تولید نانو پودر به روش پاشش حرارتی

تولید نانو پودر به روش پاشش حرارتی

اسلاید 1: Nano -2014Rabiee

اسلاید 2: تولید نانو پودر به روش پاشش حرارتیRabieeتهیه وآماده سازی مطالب توسط فتاح ربیعی دانشجوی دکترای شیمی کاربردی ومدرس پردیس مرکزی دانشگاه فرهنگیان1393

اسلاید 3: عناوین مفاهیم نانوپودر روش پاشش حرارتی کاربرد نانوپودرهاRabiee

اسلاید 4: نانو پودر نانوپودر چيست؟ پودر‌ها ذرات ريزي هستند كه از خُرد کردن قطعات جامد و بزرگ، يا ته‌نشين شدن ذرات جامدِ معلق در محلول‌ها به دست مي‌آيند. بنابراين، نانوپودرها را می‌توان مجموعه‌ي از ذرات دانست که اندازه‌ي آنها کمتر از 100 نانومتر است. (اگر يك متر را يك ميليارد قسمت كنيم، به يک نانومتر می‌رسيم. طبق تعريف، ساختار نانومتري ساختاري است که اندازه‌ي آن کمتر از 100 نانومتر باشد.)Rabiee

اسلاید 5: چه پودري را می‌توان نانوپودر به شمار آورد؟ پودرها در سه حالت نانوپودر به شمار می‌آيند:حالت اول: ساختار ذرات تشكيل‌دهنده‌ي پودر، در حد نانومتر باشد. يعني اگر ساختار ذرات تشكيل‌دهنده‌ي يک پودر را به صورت يکي از اشكال منظم هندسي در نظر بگيريم، ميانگين اندازه‌ي اضلاع آن بين 1 تا 100 نانومتر باشد. مهمترين اشكال هندسي، كُره و مكعب‌اند. اگر ساختار ذرات تشكيل‌دهنده‌ي پودر را كُره فرض كنيم، بايد قطر كُره کمتر از 100 نانومتر باشد و چنانچه ساختار آنها مكعب فرض شود، ميانگين اضلاع مكعب بايد در محدوده‌ي 1 تا 100 نانومتر قرار گيرد. براي مثال، بلورهاي نمك طعام ساختاري مكعب‌شکل دارند. (شکل شماره‌ي 1) يادآوري: اگر بيشترِ ذرات تشکيل‌دهندة پودر، ابعادي ميان 1 تا 100 نانومتر داشته باشند، آن پودر، نانوپودر محسوب می‌شود.Rabiee

اسلاید 6: حالت دوم: دانه‌هاي تشکيل‌دهندة پودر، ابعاد نانومتري داشته باشند. در حالتي که اندازه‌ي ذرات تشكيل‌دهنده‌ي پودر از صد نانومتر بيشتر باشد، کافي است دانه‌هاي آن ابعاد نانومتري داشته باشند تا نانوپودر به شمار آيند. يک مثال براي فهم اين موضوع، اتم‌هايي هستند که به صورت منظم و درون سلول‌هايي که آنها را دانه می‌ناميم، کنار هم قرار گرفته‌اند. مواد بلوري جامد نيز از سلول‌هاي ريزي تشكيل شده‌اند كه به آنها دانه مي‌گويند. درون هر دانه، اتم‌ها در يك جهت خاص و رديف‌هاي موازي چيده شده‌اند و تفاوت دو دانة مجاورِ هم، تفاوت در همين جهت‌گيري اتم‌هاست. شكل 2: اين ذره، حاوي سه دانه است.Rabiee

اسلاید 7: شکل 3: اتم‌ها با زاويه‌ي 45 درجه نسبت به افق چيده شده‌اند.شکل 4: اتم‌ها با زاويه‌ي 90 درجه نسبت به افق چيده شده‌اند. شکل 5: اتم‌ها با زاويه ي 120 درجه نسبت به افق چيده شده‌اند.Rabiee

