۱۹۷۴

به کار بردن واژه­ی فناوری نانو برای اولین بار توسط نوریو تانیگوچی

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۱۹۸۵

کشف ساختار جدیدی از کربن

۱۹۹۰

شرکت IBM توانایی کنترل نحوه قرارگیری اتم­ها را نمایش گذاشت

۱۹۹۱

کشف نانولوله­های کربنی

۱۹۹۷

ساخت اولین نانوترانزیستور

۲۰۰۰

ساخت اولین موتور DNA

۲۰۰۱

ساخت مدل آزمایشگاهی سلول سوختی با بهره گرفتن از نانولوله

۲۰۰۳

تولید نمونه­های آزمایشگاهی نانوسلول­های خورشیدی

۱-۲-فناوری نانو چیست؟
بهبود توسعه و بکار گیری ساختار ها و ادوات در مقیاس ۱تا ۱۰۰ نانو متر (مقیاس اتمی و مولکولی) که در آنها خواص فیزیکی ,شیمیایی و بیولوژی جدیدی در مقایسه با مواد میکرو ساختار پدیدار می شود.یا به عبارت دیگر فناوری نانو عبارت است از توانایی کار کردن در تراز اتمی مولکولی و فرا مولکولی در ابعاد بین ۱تا۱۰۰ نانومتر با هدف ساخت و دخل و تصرف در چگونگی آرایش اتمها یا مولکولها. در سال­های اخیر نانوتکنولوژی تبدیل به یکی از زمینه ­های بسیار جالب علمی شده است. مراکز دانشگاهی و صنعتی بسیار زیادی جهت بررسی و تحقیق در زمینه­ مواد با ابعاد نانو گشایش یافته­اند و پیشرفت­های سریع در زمینه تولید مدارهای الکترونیکی کوچکتر در صنعت الکترونیک نیز مرهون این فناوری می­باشد. امروزه فناوری نانو به یکی از مهمترین جنبه­ های تحقیقاتی تبدیل شده است. فناوری نانو، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم­های جدید با کنترل در سطح مولکولی و اتمی و استفاده از خواصی است که در آن سطوح ظاهر می­شوند. از همین تعریف ساده برمی­آید که فناوری نانو یک رشته جدید نبوده، بلکه رویکردی جدید در تمام رشته­هاست. فناوری نانو عبارتست از شناخت خواص کوچکترین اجزا مواد و بکارگیری این خواص در جهت ایجاد تکنولوژی­های نوین و یا بهبود در کیفیت تکنولوژی­های پیشین] ۱[.
تعریف واحدی برای فناوری نانو که کاربرد جهانی داشته باشد وجود ندارد. موضوع فناوری نانو، تولید، مطالعه و به کار بستن ساختارهایی است که ابعاد آن ها کمتر از صد نانو متر باشد. یک نانو متر برابر یک میلیونوم یک میلی متر است که برابر m ^۹-۱۰ است. در مقایسه با قطر یک تار مو که برابر nm 50000 است مشاهده می شود که یک نانو متر ۵۰۰۰۰ برابر از قطر یک تار مو کوچکتر است. همچنین قطر اتم هیدروژن در حدود nm 1/0 می باشد.
اصول فناوری نانو بر اساس کاربرد های جدید بدست آمده از ترکیبات با ساختار ها یی در مقیاس نانو است. این کاربرد های جدید بیشتر از تغییر نسبت سطح به حجم اتم ها و رفتار کوانتوم مکانیکی آن ها نتیجه می شود. بعلاوه فناوری نانو بخاطر نوآوری هایی که در صنایع مختلف ایجاد کرده بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به کمک فناوری نانو می توان به پیشرفت و کنترل فرایند های صنعتی و مواد نانو مقیاس خود آرا دست پیدا نمود. در فرایند های خود آرا تحت شرایط محیطی مشخص، مواد نانو مقیاسی به هم ملحق می شوند و یک ساختار جدید را بوجود می آورند. نانو ذرات به مواد طبیعی و مصنوعی ساخته شده در صنعت که کوچکتر از صد نانو متر باشند اطلاق می شود. با تولید ذرات کوچکتر از صد نانو متر و بررسی آن ها مشاهده می شود که بعضی از خواص و عملکرد های این مواد تغییر می کنند. بعضی از این خواص عبارتند از رسانایی الکتریکی، مغناطش، رنگ، سختی مکانیکی، دمای ذوب ویژه و … که با تغییر اندازه و ساختار مواد تغییر می کنند. به عنوان مثال می توان به کادمیم تلوراید (CdTe) اشاره کرد که بسته به اندازه ذرات در بازه ۲ تا ۵ نانو متر در رنگهای مختلف دیده می شود. [۱۵،۱۴،۱۳].
سه خاصیت اساسی مواد که با تغییر اندازه ذرات تغییر می کنند عبارتند از :
تغییر رفتار کوانتوم مکانیکی که نتیجه آن تغییر رنگ، شفافیت، سختی، مغناطش و رسانایی الکتریکی است.
افزایش سطح که منجر به تغییر نقطه ذوب و جوش، فعالیت شیمیایی، اثرات کاتالیستی می شود.
۳-تغییر در ساختار مولکولی مواد که باعث افزایش توانایی سازگاری مواد، افزایش توانایی ترمیم و توانایی خودآرایی این مواد شده و کاربردهای زیستی جدیدی را باعث می شود
۱-۳- گذر از میکرو ذرات با نانو ذرات
با گذر از میکرو ذرات به نانو ذرات، با تغییر برخی از خواص فیزیکی روبرو می شویم، که دو مورد مهم آنها عبارتند از : افزایش نسبت مساحت سطحی به حجم و ورود اندازه ذره به قلمرو اثرات کوانتومی.
افزایش نسبت مساحت سطحی به حجم که به تدریج با کاهش اندازه ذره رخ می دهد، باعث غلبه یافتن رفتار اتم های واقع در سطح ذره به رفتار اتم های درونی می شود. این پدیده بر خصوصیات ذره در حالت انزوا و بر تعاملات آن با دیگر مواد اثر می گذارد. مساحت سطحی زیاد، عاملی کلیدی در کارکرد کاتالیزور ها و ساختارهایی همچون الکترودها (یا افزایش کارآیی فناوری هایی همچون پیل سوختی و باتری ها) می باشد. مساحت سطحی زیاد نانو ذرات باعث تعاملات زیاد بین مواد مخلوط شده در نانو کامپوزیت ها می شود و خواص ویژه ای همچون افزایش استحکام یا افزایش مقاومت حرارتی یا شیمیایی را موجب می شود.
به محض آن که ذرات به اندازه کافی کوچک شوند، شروع به رفتار مکانیک کوانتومی می کنند. خواص نقاط کوانتومی مثالی از این دست است. این نقاط گاهی اتم های مصنوعی نامیده می شوند؛ چون الکترون های آزاد آنها مشابه الکترون های محبوس در اتم ها، حالات گسسته و مجازی از انرژی را اشغال می کنند.