کاربردهای فناوری نانو در محیط زیست و انرژی های نو

کاربردهای فناوری نانو در محیط زیست و انرژی های نو

اسلاید 1: کارگاه آموزشی کاربردهای فناوری نانو در محیط زیست وانرژی های نومهندس فرهاد جدیدی

اسلاید 2: نانو تخيل امروز ، واقعيت فردا آريا پليمر پیشگام

اسلاید 3: سال 1394 =توسعه همه جانبه فناوري نانورتبه پانزدهم دنيا

اسلاید 4: 6052485142363125رتبه علمي ايران 20

اسلاید 5: 917303058132281465تعداد مقالات ISI فناوري نانو ايران

اسلاید 6: عمده فعاليت هاي صورت پذيرفته کسب مقام دوم کشوري در بخش نانو جشنواره فن آفريني شيخ بهائي ارائه محصول نانو کامپوزيت ضد خوردگي در نمايشگاه توانمندي هاي نانو کشور ساخت مستربچ ضد باکتري بر پايه پلي پروپيلن حاوي نانو ذرات نقره و کيتوزان ( اختراع ثبت شده ) ساخت پوشش نانو کامپوزيت پليمري جهت جلوگيري از خوردگي ( اختراع ثبت شده ) ساخت دستگاه حذف دی اکسيد گوگرد توسط ميدان الکتريکی ( اختراع ثبت شده ) ساخت دستگاه حذف اکسيدهای نيتروژن توسط ميدان الکتريکی ( اختراع ثبت شده ) برگزاري کارگاههاي آموزشي در زمينه نانو تکنولوژي

اسلاید 7: نانوتكنولوژي چيست؟ نانوفناوري عبارت است از آفرينش مواد، قطعات و سيستم هاي مفيد با كنترل آنها در مقياس طولي نانومتر و بهره برداري از خصوصيات و پديده هاي جديد حاصله در آن مقياس.

اسلاید 8: توسعه تحقيقات و فناوري در سطوح اتمي، مولكولي و ماكرومولكولي با طول تقريبي از 1 تا100 نانومتر، به منظور فراهم آوردن شناخت اصولي از پديده ها و مواد در مقياس نانو و با هدف ايجاد و استفاد ه از ساختارها، قطعات و سيستم هايي كه به خاطر اندازه كوچك و يا متوسط خود داراي خواص و عملكردهاي جديدي هستند.تعريف نانوفناوري كه توسط برنامه ملي پيشگامي نانوفناوري در آمريكا صورت گرفته يكي از بهترين تعاريف آن باشد:

اسلاید 9: دیگر این سؤال مطرح نیست که آیا نانوتکنولوژی توسعه می یابد یا خیر؛ بلکه این سؤال مطرح است که چه کسی در هر عرصه، پیشتاز است؟10

اسلاید 10: يك نانومتر چقدر است؟ دو ميليارد نانومتر

اسلاید 11: يک ميليون نانومتر

اسلاید 12: هزاران نانومتر

اسلاید 13: نانومتر

اسلاید 14: کمتر از نانومتر

اسلاید 15: مادر طبيعت قبلا آنرا براي شما انجام داده است1 μm100 nm2.5 nm1-20 nm10 μm100 μm

اسلاید 16: سر منشأ ايده فن آوري نانو « ريچارد فايمن» با طرح چهار سئوال كه در سمينار عنوان كرد ايده فن آوري نانو را به ميان آورد.چهار سئوال «ريچارد» به اين صورت بود:1- آيا ميتوان اتمها را جابجا كرد؟(مثلا جاي اتم Aرا با اتم B عوض كنيم.)2- آيا ميشود ماشينهاي بسيار بسيار كوچك درست كرد؟(مثلا با چند اتم...)3- آيا ميتوانيم سيم هايي درست كنيم كه از اتم ساخته شده باشند؟4- آيا قوانين فيزيك در برابر اين جزئيات مقاومت مي كنند؟

