پاورپوینت-نانو کامپوزیت ها و ساختار وکاربرد آنها- در 72 اسلاید-powerpoin-ppt

اختصاصی از هایدی پاورپوینت-نانو کامپوزیت ها و ساختار وکاربرد آنها- در 72 اسلاید-powerpoin-ppt دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

-

کامپوزیت ماده ای است که دارای چهار ویژگی زیر باشد:

1- جامد

2- مصنوعی ( در این تعریف کامپوزیت های طبیعی حذف می شوند )

3- متشکل از دو یا چند جز ( یا فاز ) که از نظر شیمیایی یا فیزیکی کاملا” متفاوتند و بصورت پراکنده کنار هم قرار گرفته اند و لایه مشترکی بین آنها وجود دارد .

4- دارای خواص و ویژگی های مطلوبی هستند که هیچ یک از فازهای تشکیل دهنده به تنهایی نمی توانند آنها را داشته باشند .

تاریخچه فناوری نانو
فناوری نانو حدود نیم قرن پیش، در دهه های آخر قرن بیستم همراه با توسعه فناوری های نوین  تصویربرداری، دستکاری و شبیه سازی ماده در مقیاس اتمی پدید آمده است.  نانو در گذشته فیزیک اتمی نامیده می شد، پس از کابردی شدن آن، نام آن نانوشد، به همین دلیل نانو یک علم جدید نیست، اما کاربردی شدن آن زندگی انسان  رادگرگون ساخت. ایده نانوتکنولوژی رابرای اولین بارEric Drexler  به دنیا عرضه نمود، او درآزمایشگاه مشهورMIT متعلق به انستیتوForesight مطالعات خود را باسیستم ها بیولوژیکی شروع کرده وسپس متوجه شد که می توان دستگاه های ملکولی تولید کرد بدین ترتیب ایده نانو تکنوژلوی به نام او ثبت شد. اصطلاح "نانو" برگرفته از یونان قدیم است وبه معنی" کوتوله" بوده است.

جایگاه فناوری نانو در علوم مهندسی 
 علم میان رشته ای نانوتقریبا" تمامی علوم  مهندسی وپزشکی رادر برگرفته است. تاکنون بیشترین کاربرد را درصنایع سنگین، بهداشت، نساجی و کشاورزی داشته ودر صنایعی نظیر رنگ، اتومبیل، کامپیوتر، شیمی، تصفیه آب وغیره نیز درحال توسعه است. محصولات  نساجی حاصل از فناوری نانو در کشورهای آلمان  وانگلیس بیشترین رواج رادارند. تولید کفش ها و لباس هایی که با حفظ گرمای بدن وتاثیر درگردش خون، باعث کاهش خستگی وراحتی  می شوند نیز ازدستاوردهای سحرآمیزعلم نانو است. 
ساخت، دستکاری و آنالیز نانو- سیستم ها، توابع مختلفی راکه قبلا" از وجود آن بی خبر بوده ایم آشکارو استفاده مفید وعرضه آنها به بشر باعث پیشرفت‌های ارزنده ای دراستانداردهای زندگی می شود. مهندسی سیستم‌های خلاء پیشرفته وایجاد توانایی های علمی در علوم مهندسی و پزشکی از قبیل; نمایش، تطبیق نیروهای مکانیکی و تعیین مشخصات آنها درسطح نانو، شروع وخاتمه تثبیت وپی گیری انجام کارهای مختلف در نانو ثانیه ها، بررسی پیشرفت تکنیک های آنالیتیکی مانند; آنالیزهای شیمیایی در ابعاد نانو وازطرفی  فرصت دست یابی علوم مهندسی  به نانوسنسورها، عناصرحافظه وتجهیزدستگاه‌های جدید وموثردرعلم پزشکی ازدستاوردهای این فناوری است.

فولرین  C60) Fulleren)به دلیل ساختار خاص آن کاربردهای بسیاری؛ ازجمله عناصر حافظه در صنعت کامپیوتر و روان‌کننده‌های جامد در روغن موتوررا دارا می باشد.

