يافتن کپسولي که قادر به محافظت از افزاره نورافشان باشد و در عين حال باعث کاهش در کيفيت نور گسيل‌شده ‌از نانوبلورها نشود، بسيار سخت است، به همين دليل يافته‌هاي اين دانشمندان از اهميت بالايي برخوردار است. قبل از اين نيز کپسول‌هاي پليمري ديگري براي نانوبلورها انتخاب شده بود، ولي آنها يا باعث تضعيف نورافشاني نانوبلورها و يا باعث به هم چسبيدن آنها شده بودند. علاوه ‌بر اينها، پليمرها اغلب نور اضافي ساطع مي‌کنند که همين امر باعث تغيير رنگ نور گسيل‌شده خواهد شد.

همينك، اين مواد در توليد يک محصول كارايي بسيار پاييني دارد و قابل مقايسه با LEDهاي تجاري موجود نيست. شرودر مي‌گويد:«با اين حال، پتانسيل بالايي نه تنها براي حفظ کيفيت بالاي نور سفيد، بلکه براي بالا بردن کارايي نسبت به افزاره‌هاي موجود وجود دارد."

روزنتال اميدوار است که در آينده بتواند با بالا بردن بر هم‌کنش‌هاي نانوبلور-کپسول، کارايي فلورساني نانوبلورها را افزايش دهد و بارگيري نانوبلورها را در داخل کپسول ُبهبود بخشد

.نانوذرات سيليکا؛‌ کاربردهاي زيستي

كاربرد ميكروسكوپ نيروي اتمي در نانوليتوگرافی

استفاده از نانولوله هاي كربني براي رهايش مواد دارويي درون سلول

قابليت‌هاي استفاده از فناوري‌نانو در صنايع دريايي

انتقال گرما به وسيله نانوسيالات

چکيده
اخيراً استفاده از نانوسيالات که در حقيقت سوسپانسيون پايداري از نانوفيبرها و نانوذرات جامد هستند، به عنوان راهبردي جديد در عمليات انتقال حرارت مطرح شده است.
تحقيقات اخير روي نانوسيالات، افزايش قابل توجهي را در هدايت حرارتي آنها نسبت به سيالات بدون نانوذرات و يا همراه با ذرات بزرگ‌تر (ماکرو ذرات) نشان مي‌دهد. از ديگر تفاوت‌هاي اين نوع سيالات، تابعيت شديد هدايت حرارتي از دما، همچنين افزايش فوق‌العاده فلاکس حرارتي بحراني در انتقال حرارت جوشش آنهاست. نتايج آزمايشگاهي به دست آمده از نانوسيالات نتايج قابل بحثي است که به عنوان مثال مي‌توان به انطباق نداشتن افزايش هدايت حرارتي با تئوري‌هاي موجود اشاره کرد. اين امر نشان دهنده ناتواني اين مدل ها در پيش‌بيني صحيح خواص نانوسيال است. بنابراين براي کاربردي کردن اين نوع از سيالات در آينده و در سيستم‌هاي جديد، بايد اقدام به طراحي و ايجاد مدل‌ها و تئوري‌هايي شامل اثر نسبت سطح به حجم و فاکتورهاي سياليت نانوذرات و تصحيحات مربوط به آن کرد.