اسلاید 17: جوايز مطرح شده توسط آقاي فاينمن : 1000 دلار براي ساخت اولين الکتروموتوري که ابعادش حداکثر1/64 اينچ مکعب باشد.(تحقق 1960) جايزه اي براي کسي که بتواند ابعاد يک صفحه کتاب را به اندازه اي کوچک کند که بتوان آن را به کمک يک ميکروسکوپ الکترونيکي خواند. (تحقق 1985)

اسلاید 18: تاریخچه قدمت علم نانو به شروع حیات روی کره زمین برمی گردد.جانوران نرم تن صدف دار و حلزون ها، صدفهای بسیار سختی را می سازند که در واحد های نانو ساختاری بسیار محکم به یکدیگر متصل شده اند.قرن چهارم پس از میلاد: شیشه سازان رومی شیشه هایی حاوی فلزات نانو مقیاس می ساختند.قرن 18 و 19: فناوری عکاسی که وابستگی کاملی به ذرات بسیار ریز نقره دارد، توسعه یافت.19

اسلاید 19: رويدادهاي مهم در زمينه فناوري نانو

اسلاید 20: بهره گيري مردم قديم از فناوري نانو جام مشهور ليکرگوس

اسلاید 21: اهميت نانو ابعاد: ترکيبات نانـو متري داراي نسبت سطـح به حجم بسيار زيادي هستنـد (حجم کمي دارند اما سطح زيادي را پوشش مي دهند ) .سيستم هاي ماکروسکوپيک ساخته شده ازنانو ساختارها مي توانند چگالي بيشتري نسبت به مواد ساخته شده از ميکـروساختارها داشتـه باشنـد و همچـنين هـدايت الکتريکي بهتري دارند . طراحي مواد نانو متري تغيير در خصوصيات ذاتي ماده مانند رنگ ، خواص مغناطيسي، دماي ذوب و ... بدون تغيير ترکيبات شيميايي آن ممکن مي شود . از جمله خصوصيت مواد بيولوژيکي و زنده، سازماندهي منظم آنها در ابعاد نانومتري است و توسعه در زمينه نانو فناوري به ما اجازه خواهد داد که چيزهاي نانو ابعادي ساخت بشر را در داخل سلولهاي زنده قرار دهيم .

اسلاید 22: 23دفعات تقسيمتعداد تکهابعاد (متر)سطح خارجي (متر مربع)010.010.0006180.0050.00122640.00250.002435120.001250.0048440960.0006250.00965327680.00031250.019262621440.000156250.0384720971520.0000781250.07688167772163.90625E-050.153691342177281.95313E-050.30721010737418249.76563E-060.61441185899345924.88281E-061.228812687194767362.44141E-062.4576135.49756E+111.2207E-064.9152144.39805E+126.10352E-079.8304153.51844E+133.05176E-0719.6608162.81475E+141.52588E-0739.3216172.2518E+157.62939E-0878.6432181.80144E+163.8147E-08157.2864191.44115E+171.90735E-08314.5728201.15292E+189.53674E-09629.1456219.22337E+184.76837E-091258.2912227.3787E+192.38419E-092516.5824235.90296E+201.19209E-095033.1648سطح يک ميليون بار بيشترسطح 8 ميليون بار بيشتر

اسلاید 23: پوشش یکنواخت با وزن مؤثر24

اسلاید 24: کرم ضد آفتابکرم هاي ضد آفتاب حاوي نانوذرات اکسيد روي و تيتانيومجلوگيري از رسيدن امواج UV به پوستشفاف (ذرات کمتر از طول موج نور)

اسلاید 25: سطوحی كه خود به خود تميز مي‌شوند

اسلاید 26: سطوح فوق‌آبگريز در طبيعت27

اسلاید 27: سطوح فوق‌آبگريز در طبيعت28

اسلاید 28: 29

اسلاید 29: ارتباط بين ناهمواری سطح و خود تميزشوندگي30

اسلاید 30: ساختمان نانويي نانو تكنولوژي در سيمانكاربرد مواد نانو در صنعت بتنشيشه هاي خود به خود تميز شونده تصفيه هوا انتشار نور روکار هاسيستم هاي انتقال حرارتآسفالت 31