اسلاید 8: در دانه‌ي 1 (شکل 3)، اتم‌ها در رديف‌هاي موازي و با زاويه‌ي 45 درجه نسبت به افق چيده شده‌اند. در دانه‌ي 2 (شکل 4) اتم‌ها با زاويه‌ي 90 درجه و در دانه‌ي 3 (شکل 5) اتم‌ها با زاويه‌ي 120 درجه نسبت به افق چيده شده‌اند. وقتي اين سه دانه در كنار يكديگر قرار بگيرند، يك ذره تشكيل مي‌شود. (شکل 6) به فضاي خالي بين دانه‌ها «مرز دانه» مي‌گويند. مرز دانه محلي است كه جهت چيده شدن اتم‌ها عوض مي‌شود. همچنين دانه‌ها را می‌توان مانند آجرهاي يك ديوار فرض كرد. در اين صورت، مرز بين دانه‌ها ملات بين آجرهاست. اگر قطر اين دانه‌ها بين 1 تا 100 نانومتر باشد، ذرات حاصل تشكيل نانوپودر مي‌دهند. هر چه قطر دانه‌هاي يك ذره كمتر باشد (البته با حجم ثابت)، تعداد دانه‌هاي تشكيل‌دهنده‌ي آن بيشتر خواهد بود (واضح است كه هر چه آجرهاي تشكيل‌دهنده‌ي يك ديوار 1 متر در 1 متر كوچكتر باشند، تعداد آجرها بيشتر خواهد بود) و هر چه تعداد دانه‌ها بيشتر شود، مانند گره‌هاي يک فرش، تار و پود آن محكمتر و درهم‌تنيده‌تر است و بنابرين استحكام محصول بيشتر خواهد بود. Rabiee

اسلاید 9: شکل 6: سه دانه در مجاورت هم قرار گرفته‌اند تا يک ذره را تشکيل دهند.يادآوري: اگر درصد قابل توجهي از دانه‌هاي تشكيل‌دهنده‌ي ذرات، نانومتري باشند، پودر، نانوپودر محسوب می‌شود.Rabiee

اسلاید 10: حالت سوم: ذرات نانوپودر و ذرات پودر معمولي ترکيب شوند. در اين حالت، پودر را «نانوپودر کامپوزيتي» می‌نامند. کامپوزيت که از کلمه‌ي انگليسي composition گرفته شده، به معني ترکيب دو يا چند چيز است. ملموس‌ترين مثال براي كامپوزيت، كاه‌گل است. در كاه‌گل رشته‌هاي كاه در زمينه‌ي گِل پراكنده شده‌اند. در نانوپودرهاي كامپوزيتي نيز ذرات نانومتري در زمينه‌ي ذرات بزرگتر (غير نانومتري) پراكنده شده‌اند (شکل 7).شکل 7: ذرات با قطر نانومتري در زمينه پراکنده شده‌اند.Rabiee

اسلاید 11: علت ترکيب شدن آنها اختلاف خواص اين دو ماده است. در کامپوزيت معمولاً زمينه از يک ماده‌ي نرم و افزودني از ماده‌ي سخت انتخاب مي‌شود. در اين صورت، هنگامي‌ که به ماده نيرو وارد مي‌شود، زمينه نيرو را به رشته يا پودر اضافه‌شده منتقل مي‌كند تا بتواند در برابر نيروي واردشده‌ مقاومت بيشتري داشته باشد. (شکل شماره‌ي 8) شكل 8 : در يک نانوکامپوزيت، ذرات نانويي در زمينه‌اي غيرنانويي پراكنده شده‌اند .Rabiee

اسلاید 12: پاشش حرارتیپاشش حرارتی HVOF فرآیند  HVOFیکی از پیشرفته ترین سیستم های پاششی است که با استفاده ازموج انفجار در محفظه احتراق داخلی خود قادر است ذرات مواد کاربیدی را با سرعت حدود 1200 تا 1500 متر بر ثانیه بر روی سطوح قطعات مورد نظر اعمال و سطحی کاملاً صاف و مقاوم را ایجاد کند. این فرآیند تنها روش مقاوم سازی بعضی قطعات استراتژیک در صنایع هوافضا، نفت و گاز، نیروگاهی و ... می باشد. در این روش به دلیل سرعت زیاد ذرات، پوشش با صافی سطح بسیار بالا تولید شده و همچنین امکان استفاده از نانو پودرها و ایجاد پوشش های نانوساختارکه خواص قابل توجهی را ایجاد می نمایند وجود دارد. فرايند HVOF يکی از پيشرفته ترين سيستمهای پاششی است که در حال حاضر در کشور در مقياس خدمات صنعتی منحصر به فرد می باشدRabiee