1. مقدمه
سيستم‌هاي خنک کننده، يکي از مهم‌ترين دغدغه‌هاي کارخانه‌ها و صنايعي مانند ميکروالکترونيک و هر جايي است که به نوعي با انتقال گرما روبه‌رو باشد. با پيشرفت فناوري در صنايعي مانند ميکروالکترونيک که در مقياس‌هاي زير صد نانومتر عمليات‌هاي سريع و حجيم با سرعت‌هاي بسيار بالا (چند گيگا هرتز) اتفاق مي‌افتد و استفاده از موتورهايي با توان و بار حرارتي بالا اهميت به سزايي پيدا مي‌کند، استفاده از سيستم‌هاي خنک‌کننده پيشرفته و بهينه، کاري اجتناب‌ناپذير است. بهينه‌سازي سيستم‌هاي انتقال حرارت موجود، در اکثر مواقع به وسيله افزايش سطح آنها صورت مي‌گيرد که همواره باعث افزايش حجم و اندازه اين دستگاه‌ها مي‌شود؛ لذا براي غلبه‌ بر اين مشکل، به خنک کننده‌هاي جديد و مؤثر نياز است و نانو سيالات به عنوان راهکاري جديد در اين زمينه مطرح شده‌اند. [1]
نانوسيالات به علت افزايش قابل توجه خواص حرارتي، توجه بسياري از دانشمندان را در سال‌هاي اخير به خود جلب کرده است، به عنوان مثال مقدار کمي (حدود يک درصد حجمي) از نانوذرات مس يا نانولوله‌هاي کربني در اتيلن گليکول يا روغن به ترتيب افزايش 40 و 150 درصدي در هدايت حرارتي اين سيالات ايجاد مي‌کند [2] [3]؛ در حالي که براي رسيدن به چنين افزايشي در سوسپانسيون‌هاي معمولي، به غلظت‌هاي بالاتر از ده درصد از ذرات احتياج است؛ اين در حالي است که مشکلات رئولوژيکي و پايداري اين سوسپانسيون‌ها در غلظت‌هاي بالا مانع از استفاده گسترده از آنها در انتقال حرارت مي‌شود. در برخي از تحقيقات، هدايت حرارتي نانوسيالات، چندين برابر بيشتر از پيش‌بيني تئوري‌ها است. از ديگر نتايج بسيار جالب، تابعيت شديد هدايت حرارتي نانوسيالات از دما [4] [5] و افزايش تقريباً سه برابري فلاکس حرارتي بحراني آنها در مقايسه با سيالات معمولي است [6 و7].
اين تغييرات در خواص حرارتي نانوسيالات فقط مورد توجه دانشگاهيان نبوده در صورت تهيه موفقيت‌آميز و تأييد پايداري آنها، مي‌تواند آينده‌اي اميدوارکننده در مديريت حرارتي صنعت را رقم بزند. البته از سوسپانسيون نانوذرات فلزي، در ديگر زمينه‌ها از جمله صنايع دارويي و درمان سرطان نيز استفاده شده است [8]. به هر حال تحقيق در زمينه نانوذرات، داراي آينده‌اي بسيار گسترده است [9].