تاثیرات فناوری نانو در زندگی انسان
بهره گیری از خواص ماده درمقیاس نانو، نویدبخش فواید و منافعی می باشد که موجب تحولات  اساسی در زندگی انسان می شود. صرفه جوئی در مصرف انرژی، صرفه جویی اقتصادی، صرفه جویی در زمان، تامین محصول بیشتر باهزینه کمتر، افزایش کیفیت محصول ودرنتیجه افزایش کیفیت واستانداردهای زندگی، ایجاد زندگی سالم، کاهش وابستگی های اقتصادی به سایر تکنولوژی های پیشرفته وافزایش درآمدهای ملی از جمله فوایدی است که می توان نام برد.    
بودجه صرف شده در فناوری نانو درسال 2008 مبلغ 8/6 میلیارد دلارواین بودجه برای سال  2015 به میزان یک تریلیون دلاروبرای سال 20200 چهاربرابراین رقم پیش بینی شده است.

نانو تکنولوژی یعنی فناوری یک میلیاردم متر یا تکنولوژی اتمها . در زبان یونانی نانو بمعنای کوتوله و معادل یک میلیاردم می باشد یعنی 50000 بار نازکتر از ضخامت یک تار مو یعنی اندازه چندین اتم. اگر انسان به این اندازه بزرگ شود 2 میلیون کیلومتر طول قد او می شد یعنی به اندازه 5 برابر فاصله ماه تا زمین. قطعات الکترونیکی هر روز کوچکتر می شوند . ما از لامپهای رادیوهای پدربزرگهامان به اجزای نیمه رسانا در مدارهای الکترونیکی رسیدیم ونهایتا کیتها ساخته شد که شامل میلیونها ترانزیستور می باشند. صنایع میکرو الکترونیک از بزرگ به کوچک رسیده اند روش کل به جزء ولی در نانوتکنولوژی از جزء به کل می رسند و بدین ترتیب می توان ساختارهای جدیدی ساخت این مواد که خواص جدیدی دارند مواد هوشمند نامیده میشوند

بطور مثال اگر یک سطح ساخته شده از مولکولهای آب گریز داشته باشیم این سطح خودش را تمیز می کند چون آب با سطح برخورد نمی کند و آلودگی را از خودش دور می کند . دلیل خشک ماندن سطح برگ نیلوفر آبی نیز همین است.آب روی شیشه معمولی پخش می شود ولی  آب روی سطحی با ساختار نانو نمی ماند با یکنواخت سازی سطوح می توان سطحی کاملا ضد خش را بوجود آورد . امروزه پنجره هایی ساخته می شود که شفافیتشان با جریان الکتریسیته تغییر می کند یا شیشه هایی که در دماهای بالا عایقند .

رسیدن به ماده را از اتمها شروع می کنیم فرض کنید می توانیم آنها را ببینیم و ابزار لازم را در اختیار داریم ( میکروسکوپ قرن 21 بر اساس پدیده کوانتوم ) . رد شدن توپ از دیوار در مکانیک کلاسیک غیر ممکن است ولی در مقیاس اتمی الکترونها می توانند از لایه ها و ساختارها رد شوند ، اساس کار این میکروسکوپ همین است . به کمک این وسیله سطح مواد را در مقیاس اتمی بررسی میکنیم قلب میکروسکوپ موازی سطح ماده حرکت می کند البته ماده باید رسانای جریان الکتریسیته باشد هرگاه نوک میکروسکوپ از روی یک اتم رد شود الکترونها از ماده وارد نوک میکروسکوپ می شوند بدین شکل جریان ضعیفی بوجود می آید هر چه این نوک به ماده نزدیکتر شود جریان قویتر می شود این جریان را بر حسب ارتفاع محاسبه می کنند نقطه به نقطه و خط به خط این کار انجام می شود و به این شکل تصویر توپوگرافی از سطح ماده بدست خواهد آمد. این تصویر کاملا دقیق بوده و می توان بوسیله آن نه تنها ماده را در مقیاس اتمی دید، بلکه می توان در مقیاس اتمی روی آن کار کرد .

در حقیقت میکروسکوپ الکترونی دقیقترین و بهترین ماشین ابزار دنیاست . با دادن بار الکتریکی می توان اتمها را یک به یک حرکت داد به این ترتیب می توان اجسام بزرگتری ساخت مانند آجر برای ساختن خانه ، قفسه ، سیم ، لوله در مقیاس نانوسکوپی . با استفاده از اتم کربن می توانیم ساختارهایی را بسازیم که قبلا وجود نداشتند.