اسلاید 31: استفاده نانو در صنعت خودرو سازي، هواپيما سازي و کشتي سازي 1- شيشه هاي خود به خود تميز شونده 2- بدنه 3- فيلتر ها وروغن ها ي آب گريز 4- توربين ها 5- سوخت 32

اسلاید 32: 33 پارچه های ضد آب و ضد چروکضد آب و چروک شدن در عین حفظ لطافت (افزودن خاصیت به پارچه های کتانی)بی نیازی از شستشوی لباسها حذف بوی عرق لباس ورزشکاران (لباسهایی ضد آب با قابلیت عبور هوا و بخار آب)پارچه های آنتی باکتریالپارچه ضدعفوني كننده با استفاده از افزودن نانوذرات نقره در پارچهکاربردهای پزشکی، نظامیپارچه های هوشمندبا شرایط محیطی تغییر می کنند و حتی مراقب علایم حیاتی هستند.پارچه های خود ترمیم شونده با استفاده از نور ایده ی انسان نامریی

اسلاید 33: 34نانولوله های کربنیاستوانه های توخالی از جنس ورقه های گرافیت، طول از یک تا چند میکرومترشکل کشیده شدة اتم های فولرینارزیابی به شکل یک تک مولکول یا یک کریستال شبه یک بعدی

اسلاید 34: نانولوله های کربن:اولین بار در سال 1970 میرینوبواندو ساخت فیبرهای کربن با ابعاد نانومتری را در رساله دکترای خود در دانشگاه اورلان در فرانسه گزارش داد.در سال 1991 نانولوله های کربنی توسط یک متخصص ژاپنی میکروسکوپهای الکترونی به نام سومیوایجیما در هنگام مطالعه بر روی فلورین ها کشف شد.مدتی بعد توماس ابزن و پیولیکل آجین از آزمایشگاه آقای ایجیما چگونگی تولید نانولوله های کربن به صورت انبوه توسط تبخیر قوس الکتریکی گزارش شد. سپس در سال 1993 نانولوله های تک دیواره بطور همزمان توسط گروه ایجیما در شرکت NEC و گروه دونالد بثون در مرکز تحقیقات آلمان متعلق به شرکت IBM در کالیفرنیا کشف شد.انواع نانولوله های کربن:نانولوله های کربنی تک دیواره:نانولوله های کربنی چند دیواره:

اسلاید 35: ساختار نانولوله ها :اجزاء نانولولهقسمت اول دیواره های استوانه ای شکل که از لوله شدن صفحات گرافیتی ایجاد شده است قسمت دوم انتهای بسته نانولوله که از نیم کره هایی شامل 5و6 ضلعی مانند فلورین تشکیل شده است. هیبریداسیون اتم های کربن در آرایش نانولوله هیبریداسیون sp2 است که از ترکیب یک اربیتال s با دو اربیتال p تشکیل شده و زاویه 120 درجه با هم می سازند که همان پیوند سیگما در صفحه را که از نوع کووالانسی است تشکیل می دهد اربیتال باقی مانده بر صفحه عمود و پیوند ضعیف پای را به وجود می آورد.

اسلاید 36: انواع نانولوله ها از نظر کایرالیتی آرمچیر m = n کایرال n≠m زیگزاگ n=0 یا m=0 Zigzag C=(10,0)(0,0)Armchair C=(10,10)(0,0)ChairalC=(10,5)(0,0)a1a2a1a2a1a2

اسلاید 37: ساخت بالا به پايين ساخت پايين به بالا

اسلاید 38: 39 تلاقی دو رويکرد

اسلاید 39: طبقه بندي هاي مختلف نانو موادnm 100 <3 بعدي ذرات، نقاط كوانتومي و...nm 100 <2 بعدي لوله‌ها، رشته‌ها، سيم‌ها و…nm 100 <1 بعدي فيلم‌ها، پوشش‌ها، چند لايه‌ها و…ابعادجامد تك‌فازي ذرات كريستالي، آمورف، لايه‌ها و…جامد چند فازي قالب كامپوزيتها، ذرات پوشش داده شده سيستم‌هاي چندفازي كلوئيدها، آئروسل‌ها، فروفلوئيدها و…تركيب فازيواكنش فاز گازي سنتز شعله‌اي، CVD، و…واكنش فاز مايع سل‌ژل رسوب‌گيري، هيدروترمال و…پروسه مكانيكي آسياب مكانيكي، تغيير شكل پلاستيكي و…فرآيندهاي توليد