اسلاید 13: پاشش حرارتی HVOF Rabiee

اسلاید 14: پاشش حرارتی پلاسمایی APS در این روش انواع مختلف پودر مواد پیشرفته (سرامیکی، سرمتی، بین فلزی و ...) در درجه حرارت بین 10 تا 20 هزار درجه سانتیگراد ذوب و توسط گاز حامل به طور یکنواخت بر سطح قطعه پاشیده می-شوند، با این حال سطح قطعه چندان گرم و دچار تنشهای گرمایی نمی شود. به این ترتیب سطحی با پوشش یکنواخت و دارای چسبندگی و کیفیت بسیار عالی ایجاد خواهد شد و مقاومت قطعه را در برابر عوامل فرسودگی محیطی چندین برابر افزایش خواهد داد. از مزایای این روش محدوده وسیع پوشش-های قابل اعمال و همچنین کیفیت بسیارخوب این پوششها پس از پاشش می باشد.Rabiee

اسلاید 15: پاشش حرارتی APS Rabiee

اسلاید 16: پاشش حرارتی شعله ای Flam و قوسی Arc دو روش فوق از روشهای معمول پاشش حرارتی می باشند که بطور وسیعی در صنایع مختلف جهت بازسازی یا ساخت قطعات، مورد استفاده قرار میگیرند. پوشش های روئین یا آلومینی اعمال شده به این روش ها بر روی سطوح سازه های آهنی جهت مقابله با خوردگی جوی یا دریایی نظیر اسکله ها، سکوهای نفتی، مخازن نگهداری مواد و غیره از این قبیل اند. همچنین اعمال پوشش های بابیتی و برنزی جهت تولید یا بازسازی یاتاقانهای بزرگ و کوچک و یا بازسازی روتورها، شفت ها و غلطک های مختلف در صنایع فولاد، نیروگاهی، نساجی و چاپ از دیگر موارد کاربرد این روش هاست.Rabiee

اسلاید 17: پاشش حرارتی شعله ای و قوسیRabiee

اسلاید 18: پاشش حرارتی و نشت جت بخاردر حين اين عمل ذرات حرارت ديده كمي ذوب مي شوند و سپس روي سطح نشست داده خواهند شد. پس از آن تغيير شكل داده و منجمد مي شوند و يك پوشش نانو متري روي سطح ايجاد مي كنند.از اين روش در توليد صنعتي نانو پودرها استفاده مي شود، نمونه اي از اين مواد عبارتند از: كربن بلاك، فوم سيليكا و اكسيد تيتانيوم.از معايب اين روش مي توان به موارد زير اشاره نمود:توليد اكسيد ها: در اين روش به علت وجود اكسيد كننده ها توليد اكسيد ها در محدوده واكنش اجتناب ناپذير است كه اين خود يك محدوديت است.فشار بالاي گاز: در اين روش به علت بالا بودن فشار گاز، پودر هاي توليدي داراي تجمع بالايي مي باشند كه اين امر در مراحل بعدي اثر نا مطلوبي دارد.براي حل مشكل دوم مي توان از احتزاق با فشار كم استفاده نمود كه در آن فشار تا حد فشار در روش CVD كاهش يافته كه در نتيجه از تجمع ذرات كاسته مي گردد.يك راه رسيدن به ذرات نانومتري با اندازه هاي كوچكتر و يكنواخت تر، كنترل شعله براي رسيدن به شعله، پيشاني تخت مي باشد كه در طي آن زمان و دما براي هر ذره برابر خواهد بود.Rabiee

اسلاید 19: اين روش جز روش هاي كم هزينه بوده و از آن براي توليد كامپوزيت هاي چند لايه اي يا لايه هاي با ضخامت چند نانومتر استفاده مي شود.مكانيزم اين روش بدين صورت است كه از جت هاي گازي با سرعت صوت يا نزديك به آن استفاده مي شود . معمولا در اين جت ها از گاز هليوم استفاده مي شود. ماده اتميزه شده به همراه اين گاز خارج شده و بر روي يك لايه نشست پيدا مي كند.براي نشست دادن يكنواخت بر روي يك زير لايه معمولا از حركت نوساني و دوراني جت ها استفاده مي شود.Rabiee