یکی از ساختارهایی که از کربن می شناسیم گرافیت است که در آن اتمهای کربن بصورت شش ضلعی کنار هم قرار گرفته اند و ساختار ورقه ای ایجاد کرده اند . ودیگری الماس که

دانلود مقاله کامل درباره فرصتهای شغلی در نانو تکنولوژی 15 ص

اختصاصی از هایدی دانلود مقاله کامل درباره فرصتهای شغلی در نانو تکنولوژی 15 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 15

فرصتهای شغلی در نانو تکنولوژی

همگرایی علوم و فناوری در ابعاد نانو فرصت‌هایی برای تعلیم و تربیت

معکوس‌کردن هرم یادگیری می‌تواند موجب تسریع توسعه نانوتکنولوژی در آمریکا شود.

علم و مهندسی نانو، توانایی کنترل مواد در بنیادی‌ترین سطوح، که شامل ساختارهای اتمی و مولکولی بنیادی تمام سیستم‌های زنده و ساخته‌های دست بشر هستند را فراهم کرده و درک بی‌نظیری از آن به‌دست ‌دهد.

اصول و پدیده‌های مشابه در سرتاسر ابعاد نانو، نظمی را به‌وجود می‌آورد که منجر به پیوستگی دانش، آموزش و فناوری می‌شود. اهداف کلیدی نانوتکنولوژی، توسعه داروهای مولکولی، افزایش بهره‌وری کار، تعمیم محدودیت‌های قابل تحمل و توسعه و افزایش توانایی نیروی انسانی است.

یکی از موانع بزرگ توسعه نانوتکنولوژی آموزش می‌باشد. در طی10 تا 15 سال آینده، نتایج تحقیقات فناوری‌های جدید به‌دلیل نداشتن کارکنان آگاه بدون استفاده خواهند ماند. این مقاله در مورد نحوه آمادگی منابع انسانی برای توسعه نانوتکنولوژی بحث خواهد کرد.

ایالات متحده راهبرد چندرشته‌ای برای توسعه پایه‌های علمی و مهندسی را به کمک برنامة پیشگامی ملی نانوتکنولوژی ( NNI ) آغاز کرده است. بودجه فدرال برای سال مالی 2003، 770 میلیون دلار است و برای سال 2004 بودجه‌ای معادل 849 میلیون دلار درخواست شده است. سرمایه گذاری سالیانه NNI در زمینة تحقیقات بین رشته‌ای، با ملزومات آموزشی و اجتماعی در سال 2002 در حدود 30 میلیون دلار برآورد شده بود که در حدود 23 میلیون دلار آن شامل جوایز بنیاد ملی علوم ( NSF ) و بورسیه دانشجویان بوده است.

آنچنانکه سازمان‌های دولتی گزارش کرده‌اند‌، سرمایه‌گذاری جهانی روی تحقیق و توسعه نانوتکنولوژی در شش سال گذشته هفت برابر افزایش یافته است یعنی تقریباً از 430 میلیون دلار در سال 1997 به حدود 3 میلیارد دلار در سال 2003 رسیده است. حداقل در 35 کشور نیز فعالیت‌های ملی در این زمینه آغاز شده است.

نانوبیوتکنولوژی زمینه‌ا‌ی است که به بررسی و درک سیستم‌های زنده یا غیرزنده با استفاده از اصول و تکنیک‌های زیستی در مقیاس نانو می‌پردازد و منجر به تولید وسایل و سیستم‌های جدید می‌شود. انتظار می‌رود در دهة آینده نانوتکنولوژی، بیوتکنولوژی، فناوری اطلاعات و علوم شناختی با هم یکپارچه شوند. این فرآیندها باعث درک مکانیسم حیات مولکولی بافت‌ها در مقیاس نانو می‌شوند.

سرمایه‌گذاری در تحقیقات و آموزش نانوسیستم‌های زیستی در NNI حدود 15% بودجه مالی سال 2002 تخمین زده شده بود که حدود 8% برای مفاهیم بنیادی، 4% در زمینه پزشکی و نانوادوات زیستی و حدود 3% برای کمک به زیر ساخت‌ها بود.