اسلاید 40: 41

اسلاید 41: 42 جایگاه نسبت به علوم دیگربیولوژیشیمیفیزیکمهندسینـــانو

اسلاید 42: 43 جایگاه نسبت به علوم دیگربیولوژیشیمیفیزیکمهندسینـــانودر واقع فناوری نانو رشته ای جدید نیستبلکه رویکردی جدید و میان رشته ای به فناوری های موجود است.

اسلاید 43: مضرات نانو تکنولوژي هر چند كه گفته مى شود نانوفناورى قابليت توليد و كاربرد فناورى هاى تميزتر را دارا است؛ اما در كاربرد نانومواد يا ريزمواد بايد احتياط لازم را به عمل آورد. مطالعات نشان مى دهد افرادى كه در معرض انتشار نانومواد قرار دارند ممكن است به عارضه هايى دچار شوند و همچنين تخليه نانوذرات به آب نيز سبب آلودگى هاى سمى زيست محيطى مى شود. تاثير مخرب نانوذرات آلومينيوم بر رشد گياهان

اسلاید 44: 1064 Cتوده طلا دماي ذوب C دماي ذوب شعاع ذره (نانومتر)تغيير نقطه ذوب طلا با تغيير شعاع ذره45

اسلاید 45: در مقياس ماکرودر مقياس نانوعمده اتمها داخل ماده هستند.عمده اتمها در سطح ماده هستند.تغيير اندازه اثر کمی بر افزايش اتمهای سطحی دارد.تغيير اندازه اثر خيلی زيادی بر افزايش اتمهای سطحی دارد.نقطه ذوب وابسته به اندازه ذره نيست.نقطه ذوب با کاهش اندازه ذره کاهش می يابد.46

اسلاید 46: رسانش هوشمند درمان سرطان با نانوپوسته هاي طلاييلايه اول: طلالايه دوم: سيليکالايه سوم (درصورت وجود): پليمر حاوي دارو

اسلاید 47: 48

اسلاید 48: 49

اسلاید 49: نانو کامپوزيتهاي پليمريکامپوزيت چيست؟نانو کامپوزيت به چه موادي اطلاق مي شود؟فاز پراکندهفاز زمینه

اسلاید 50: 51خواص مواد نانوكامپوزيت پليمروزن (چگالي) کمترمقاومتهاي مکانيکي (مدول و استحکام) بالاترمقاومت در مقابل آتش گيريدماي تخريب بالاترنفوذ ناپذيري بالاترشفافيت بهتردماي تغيير فرم بالاترويسکوزيته کمتر (فرايند پذيري بهتر)قابليت توليد مواد رساناي پليمري

اسلاید 51: 52ويژگيهاي نانوكامپوزيت پليمر (مقاومت آتش گيري)

اسلاید 52: 53Development of Nanotechnology Markets Worldwide by Applications 2002 –2006-2010- 2015 (bn. US$)

اسلاید 53: 54مقايسه قيمت نانو ذرات مختلفTNO Nanocomposites: Past, present and future, TNO Institute of Applied Physics TPD), http://www.planomers.com

اسلاید 54: SEM

اسلاید 55:

اسلاید 56: TEM

اسلاید 57: 58

اسلاید 58:

اسلاید 59: XRD

اسلاید 60:

اسلاید 61: براي آشنايي بيشتر از كجا شروع كنيم؟ستاد ويژة توسعة فناوري نانوباشگاه نانوايده‌پردازي در نانوفناوريآژانس خبرگزاري تكنولوژي ايرانwww.nano.irwww.nanoclub.irwww.nanoidea.irwww.itca.irwww.talafile.com

اسلاید 62: نانو فناوري نه تنها بخشي از آينده است بلكه تمام آينده را دربر مي‌گيردتئتئتال

اسلاید 63: ARIA POLYMERآریا پلیمراز توجه شما سپاسگزاريم