شکل 1. تصاوير TEM از نانو سيال مس (چپ)، نانو ذرات اکسيد مس (وسط) و ذرات کلوئيدي طلاسرب (راست) که در مطالعات مقاومت فصل مشترک استفاده شده اند. ذرات اکسيد مس حالت خوشه اي دارند و کلوئيد هاي طلاسرب توزيع مناسب و اندازه يکسان دارند

وجند مطلب دیگر در ادامه مطلب

فناوری نانو

sadraa — Mon, 10 Mar 2008 06:25:18 GMT

نانو کامپوزيت تحول بزرگ در مقياس کوچک

مواد و توسعة آنها از پايه‌هاي تمدن به شمار مي‌روند. به طوري که دوره‌هاي تاريخي را با مواد نامگذاري کرده‌اند: عصر سنگ، عصر برنز، عصر آهن، عصر فولاد، عصر سيليکون و عصر کربن. ما اکنون در عصر کربن به سر مي‌بريم. عصر جديد با شناخت يک مادة جديد به وجود نمي‌آيد، بلکه با بهينه کردن و ترکيب چند ماده مي‌توان پا در عصر نوين گذاشت. دنياي نانومواد، فرصتي استثنايي براي انقلاب در مواد کامپوزيتي است.

کامپوزيت ترکيبي است از چند مادة متمايز، به طوري که اجزاي آن به‌آساني قابل تشخيص از يکديگر باشند. يکي از کامپوزيت‌هاي آشنا بتُن است که از دو جزء سيمان و ماسه ساخته مي‌شود.
براي تغيير دادن و بهينه کردن خواص فيزيکي و شيميايي مواد، آنها را کامپوز يا ترکيب مي‌کنيم. به طور مثال، پُلي اتيلن{1} که در ساخت چمن‌هاي مصنوعي از آن استفاده مي‌شود، رنگ‌پذير نيست و بنابراين، رنگ اين چمن‌ها اغلب مات به نظر مي‌رسد. براي رفع اين عيب، به اين پليمر وينيل استات مي‌افزايند تا خواص پلاستيکي، انعطافي‌ و رنگ‌پذيري آن اصلاح شوند. در واقع، هدف از ايجاد کامپوزيت، به دست آوردن ماده‌اي ترکيبي با خواص دلخواه است.
نانوکامپوزيت، همان کامپوزيت در مقياس نانومتر (9-10) است. نانوکامپوزيت‌ها در دو فاز تشکيل مي‌شوند. در فاز اول ساختاري بلوري در ابعاد نانو ساخته مي‌شود که زمينه يا ماتريس کامپوزيت به شمار مي‌رود. اين زمينه ممکن است از جنس پليمر، فلز يا سراميک باشد. در فاز دوم ذراتي در مقياس نانو به عنوان تقويت‌کننده{2} براي استحکام، مقاومت، هدايت الکتريکي و... به فاز اول يا ماتريس افزوده مي‌شود.
بسته به اينکه زمينة نانوکامپوزيت از چه ماده‌اي تشکيل شده باشد، آن را به سه دستة پُليمري، فلزي و سراميکي تقسيم مي‌کنند. کامپوزيت‌هاي پليمري به علت خواصي مانند استحکام، سفتي و پايداري حرارتي و ابعادي، چندين سال است که در ساخت هواپيماها به کار مي‌روند. با رشد نانوتکنولوژي، کامپوزيت‌هاي پليمري بيش از پيش به کار گرفته خواهند شد.
تقويت پليمرها با استفاده از مواد آلي يا معدني بسيار مرسوم است. از نظر ساختاري، ذرات و الياف معمولاً باعث ايجاد استحکام ذاتي مي‌شوند و ماتريس پليمري مي‌تواند با چسبيدن به مواد معدني، نيروهاي اعمال‌شده به کامپوزيت را به نحو يکنواختي به پُرکن يا تقويت‌کننده منتقل کند. در اين حالت، خصوصياتي چون سختي، شفافيت و تخلخلِ مادة درون کامپوزيت تغيير مي‌کند. ماتريس پليمري همچنين مي‌تواند سطحِ پُرکن را از آسيب دور نمايد و ذرات را طوري جدا از هم نگه دارد که رشد تَرَک به تأخير افتد. گذشته از تمام اين خصوصيات فيزيکي، اجزاي مواد نانوکامپوزيتي مي‌توانند بر اثر تعامل بين سطح ماتريس و ذرات پُرکن، ترکيبي از خواصّ هر دو جزء را داشته باشند و بهتر عمل کنند.
کامپوزيت‌هايي که بستر فلزي دارند، کم‌وزن و سبک‌اند و به علت استحکام و سختيِ بالا، کاربردهاي وسيعي در صنايع خودرو و هوا ـ فضا پيدا کرده‌اند. اما اين کاربردها به لحاظ ضعف در قابليت کشيده شدن در چنين کامپوزيت‌هايي، محدود شده‌اند. تبديل کامپوزيت به نانوکامپوزيت سبب افزايش بازده استحکامي و رفع ضعفِ بالا مي‌شود.

نانوکامپوزيت¬‌هاي نانوذره‌اي
در اين کامپوزيت‌ها از نانوذراتي همچون (خاک رس، فلزات، و...) به عنوان تقويت‌کننده استفاده مي‌شود. براي مثال، در نانوکامپوزيت‌هاي پليمري، از مقادير کمّيِ (کمتر از 10درصدِ وزني) ذرات نانومتري استفاده مي‌شود. اين ذرات علاوه بر افزايش استحکام پليمرها، وزن آنها را نيز کاهش مي‌دهند. مهمترين کامپوزيت‌هاي نانوذره‌اي، سبک‌ترين آنها هستند.