در کل جهان منهای ایالات متحده‌، سرمایه‌گذاری‌های دولتی در زمینه تحقیق و آموزش نانوبیوتکنولوژی در حدود 6% برآورد شده است. در بخش خصوصی، شرکت‌های بزرگ عمدتاً بر روی فراهم‌کردن مواد شیمیایی و الکترونیکی نانوتکنولوژی تمرکز کرده‌اند و سرمایه گذاری در صنایع دارویی و نانوسیستم‌های زیستی تقریبا 10% برآورد شده است. با این وجود شرکتهای کوچکتر و سرمایه‌گذاران خطر‌پذیر توجه بیشتری به این مسئله دارند (حدود 30-40%). از آنجا که نانوبیوتکنولوژی مهم‌ترین بخش سرمایه‌گذاری در نانوتکنولوژی محسوب می‌شود شرکت‌های کوچک و سرمایه‌گذاران خطر‌پذیر پیشگامان آینده نانوتکنولوژی خواهند شد.

اگر چنین موردی وجود داشته باشد ضرورت تعلیم و تربیت آشکارتر می‌شود. ابتدا، دوره‌‌هایی برای فناوری‌های زیست‌پزشکی خاص، برای ساخت اسکلت یا پوست برای معالجه معلولان، کشف زودهنگام بیماری‌ها، توسعه دارورسانی هدفمند برای درمان بی‌خطر سرطان مورد نیاز خواهد بود. سپس شغل‌هایی برای ساخت نانومواد زیستی و فرآیندهای زیستی نانو بوجود خواهد آمد. همچنین درک بهتر از "طراحی موجود در طبیعت" راه را برای توسعه سیستم‌های پیچیده مانند حسگرهای تهدیدات شیمیایی و زیستی، تجزیه سریع خون و تفکیک مغناطیسی سلول‌هایی که با نانوذرات برچسب‌ خورده‌اند، هموار می‌کند. چیزی که لازم است، آگاهی عمیق از حداقل یک زمینة نانوتکنولوژی، درکنار توانایی برقراری ارتباط و همکاری با سایر رشته‌های مرتبط با نانوتکنولوژی و افراد متخصص آن است. به نظر می‌رسد که نیروهای جوان‌تر آگاهی بیشتری نسبت به موضوعات نانوبیوتکنولوژیکی داشته باشند. این درحالی است ‌که سازمان‌های بزرگ‌تر تحت تسلط افرادی است که فقط اطلاعات محدودی از نانوتکنولوژی دارند

نیاز به دانشمندان و متخصصین نانوتکنولوژی

یک چالش مهم برای توسعه نانوتکنولوژی، آموزش و پرورش نسل جدیدی از نیروهای ماهر چندرشته‌ای برای رشد سریع این فناوری است.

تحقیق در مورد سیستم های نانوالکترومکانیک

اختصاصی از هایدی تحقیق در مورد سیستم های نانوالکترومکانیک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود در "پایین مطلب"

فرمت فایل: word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحات: 93

سیستم های نانوالکترومکانیک (NEMS) در جوامع علمی و تکنیکی مورد توجه زیادی بوده اند. این دسته از سیستم ها که بسیار شبیه به سیستم های میکروالکترومکانیک هستند در انواع حالات تشدید شده خود با ابعادی در سابمیکرون عمیق عمل می کنند. سیستم در این محدوده، دارای فرکانس های رزونانس بسیار، توده های فعال تحلیل یافته و ثبات نیروی پایداری باشند؛ ضریب کیفیت تشدید این سیستم در رنج Q  lo3-105 بسیار بالاتر از دسته دیگر مدارهای تشدیدی الکتریکی می باشند. این سیستم در NEMS برای دسته بسیاری از کاربردهای تکنولوژی مانند سنسور فراسریع، دستگاه راه اندازی، و اجزای پردازش سیگنال مهیا می سازد.

به طور آزمایشی از NEMS انتظار می رود که امکان تحقیق بر فرآیندهای مکانیکی متعادل فونون و واکنش کوانتوم سیستم های مکانیکی مزوسکوپیک را فراهم آورد. با وجود این، هنوز چالش های ریشه ای و تکنولوژیکی برای بهینه سازی NEMS وجود دارد. در این بررسی ما باید مروری بر چشم اندازها و چالش ها در این زمینه یک معرفی متعادل از NEMS را ارائه داده و کاربردهای جالب و آشکارسازی الکترومکانیک را به تصویر می کشیم.