اسلاید 20: تفکافت(پیرولیز) بوسیله ی افشانه ی شعله ای و در فاز گاز و در دمای بالا برای تولید نانوذرات به کار برده می-‏شود. ماده ی اولیه به صورت ماده ای است که حاوی اجزای فلزی بوده و این اجزاء در ادامه باید به یکدیگر ‏بپیوندند تا نانوذرات را تشکیل دهند. به عنوان مثال نمک های اسید کربوکسیلیک، استات ها و آلکوکسیدها که ‏ترکیبشان با حلال های قابل احتراق به غلظت و استوکیومتری مورد نظر رسیده تا بتوان بوسیله ی شعله ور ‏کردن آنها ذرات را استخراج کرد، از جمله موادی هستند که مورد کاربرد این فناوری به عنوان پیش ماده می-‏باشند. مواد اولیه به صورت محلول به سمت نازل هدایت شده و با برخورد با یک جریان شدید گاز اکسید ‏کننده مانند اکسیژن پخش شده و توسط شعله ی گاز متان شعله ور می شود. ذرات نانویی در قسمت دما بالای ‏شعله تشکیل شده و در همان ناحیه رشد می کند.‏ فرایند رشد از طریق کنترل غلظت ماده اولیه و خواص شعله تحت نظر قرار می گیرد. هر از چندگاهی نانوذرات ‏تولید شده در حالت خشک صافیده و طبقه بندی می شوند.‏Rabiee

اسلاید 21: یکی از طبقه بندی های نانوذرات محیط تولید آنهاست. بر این اساس می توان انواع روش ها را به دو گروه ‏رسوب دهی در فاز مایع و چگالش در فاز گاز تقسیم کرد. در سنتز فاز مایع مانند فرایند سل-ژل یا هیدرو ‏ترمال نانوذرات در گستره ی باریکی از اختلاف اندازه و دانه بندی به دست می آید. ولی پودرهای نانویی ‏باقیمانده های ناخالص شیمیایی را در ترکیب خود حفظ می کنند. در مقابل چگالش فاز گازی از این ایراد ‏مبراست اما به خاطر دمای بالای تولید، کلوخه ای شدن ذرات پدیده ای مرسوم بوده و مواد آلی نیز حین تولید ‏به ترکیبات ذغالی کربنی تبدیل می شوند. راه حل های مختلفی برای برطرف سازی این مشکل ارائه شده است. ‏یکی از موفق ترین آنها بکارگیری شعله ی کم فشار یکنواخت است که با دمای ثابت می سوزد.Rabiee

اسلاید 22: یکی دیگر از ‏روش ها عبور سریع ذرات پاشیده شده از محیط گرم شعله است که باعث فرار ذرات از بهم چسبیدگی خواهد ‏شد. همچنین می توان از پیش موادی که در مقابل دمای بالا مقاوم تر هستند استفاده کرد. جنس پلیمرهای ‏استفاده شده می توانند راهکرد مناسبی در جلوگیری از سوختن و چسبندگی و باقی ماندن مواد زائد شود. اما ‏با همه ی این وجود، بکار گیری این تدابیر نیز کاملاً مشکل گشا نخواهد بود. به عنوان مثال استفاده از پیش-‏موادی که فشار بخار بالا داشته باشند، انعطاف پذیری عملیات را محدود کرده و گاهی مشکلات زیست محیطی ‏دربر خواهند داشت. از سویی دیگر چون مواد مختلف، منحنی های چگالش متفاوتی نیز دارند، ترکیب مولکولی ‏بین آنها رخ داده و نانوذرات چند جزئی را تشکیل داده و یا بعد از ایجاد این چند جزئی ها دوباره بینشان ‏جدایش رخ می دهد. بوجود آمدن سدهای این چنینی بر سر راه تولید به روش پاشش شعله ای منجر به ایجاد ‏تغییرات مختلفی در این فرایند شده است. نمونه ی این تغییرات ایجاد فرایند رسوب احتراقی بخارات ‏شیمیایی ‏CCVD‏ می باشد.این روش که بر اساس آئروسل طراحی شده برای تولید لایه نازک مواد متعددی ‏چون فلزات و اکسیدها بکار برده می شود که کیفیت محصول بدست آمده برابر یا حتی بهتر از محصول تولید ‏شده به روش های سنتی بخار شیمیایی می باشد. سود آوری این روش هم که ناشی از کاهش هزینه های جانبی ‏و سرعت رسوب بالاست، همواره قابل توجه بوده است.‏Rabiee