نانوکامپوزيت‌هاي نانو‌لوله‌اي
نانولوله‌هاي کربني در دو گروه طبقه‌بندي مي‌شوند: نانولوله‌هاي تک‌ديواره و نانولوله‌هاي چندديواره. در اين نوع از کامپوزيت‌ها، اين دو گروه از نانولوله‌ها در بستري کامپوزيتي توزيع مي‌شوند. در صورتي که قيمت نانوله‌ها پايين بيايد و موانع اختلاط آنها رفع شود، کامپوزيت‌هاي نانولوله‌اي موجب رسانايي و استحکام فوق‌العاده‌اي در پليمرها مي‌شوند و کاربردهاي حيرت‌انگيزي همچون آسانسور فضايي براي آن قابل تصور است.
تحقيقات در زمينة توزيع نانولوله‌هاي کربني در پليمرها بسيار جديد هستند. علاقه به نانولوله‌هاي تک‌ديواره‌ و تلاش براي جايگزين کردن آنها در صنعت، به علت خصوصيات عاليِ مکانيکي و رسانايي الکتريکي آنها است. (رسانندگي الکتريکي اين نانولوله¬ها در حد فلزات است.)
اما در دسترس بودن و تجاري بودن نانولوله‌هاي چندديواره، باعث شده است که پيشرفت‌ بيشتري در اين زمينه صورت بگيرد. تا حدي که اکنون مي‌توان از محصولاتي نام برد که در آستانة تجاري شدنِ توليد هستند. براي نمونه، نانولوله‌هاي کربنيِ چندديواره در پودرهاي رنگ به کار رفته‌اند.
استفاده از اين نانولوله‌ها باعث مي‌شود که رسانايي الکتريکي در مقدار کمي از فاز تقويت‌کننده به دست آيد. از نظر نظامي نيز فراهم کردن هدايت الکتريکي فرصت‌هاي انقلابي به وجود خواهد آورد. به عنوان مثال، از پوسته‌هاي الکتريکي ـ مغناطيسي گرفته تا کامپوزيت‌هاي رساناي گرما و لباس‌هاي سربازان آينده‌!

نانوکامپوزيتِ خاک رُس ـ پليمر
نانوکامپوزيت خاک رُس ـ پليمر يک مثال موردي از محصولات نانوتکنولوژي است. در اين نوع ماده، از خاک رُس {3} به عنوان پُرکننده براي بهبود خواص پليمرها استفاده مي‌شود. خاک رُس‌هاي نوع اسمکتيت {4}، ساختار لايه‌لايه دارند و هر لايه تقريباً يک نانومتر ضخامت دارد. صدها يا هزاران عدد از اين لايه‌ها به وسيلة يک نيروي واندروالسيِ ضعيف روي هم انباشته مي‌شوند تا يک جزء رُسي را تشکيل دهند. با يک پيکربندي مناسب، اين امکان وجود دارد که رُس‌ها را به اَشکال و ساختارهاي گوناگون، درون يک پليمر به شکل سازمان‌يافته قرار دهيم.
معلوم شده است که بسياري از خواص مهندسي، هنگامي که در ترکيب ما از ميزان کمي ــ معمولا ً چيزي کمتر از 5 درصد وزني ــ پُرکننده استفاده شود، بهبود قابل توجهي مي‌يابد.
امتياز ديگر نانوکامپوزيت‌هاي خاک رُس ـ پليمر اين است که تأثير قابل توجهي بر خواص اُپتيکي (نوري) پليمر ندارند. ضخامت يک لاية رُس منفرد، بسيار کمتر از طول موج نور مرئي است. بنابراين، نانوکامپوزيتي که خوب ورقه شده باشد، از نظر اُپتيکي شفاف است. از طرفي، با توجه به اينکه امروزه حجم وسيعي از کالاهاي مصرفي جامعه را پليمرهايي تشکيل مي‌دهند که به‌راحتي مي‌سوزند يا گاهي در مقابل شعله فاجعه مي‌آفرينند، لزوم تحقيق در خصوص مواد ديرسوز احساس مي‌شود. نتايج تحقيقات حاکي از آن است که ميزان آتش‌گيري در اين نانوکامپوزيت‌هاي پليمري حدود 70 درصد نسبت به پليمر خالص کمتر است. در عين حال، اغلب خواص کاربردي پليمر نيز تقويت مي‌شوند.
اولين کاربرد تجاري نانوکامپوزيت‌هاي خاک رُس ـ نايلون 6، به عنوان روکش نوار زمان‌سنج براي ماشين‌هاي تويوتا، در سال 1991 بود. در حال حاضر نيز از اين نانوکامپوزيت در صنعت لاستيک استفاده مي‌شود. با افزودن ذرات نانومتريِ خاک رُس به لاستيک، خواص آن به طور قابل ملاحظه‌اي بهبود پيدا مي‌کند که از جمله مي‌توان در آنها به موارد زير اشاره کرد:

1. افزايش مقاومت لاستيک در برابر سايش
2. افزايش استحکام مکانيکي
3. افزايش مقاومت گرمايي
4. کاهش قابليت اشتعال
5. کاهش وزن لاستيک

نانوکامپوزيت الماس ـ نانولوله
محققان توانسته‌اند سخت‌ترين مادة شناخته‌شده در جهان (الماس) را با نانولوله‌هاي کربني ترکيب کنند و کامپوزيتي با خصوصيات جديد به دست آورند. اگرچه الماس سختيِ زيادي دارد، ولي به طور عادي هادي جريان الکتريسيته نيست. از طرفي، نانولوله‌هاي کربن به شکلي باورنکردني سخت و نيز رساناي جريان الکتريسيته‌اند. با يکپارچه کردن اين دو فُرمِ کربن با يکديگر در مقياس نانومتر، کامپوزيتي با خصوصيات ويژه به دست خواهد آمد.
اين کامپوزيت مي‌تواند در نمايشگرهاي مسطح کاربرد داشته باشد. الماس مي‌تواند نانولوله‌هاي کربني را در مقابلِ ازهم‌گسيختگي حفظ کند. در حالي که به طور طبيعي، وقتي نمايشگر را فقط از نانولوله‌هاي کربني بسازند، ممکن است از هم گسيخته شوند.
اين کامپوزيت همچنين در رديابي‌هاي زيستي کاربرد دارد. نانولوله‌ها به مولکول‌هاي زيستي مي‌چسبند و به عنوان حسگر عمل مي‌کنند. الماس نيز به عنوان يک الکترود فوق‌العاده حساس رفتار مي‌کند.
تنها چيزي که در اين تحقيقات واضح نيست اين است که الماس و نانولوله‌هاي کربني چگونه محکم به هم مي‌چسبند؟

جديدترين خودرو نانوکامپوزيتي
اين خودرو توسط شرکت جنرال‌موتورز طراحي شده و به علت استفاده از مواد نانوکامپوزيتي در قسمت‌هاي مختلف آن، حدود 8 درصد سبک‌تر از نمونه‌هاي مشابه قبلي است و علاوه بر سبک بودن، در برابر تغييرات دمايي هم مقاومت مي‌کند.

توپ تنيس نانوکامپوزيتي
شرکت ورزشي ويلسون، يک توپ تنيس دولايه به بازار عرضه کرده که عمر مفيد آن حدود چهار هفته است ــ در حالي که توپ‌هاي معمولي عمر مفيدشان در حدود دو هفته است ــ ولي از نظر خاصيت ارتجاعي و وزن تفاوتي بين اين دو مشاهده نمي‌شود. علت مهم و اصلي دوام توپ‌هاي نانوکامپوزيتي، وجود يک لاية پوشش نانوکامپوزيتي به ضخامت 20 ميکرون به عنوان پوستة داخلي است که باعث مي‌شود هواي محبوس در داخل توپ ضمن ضربه خوردن خارج نگردد، درحالي‌که توپ‌هاي معمولي از جنس لاستيک و در برابر هوا نفوذپذيرند.