سیستم های نانو الکترومکانیکی (NEMS)، تشدید گرهای مکانیکی با مقیاس نانو – به – میکرو متر می باشند که به ابزار الکترونیکی دارای ابعاد مشابه وصل می شوند. NEMS نوید میکروسکوپ نیروی فراحساس سریع و عمیق شدن فهم ما از چگونگی پیدایش دینامیک کلاسیک با نزدیک شدن به دینامیک کوانتوم می باشد. این پژوهش با یک بررسی از NEMS شروع شده و پس از جنبه های خاص دینامیک کلاسیک آنها را توصیف می کند. مخصوصاً، نشان می دهیم که برای اتصال ضعیف، عمل ابزار الکترونیکی روی تشدیدگرمکانیکی می تواند به طور مؤثر، یک حمام حرارتی باشد در حالیکه ابزار، یک محرک خارج از تعادل سیستم باشد.

1- مقدمه:

محققان با استفاده از مواد و فرآیندهای میکروالکترونیک مدت هاست که کنترل پرتوها، چرخ دنده ها و پوسته های ماشین های میکروسکوپی را انجام داده اند که این عناصر مکانیکی و مدارهای میکروالکترونیکی که آن ها را کنترل می کنند را به طور کل سیستم های میکروالکترومکانیک یا MEMS خوانده اند. در تکنولوژی امروزی MEMS برای انجام اموری در تکنولوژی مدرن مانند باز و بسته کردن دریچه ها، ( سوپاپ ها) چرخاندن آینه ها و تنظیم جریان الکتریسیته و یا جریان نور بکار گرفته می شود. امروزه کمپانی های متعددی از غول های نیمه هادی گرفته تا راه اندازی های کوچک می خواهند ابزار MEMS را برای طیف گسترده ای از مشتریان تولید کنند. با تکنولوژی میکروالکترونیک که هم اکنون تا حد ریز میکرون پیش رفته است زمان آن رسیده که کشفیات متمرکز NEMS را آغاز کنیم.

شکل 1 خانوادة NEMS نیمه رسانا را نشان داده و مراحل تولید ساخت کلی آن را مطرح می کند. این فرآیند برای طراحی آزادانه ساختارهای نیمه رسانای نانومتر به عنوان نانوماشین سطحی می باشدکه نقطة مخالف میکروماشین بالک MEMS می باشد این تکنیک ها برای سیلکون بر ساختارهای عایق،  گالیوم آرسناید روی سیستم های آلومینیوم گالیوم، کاربید سیلکون برسیلیکون، نیترید آلومینوم بر سیلیکون، لایه های الماس          نانو بلوری و لایه های نیترید سیلکون نامنظم بکار گرفته می شود. اکثر این مواد با درجه خلوص زیاد وجود دارد که با کنترل دقیق ضخامت لایه ای رشد کرده اند.

این قسمت دوم (کیفیت کنترل لایه ای) کنترل ابعادی در بعد عمودی در سطح تک لایه ای را کنترل می کند. این مقوله کاملا منطبق با دقت ابعادی جانبی لیتوگرافی  پرتوالکترونی است که به مقیاس اتمی نزدیک می شود.

NEMS دارای ویژگی های چشمگیری می باشد. آن ها دسترسی به فضای پارامتری را که غیر پیش بینی است را فراهم می کنند؛ فرکانس های مقاومت تشدیدی در میکرویو، ضریب کیفیت مکانیکی در دهها هزار، توده های فعال در femtogram، ظرفیت گرمایی پایین تر از یوکتوکالری و ...

این ویژگی ها تصورات و سیل افکار برای تجربیات و آزمایشات هیجان انگیز را بوجود می آورد و در عین حال تعداد زیادی سؤالات غیرقابل پیش بینی و نگرهایی های بیشماری را نیز بدنبال دارد از جمله این سؤالات: چگونه مبدل ها در مقیاس نانو مشخص می شوند؟ چگونه ویژگی های سطحی کنترل می گردد؟ ویژگی های پارامتر NEMS با هر اندازه و مقیاسی گسترده می باشند. کسانی که می خواهند نسل بعدی NEMS را توسعه دهند باید به سمت آخرین کشفیات فیزیک و علوم مهندسی در جهات مختلف سوق بیابند. این بازنگری در چهار قسمت اصلی ذکر شده است. در دو بخش بعدی ما سعی می کنیم یک معرفی متعادل از NEMS را ارائه دهیم. ما نه تنها ویژگی های جالب و مورد توجه NEMS را مورد بحث و بررسی قرار می دهیم بلکه یک مرور کلی بر چالش های اساسی و تکنولوژیکی را ارائه خواهیم داد.