اسلاید 23: علاوه بر پیشرفت در نحوه ی فرایند به روز شدن قطعات بکار رفته در بدنه ی دستگاه نیز عامل موثری در بهبود ‏این فرایند شده است. بطور مثال شرکت ‏Nanomiser‏ موفق شده دستگاه ریز کننده یا اتمایزر که قابلیت ‏پاشش بسیار قوی، تا این اندازه که بتوان هر قطره ی خروجی از نوک نازل را از نظر ابعاد و شکل کنترل کرد، ‏به مرحله ساخت رسانده است.‏ تولید ذرات آئروسلی با گستره ی اختلاف اندازه کم، همواره یک دغدغه برای این فرایند بوده است. اگر بتوان ‏این گستره را کم کرد و در عین حال هاله ای مه آلود از ذرات بسیار ریز با یک لایه پوشش بسیار نازک از ‏پیش ماده بر روی ذرات را تولید کرد، در آن صورت بازده تولید نانوذرات در یک فشار اتمسفری مناسب شعله ‏بالا رفته و به کاربر این امکان را می دهد که از هر نوع پیش ماده ای، بدون نگرانی داشتن از فشار بخار آن، ‏استفاده کند.در این حالت با تغلیظ مناسب محلول و همچنین اضافه کردن افزودنی های مناسب به آن می توان ‏بازه ی وسیعی از ترکیبات پرکاربرد صنعتی را به سرعت و به راحتی به دست آورد.Rabiee

اسلاید 24: ذرات با خلوص بالا فقط در ‏اتاقک‌های با فشار پایین تولید می‌شوند چرا که فشار پایین موجب افزایش زمان موردنیاز برای واکنش ‏ناخالصی‌ها با نانوذرات می‌گردد. هم‌چنین فشار پایین باعث ایجاد یکنواختی حرارت در طول عملیات می‌شود. ‏پاشش حرارتی در فشار پایین را معمولاً چگالش شیمیایی بخار احتراقی‎ (CVC) ‎می‌نامند.‏CVCیک روش ‏جایگزین برای روش چگالش گاز خنثی است. در این روش تبخیر کننده‌های سیستم‎ IGC ‎توسط منابع دیگر ‏مثل مشعل‌های احتراقی یا کوره‌های دیواره داغ یا پلاسمای میکروویو جایگزین شده‌اند. این روش برای تولید ‏نانوذرات اکسید فلزی خالص متنوعی نظیر‎ TiO2, Al2O3, ZrO2, V2O5, Y2O3-ZrO2 ‎به کار ‏می‌رود‎.Rabiee

اسلاید 25: شکل1- تصویر شماتیکی از اجزای دستگاه پاشش شعله ایRabiee

اسلاید 26: به عنوان یک فناوری صنعتی این روش پتانسیل تولید انبوه و صرفه ی اقتصادی را دارد. همچنین می توان با ‏صرف هزینه ی کم و با رعایت استانداردهای محیط زیستی پیش ماده های مصرفی را در حلال های آلی و ‏غیرآلی حل کرده و حتی به عنوان سوخت احتراق نیز از آن استفاده کرد.‏ اشکال بعدی دو تصویر شماتیک از دستگاه ‏CCVD‏ و شعله ی تشکیل شده بر سر نازل احتراق را نشان می-‏دهند.Rabiee

اسلاید 27: شکل2- شماتیکی از دستگاهCCVD ‏Rabiee

اسلاید 28: شکل3- تصویر شماتیک شعله درCCVDRabiee

اسلاید 29: اجزاء این دستگاه شامل مخزن گاز مخصوص احتراق، محل محلول پیش ماده، ریزکننده یا اتمایزر محلول که ‏شامل نازل نیز می شود و سرانجام بخش های جانبی شامل فیلترها، پمپ ها و جمع آوری کننده ی پودر نانویی ‏می باشد. دستگاه چهار مرحله را در هر دور عملیات انجام می دهد: ‏ ‏1.‏ آماده سازی محلول پیش ماده ای مورد نیاز که باید تغذیه شود.‏ ‏2.‏ ریزسازی محلول ‏3.‏ فرایند شعله ورسازی ریزقطرات جهت تشکیل نانوذرات ‏4.‏ جمع آوری ذرات در یک محیط کلوئیدی و پخش کردن آنها در محلول محلول پیش ماده ریز شده و و قطرات آن با گاز اکسیدکننده مخلوط می شود و بعد از شعله ور شدن بطور دائم ‏شعله ی احتراقی افشانه ای تشکیل داده و با تجزیه ی پیش ماده نانوذرات را تشکیل می دهد.Rabiee