الياف نانو، تحولي در صنعت نساجي
امروزه ساخت کامپوزيت‌هاي تقويت‌شده به وسيلة نانوالياف پيشرفت چشمگيري کرده است. ليفچه‌هاي کربنيِ جامد و توخالي با چند ميکرون طول و دو تا بيش از صد نانومتر قطر خارجي خلق شده‌اند که مصارفي در مواد کامپوزيت و روکش دارند.
يکي از دانشجويان کارشناسي ارشد دانشکدة مهندسي نساجي دانشگاه اميرکبير، دستگاه توليد نانوالياف از محلول پليمري را طراحي کرده و ساخته است. اين دستگاه در فيلتراسيون مايعات، گازها و مولکول‌ها، امور پزشکي مانند مواد آزادکنندة دارو در بدن، پوشش زخم، ترميم پوست، نانوکامپوزيت‌ها ، نانوحسگرها، لباس‌هاي محافظ نظامي و... کاربرد دارد.

مهمترين تأثير نانوکامپوزيت‌ها در آينده کاهش وزن محصولات خواهد بود. ابتدا کامپوزيت‌هاي سبک‌وزن و بعد تجهيزات الکترونيکي کوچکتر و سبکتر در ماهواره‌هاي فضايي.
سازمان فضايي آمريکا (ناسا) در حمايت از فناوري نانو بسيار فعال است. بزرگترين تأثير فناوري نانو در فضاپيماها، هواپيماهاي تجاري و حتي فناوري موشک، کاهش وزن مواد ساختمانيِ سازه‌هاي بزرگ دروني و بيروني، جدارة سيستم‌هاي دروني، اجزاي موتور راکت‌ها يا صفحات خورشيدي خواهد بود.

در مصارف نظامي نيز کامپوزيت‌ها موجب ارتقا در نحوة حفاظت از قطعات الکترونيکي حساس در برابر تشعشع و خصوصيات ديگر همچون ناپيدايي در رادار مي‌شوند.
کامپوزيت‌هاي نانوذرة سيليکاتي به بازار خودروها وارد شده‌اند. در سال 2001 هم جنرال موتورز و هم تويوتا شروع به توليد محصول با اين مواد را اعلام کردند. فايدة آنها افزايش استحکام و کاهش وزن است که مورد آخر صرفه‌جويي در سوخت را به همراه دارد.

کاربردهاي فناوري‌نانو در صنعت مواد غذايي

برگزاري همايش‌‌هايي با موضوع فناوري‌نانو، راه‌اندازي کنسرسيوم‌هايي براي مواد غذايي بهتر و سالم‌تر، همچنين بالا بردن آگاهي مردم از طريق رسانه‌ها، مؤيد تأثيرگذاري فناوري‌نانو بر صنايع غذايي است. انواع کاربردهاي نانو در اين زمينه شامل بسته‌بندي‌هاي هوشمند، مواد نگهدارنده و مواد خوراکي تعاملي (interactive) است، که به مصرف‌کنندگان اجازه مي‌دهد موادغذايي را با توجه به ذائقه و نيازغذايي مورد نظرشان تغيير دهند.
بيشترغول‌هاي توليد کننده موادغذايي مانند Nestle,Kraft,Heinz و Unilever برنامه‌هاي تحقيقاتي مشخصي در اين زمينه دارند تا بتوانند سهم بازار خود را در دهه‌هاي آينده حفظ کنند. اين بدان معنا نيست که مواد غذايي به‌طور اتمي تغيير پيدا کنند و يا با نانوماشين‌ها توليد شوند، زيرا آرزوي توليد غذاهاي مولکولي با کمک نانو ماشين‌ها فعلاً عملي نيست.
با علم به قابليت‌هاي فناوري‌نانو اميد است، بتوان سيستم‌هاي فعلي فراوري مواد غذايي را تغيير داده، محصولاتي مطابق با فرهنگ تغذيه سالم به بازار عرضه كرد. محققان همچنين اميدوارند بتوانند با استفاده از مواد افزودني، کيفيت مواد غذايي و هضم و جذب غذا را در بدن افزايش دهند. اگر چه بعضي از اين اهداف دور از انتظار به نظر مي‌رسد، اما امروزه صنايع بسته بندي از فناوري‌نانو در محصولات خود کمک مي‌گيرند.

حتما سری به ادامه مطلب بزنید و لذت ببرید......