دانلود تحقیق درباره نقش فناوری نانو در صنایع غذایی

اختصاصی از هایدی دانلود تحقیق درباره نقش فناوری نانو در صنایع غذایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 40

نقش فناوری نانو در صنایع غذایی

فهرست عناوین

نانو تکنولوژی، فناوری نوین 3

تعریف نانو تکنولوژی 3

تاریخچه نانو در جهان 5

اصول پایه نانو تکنولوژی 6

اساس ارتباط نانو تکنولوژی و علم و تکنولوژی غذا 7

ارتباط نانو تکنولوژی با مهندسی کشاورزی و سیستم های غذایی 9

عناصر پایه در فناوری نانو 13

نانو بیو مواد، نانو مواد و کاربردهای آنها 14

نانولوله ها 16

نانو کامپوزیت ها 17

نانو کپسول 18

نانو تکنولوژی برای توزیع تحت کنترل و سیستم کپسولی 18

مزایای متعدد سیستم کپسولی 20

نانوسنسورها 21

برخی از کاربردهای نانو سنسورهای بیو آنالیتیکال 22

پتانسیل نانو سنسورها و تحقیقات در صنعت کشاورزی و غذا 25

نانوفیلترها و کاربرد آنها در بیوتکنولوژی 26

ماشین های نانو تکنولوژی 28

میکرو سیال 29

نانو بیو پروسس 29

نانو سنسور های بیو آنالیزی 30

سطوح بیو سلکتیو 20

بسته بندی نانو Nano packaging 30

کاربرد های نانو در صنعت بسته بندی 31

غذاهای نانو Nano Food 32

نتیجه گیری 34

واژه نامه 35

منابع 37

نانو تکنولوژی، فناوری نوین

نانو تکنولوژی فناوری جدیدی است که تمام دنیا را فراگرفته است و به تعبیر دقیقتر "نانو تکنولوژی بخشی از آینده نیست بلکه همه آینده است ".در این مقاله بعد از تعریف نانو به بیان دلایل کاربرد ها و ضرورتهای توجه به این فناوری اشاره شده است .

تعریف نانو تکنولوژی

نانو تکنولوژی،توانمندی تولید مواد،ابزار ها و سیستمهای جدید با در دست گرفتن کنترل در سطح مولکولی و اتمی و استفاده از خواص آنها درمقیاس نانو می باشد.

علم نانو، عبارت است از مطالعه و پژوهش وسایل و ساختار هایی که در کوچکترین واحد دیمانسیون ( 200 )نانومتر یا کوچکتر وجود دارند . از تعاریف فوق بر می آید که نانو تکنولوژی یک رشته نیست بلکه رویکرد جدیدی در تمام رشته هاست .برای نانو تکنولوژی کاربرد هایی را در حوزه های مختلف از غذا، دارو تشخیص پزشکی و بیوتکنولوژی تا الکترونیک، کامپیوتر، ارتباطات، حمل ونقل، انرژی، محیط زیست، مواد هوا و فضا و امنیت ملی بر شمرده اند : کاربرد های وسیع این عرصه و پیامد های اجتماعی سیاسی و حقوقی آن،این فناوری را به عنوان زمینه فرا رشته ای و فرا بخش مطرح نموده است .

هر چند آزمایش ها و تحقیقات پیرامون نانوتکنولوژی از ابتدای دهه قرن بیستم به طور جدی پیگیری شده اما اثرات تحول آفرین،معجزه آور و باور نکردنی نانو تکنولوژی در روند تحقیق و توسعه باعث گردید که نظر تمامی کشور های بزرگ به این موضوع جلب گردد و فناوری نانو را به عنوان یکی از مهمترین اولویتهای تحقیقاتی خویش طی دهه اول قرن بیست و یکم محسوب نمایند .به طوریکه ژاپن درسال 2001، 400 میلیون دلار و در سال2004، 960 میلیون دلار هزینه کرده است و آمریکا برای این امر در سالهای 2005-2008 حدود 7/3 بیلیون دلار اختصاص داده است .