اسلاید 30: جدول زیر نمایش دهنده ی عناصری(به رنگ سبز) است که نانوذرات آنها توسط این دستگاه سنتز شده است. ‏عکس ها نیز دستگاه ‏nsp10‎‏ محصول شرکت ‏TETHIS‏ و خروجی نازل را نشان می دهند:‏Rabiee

اسلاید 31: شکل4- نمایی از دستگاهCCVDRabiee

اسلاید 32: نازل دستگاه های این فناوری نقش تآثیرگذاری در نحوه ی سنتز نانوذرات دارد. به عنوان مثال نازل های ‏دوفازی ساخته شده است که مخلوط درهم پخش شده ی اکسیژن و پیش ماده را در جهتی مشخص و گاز متان ‏مخلوط با اکسیژن را به صورت غلاف یا لایه در همان جهت و برروی گاز اولیه می پاشد. علاوه بر فشار نازل ‏اولیه ، جریان گازهای احتراقی نیز به پخش و قطره ای شدن پیش ماده کمک می کنند.‏Rabiee

اسلاید 33: شکل5-تصویر شعله ی دستگاه ‏‎ CCVDRabiee

اسلاید 34: جمع آوریاين روش مزايايي نظير ارزان بودن، يك مرحله‌اي بودن، تطبيق‌پذيري و سرعت توليد بالا را داراست. در اين روش احتراق مخلوط اكسيژن و سوخت در مشعل، شعله را ايجاد مي‌كند. پيش‌سازهاي شيميايي در منطقه گرم شعله تبخير مي‌شوند و تجزيه حرارتي در منطقه گرم شعله مطابق رخ مي‌دهد.همانطور که گفته شد فعل و انفعالات بين شعله و قطرات، منجر به شكل‌گيري نانوذرات مي‌شود. ذرات با خلوص بالا فقط در اتاقك‌هاي با فشار پايين توليد مي‌شوند چرا كه فشار پايين موجب افزايش زمان موردنياز براي واكنش ناخالصي‌ها با نانوذرات مي‌گردد. هم‌چنين فشار پايين باعث ايجاد يكنواختي حرارت در طول عمليات مي‌شود. پاشش حرارتي در فشار پايين را معمولاً چگالش شيميايي بخار احتراقي5  (CVC) مي‌نامند. CVC يك روش جايگزين براي روش چگالش گاز خنثي است. در اين روش تبخير كننده‌هاي سيستم IGC توسط منابع ديگر مثل مشعل‌هاي احتراقي يا كوره‌هاي ديواره داغ يا پلاسماي ميكروويو جايگزين شده‌اند. اين روش براي توليد نانوذرات اكسيد فلزي خالص متنوعي نظير TiO2, Al2O3, ZrO2, V2O5, Y2O3-ZrO2 به كار مي‌رود. هم‌چنين نانوذرات مغناطيسي آهن و كبالت را مي‌توان توسط روش CVC و به ترتيب با پيروليز كربونيل آهن Fe(CO)5  و كربونيل كبالت Co2(CO)8 توليد نمود. بررسي تصاوير TEM تهيه شده از اين ذرات نشان مي‌دهد كه توليد ذراتي با ابعاد حدود 10 نانومتر توسط اين روش عملي است.  Rabiee