استفاده از این فناوری در کلیه علوم باعث شده است که تحقیقات در زمینه نانو به عنوان چالش اصلی علمی و صنعتی پیش روی جهانیان باشد . لذا محققین، اساتید و صنعت گران ایرانی نیز باید در یک بسیج همگانی، جایگاه و موقعیت خویش را در خصوص این موضوع مشخص نمایند و حضوری فعال و حتی رقابتی در این جایگاه ایجاد نمایند . برای چنین کاری طراحی یک برنامه منسجم فراگیر و همه جانبه اجتناب ناپذیر است .

نانو تکنولوژی دارای سه شاخه نانو فناوری خشک، مرطوب،و محاسبه ای است که از نظر کاربردی در علوم مختلف به خصوص در ساخت و تولید مواد الکترونیکی-پزشکی و صنایع غذایی کاربرد دارد.

دانلود مقاله کامل درباره نانو فیلتراسیون و کاربرد آن در تصفیه آب

اختصاصی از هایدی دانلود مقاله کامل درباره نانو فیلتراسیون و کاربرد آن در تصفیه آب دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

نانو فیلتراسیون و کاربرد آن در تصفیه آب

جمعیت جهان در حال افزایش و منابع آب آشامیدنی رو به کاهش است؛ بنابراین ممکن است جهان در آینده با مشکل کمبود آب مواجه شود. افزایش مصرف آب و کمبود حاصل از آن که بر اثر آلودگی نیز تشدید می‌شود سبب شده‌است تا تأمین آب بهداشتی به یکی از دغدغه‌های اساسی جامعه جهانی تبدیل شود. امراض ناشی از آلودگی‌های آب هرروزه هزاران و شاید دهها هزار نفر را می‌کشد.

توانایی بازیافت آب، امکان دسترسی به یک منبع مناسب برای مصارف گوناگون را ایجاد می‌کند. با به کارگیری فناوری‌های الکتریکی و مکانیکی به ‌سادگی می‌‌توان آب آلوده را برای استفاده در کشاورزی و یا حتی برای مصارف خانگی بازیافت نمود. بدین‌ترتیب فیلترنمودن آب با فیلترهای نانومتری، تحولی عظیم در بازیافت و استفاده مجدد از آب‌های صنعتی و کشاورزی ایجاد می‌کند. فیلترهای فیزیکی با منافذی در حد نانومتر می‌توانند باکتری‌ها، ویروس‌ها و حتی واحدهای کوچک پروتئین را صددرصد غربال کنند. با جداساز‌های الکتریکی که یون‌ها را به وسیله صفحات ابرخازن جذب می‌کند می‌توان نمک‌ها و مواد سنگین را جذب کرد. بررسی‌ فعالیت‌های مختلف دنیا، شامل برنامه‌های در دست اجرا و برنامه‌های آتی مراکز صنعتی و پژوهشی، نشان می‌دهد که حوزه تصفیه یکی از حوزه‌های کاربرد فناوری‌نانو در صنعت آب است؛ و با بهره‌گیری از آن، هزینه‌های تصفیه آب به میزان زیادی کاهش خواهد یافت.

دو زمینه اصلی در این عرصه عبارتند از:

فیلترهای نانومتری به منظور افزایش بازیابی آب در سیستم‌های موجود؛نانوحسگرهای زیستی به منظور تشخیص سریع و کامل آلودگی‌های آب.

در این مقاله به بررسی تعدادی از کاربردهای فناوری‌نانو در صنعت آب می‌پردازیم.

نانوفیلتراسیون فناوری‌های جدید، امکان تولید آب نانوفیلتر شده را در مقیاس انبوه فراهم می‌کند. آب تصفیه‌شده به وسیله نانوفیلتراسیون به اندازه آب‌معدنی تصفیه‌شده ارزش دارد. با استفاده از نانوفیلتر، مواد معدنی لازم برای سلامت انسان در آب باقی مانده و مواد سمی و مضر، از آن حذف می‌شود. نانوفیلتراسیون یک روش مفید بین روش‌های اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون است. اولترافیلتراسیون به دلیل بالاتر بودن مقدار آلاینده‌های معدنی و قلیایی نسبت به حد مجاز و روش اسمز معکوس به دلیل تولید خلوص بیش از حد محصول و بالا بودن قیمت دارای نقایصی هستند.

دانشمندان دانشگاه باناراس (Banaras) روش ساده‌ای برای تولید فیلترها با استفاده از نانولوله‌های کربنی توسعه داده‌اند که قادر به حذف مؤثر آلاینده‌های میکرو‌ و نانومقیاس از آب و نیز حذف هیدروکربن‌های سنگین از نفت خام است. استفاده از نانولوله‌های کربنی در ساخت فیلترها سبب سهولت در تمیز کردن، افزایش استحکام، قابلیت استفاده مجدد و مقاومت آنها در برابر گرما می‌شود. این فیلترها دارای دقت بسیار مناسبی در کاربردهای مختلف هستند، به عنوان مثال قادرند پولیوویروس‌هایی با اندازه 25 نانومتر را به خوبی پاتوژن‌های بزرگ‌تری مانندE. Coil و باکتری‌های استافیلوکوک، از آب حذف نمایند. نانوفیلتراسیون دارای مزایایی مانند قیمت پایین، و کنترل مقدار کاهش آلاینده‌ها در آب تصفیه شده است.

شرکت آرگوناید (argonide) در حال استفاده از نانوفیبرهای اکسید آلومینیوم با اندازه دو نانومتر برای تصفیه آب است. فیلترهایی که از این فیبرها ساخته شده‌اند، می‌توانند ویروس‌ها، باکتری‌ها و کیست‌‌ها را از بین ببرند.

شیرین سازی آب به وسیله نانوغشاها

غشاء نانو لوله‌ای

محققان آزمایشگاه ملیLawrence Livermore با همکاری دانشگاه برکلی کالیفرنیا غشاهایی با حفره‌هایی از جنس نانولوله‌های کربنی ساخته‌اند که به کمک آن امکان جداسازی ارزان‌تر گاز و مایع فراهم می‌شود. در حال حاضر اغلب غشاهای موجود از جنس مواد پلیمری هستند که برای کاربردهای دما بالا مناسب نیست. استفاده از این نوع غشاها نمی‌تواند توازن قابل قبولی بین ورودی غشا و قابلیت انتخاب آن برقرار نماید، یعنی ورودی بالا منجر به کاهش انتخاب‌پذیری است و بالعکس؛ اما دانشمندان با استفاده از نانولوله‌های کربنی توانسته‌اند این دو امر به ظاهر متضاد را با هم جمع و امکان انتخاب‌پذیری خوب همراه با ورودی بالا را فراهم کنند.

این محققان توانسته‌اند روشی برای ساخت این غشاها بیابند که با سیستم‌های میکروالکترومکانیکی (MEMS) هم سازگار باشد. این غشاهای جدید با حفره‌های کوچک‌تر و با تراکم بسیار و امکان عبور شدت جریان زیاد از هر حفره، از لحاظ گذردهی آب و هوا نسبت به غشاهای پلی‌کربناتی فعلی بسیار برترند. این غشاهای بهبود یافته کاربردهای فراوانی در تصفیه آب دارند.

کامالش سیکار(Kamalesh Sirkar) در مؤسسه فناوری نیوجرسی از روش جداسازی غشایی در شیرین‌سازی آب استفاده کرده ‌است. در روش جداسازی غشایی، آب شور داغ را روی ورقه نازکی از غشایی دارای سوراخ‌های ریز موسوم به نانوحفره می‌ریزند. این حفره‌ها آنقدر کوچکند که تنها بخار می‌تواند از آنها عبور کند و آب، مایع، نمک‌ها و مواد معدنی دیگر در پشت غشا می‌مانند. در طرف دیگر محفظه‌ای از آب سرد قرار دارد که بخار با عبور از آن، کندانس شده و دوباره به مایع تبدیل می‌شود. ابزاری که در این روش به کار رفته است، عبارت است از دستگاهی مستطیل شکل با مجموعه‌ای از غشاهای الیاف مانند توخالی که مایع به طور عرضی در آن جریان می‌یابد. این غشاها به صورت هزاران لوله به شکل تار مو در آمده، سپس آنها را به صورت بسته‌هایی داخل یک جعبه قرار می‌دهند. در این شکل نمونه آزمایشی از این دستگاه آب شیرین‌کن نشان داده شده است. در قسمت وسط، دسته‌ای از هزاران لوله توخالی شبیه تارمو قرار دارد. جداره این لوله‌ها را هم غشاهایی با نانوحفره‌های کوچک تشکیل می‌دهد.