اسلاید 35: کاربرد نانوپودرها1. پوشش‌دهي يكي از مهمترين كاربرد نانوپودرها «پوشش‌دهي» است. وقتي مقداري پودر روي يك سطح ريخته مي‌شود، مي‌تواند تمام سطح را بپوشاند. مثلاً اگر سطح زمين پودر گچ بپاشيم، تمام سطح پوشيده مي‌شود و يک سطح يکدست سفيد به وجود مي‌آيد. اما در اين حالت هنوز فضاهاي خيلي ريزي بين پودرها وجود دارد، يعني پوشش يكپارچه نيست. اکنون مقداري آب به گچ اضافه مي‌كنيم و صبر مي‌كنيم تا آب توسط حرارت خشك شود. مي‌بينيم كه ذرات پودر به هم چسبيده‌اند و يك پوشش يكدست بر روي سطح به وجود آمده است. اساس پوشش‌دهي توسط نانوپودرها نيز دقيقاً همين است، يعني پودرها را ــ عمدتاً باشدت ــ به سطح مي‌پاشند و بعد توسط يك عامل اضافه‌شونده ــ عمدتاً گازهاي اكسيژن يا آرگون كه همان نقش آب را در مثال گچ بازي مي‌كنند ــ و حرارت، اين ذرات را به هم مي‌چسبانند تا يك پوشش يكپارچه بر روي سطح ايجاد شود. پوشش روي داشبورد ماشين دقيقاً به اين روش توليد مي‌شود.Rabiee

اسلاید 36: 2. ساخت قطعات همان‌طور كه ديديم، ذراتِ پودر ميل زيادي دارند که مانند بُراده‌هاي آهنربا به هم بچسبند. از طرفي اين ميل با اِعمال فشار به پودر و درجه‌ي حرارت به‌شدت افزايش مي‌يابد، و بنابراين، با اِعمال فشار و افزايش درجه‌ي حرارت مي‌توان پودرها را آن‌قدر به هم فشرد تا به هم بچسبند و يك قطعه را توليد كنند. اين روش عمدتاً براي توليد قطعات با شكل‌هاي پيچيده به كار مي‌رود. (اين پديده به طور طبيعي در نمك طعام اتفاق مي‌افتد. اگر مقداري نمك طعام در داخل يك نمكدان باقي بماند، بعد از مدتي ذرات نمك به هم مي‌چسبند و نمكدان ديگر نمك نمي‌پاشد. بنابراين، بايد به نمكدان چند ضربه وارد كنيم تا ذرات از همديگر جدا شوند.)Rabiee

اسلاید 37: 3. استفاده در كِرِم‌ها همان‌طور كه مي‌دانيم، نانوپودرها ذراتي با قطر يك تا 100 نانومتر هستند. وقتي از اين ذرات در ساخت كِرِم استفاده مي‌شود، چون قطر آنها كوچك است، اشعه‌هاي مُضرّ نور خورشيد را كه طول موج‌هاي بزرگتر از صد نانومتر دارند از خود عبور نمي‌دهند. اين در حالي است كه اشعه‌هاي نور مرئي را كه موجب ديده شدن قطعات‌اند از خود عبور مي‌دهند. بنابراين، به صورت شفاف ديده مي‌شوند. در اين حالت ما كِرِمي داريم كه شفاف است و اشعه‌هاي مُضرّ را از خود عبور نمي‌دهد.Rabiee

اسلاید 38: 4. شناسايي آلودگي ها ذراتي كه نانوپودرها را تشکيل مي‌دهند، با استفاده از خواصّ سطحي خود، وقتي به يك محلول حاوي آلودگي (مثل باكتري، سلول سرطان زا و...) اضافه مي‌شوند، روي آلودگي‌ها مي‌چسبند و در اثر واكنش با آنها تغيير رنگ مي‌دهند و باعث شناسايي آنها مي‌شوند. البته هر ذره كوچكتر از آن است كه تغيير رنگِ حاصل از آن ديده شود، اما تغيير رنگِ مجموعه‌ي اين ذرات، آلودگي‌ها را قابل تشخيص و شناسايي مي‌كند. در فيلمی که در اسلاید بعدی نشان داده شده به عنوان مثالي از كاربرد نانوپودرها آورده شده است، ذرات نانوساختارِ سيليكون در محلول، قطرات روغن را شناسايي مي‌كنند و با نفوذ مقداري از مايع به داخل حفره‌هاي آنها، تغيير رنگ مي‌دهند و هدف را قابل تشخيص مي‌نمايند.Rabiee

اسلاید 39: nanoبرای مشاهده فیلم لطفا روی آن کلیک کنیدRabiee