+ ارسال موضوع جدید
نمایش نتایج: از شماره 1 تا 2 , از مجموع 2

موضوع: روش ساخت سیستم های نانومتری

  1. #1
    ناظم انجمن

    http://www.iranjoman.com/images/iranjoman/neshan2.gifhttp://www.iranjoman.com/images/iranjoman/neshan2.gifhttp://www.iranjoman.com/images/iranjoman/neshan2.gifhttp://www.iranjoman.com/images/iranjoman/neshan2.gifhttp://www.iranjoman.com/images/iranjoman/neshan2.gif

    [ ]
    تاریخ عضویت
    Feb 2013
    محل سکونت
    زیر اسمون خدا...
    نوشته ها
    16,534
    تشکر
    13,809
    تشکر شده 13,049 بار در 9,484 پست

    New2 روش ساخت سیستم های نانومتری









    توجه بسیاری از محققان به روش های پایین به بالا در ساخت سیستم های نانومتری جلب شده است. این روش ها از اتم ها و مولکول ها آغاز شده و به یک نانوساختار منتهی می شود.


    این روش ها قادر به ساخت کوچک ترین نانوساختارها، با ابعاد بین 2 تا 10 نانومتر هستند و این کار را بدون نیاز به هزینه های بالا انجام می دهند. این ساختارها معمولاً بیش از آنکه الگوهای متصل به هم طراحی شده را بسازند، به شکل ذرات ساده در محلول یا سطح ایجاد می شوند.
    درواقع رویکرد پایین به بالا درست عکس رویکرد بالا به پایین می‌باشد. در این رویکرد، محصول از طریق کنار هم قراردادن مواد ساده‌تر به وجود می‌آید، مانند ساخت یک موتور از قطعات آن. در حقیقت کاری که در اینجا انجام می‌شود، کنار هم قرار دادن اتم‌ها و مولکول‌ها (که ابعاد کوچکتر از مقیاس نانو دارند) برای ساخت یک محصول نانومتری است. تصور کنید که قادریم اتم‌ها و مولکول‌ها را به طور واقعی ببینیم و آنها را به طور دلخواه کنار هم قرار دهیم تا شکل مورد نظر حاصل شود. معمولاً روش‌های پایین به بالا ضایعاتی ندارند؛ هر چند الزاماً این مسأله صادق نیست.

    خودآرایی (نمونه ای از روش پایین به بالا)

    خودآرایی یک روش ساخت پایین به بالا است که در آن اتم‌ها یا مولکول‌ها با ارتباطات فیزیکی یا شیمیایی خود را به شکل یک ساختار منظم نانویی در می‌آورند. ایجاد بلور نمک یا دانه‌های برف، با آن ساختارهای پیچیده، مثال خوبی برای خودآرایی است.
    تصور کنید یک پازل دستتان باشد و آن را به‌شدت تکان دهید و پس از به‌هم‌ریختن پازل ببینید که پازل خودبه‌خود در حال درست شدن است. می‌بینید چه تصور عجیبی است؟! اما چنین مسئله‌ای در طبیعت خیلی عجیب نیست

    خودآرایی چیست؟

    خیلی ساده‌اش می‌شود همدیگر را گرفتن. ما می‌خواهیم در مورد مجموعه‌ای از اشیا صحبت کنیم که همدیگر را می‌گیرند و با هم یک مجموعه بزرگ‌تر را تشکیل می‌دهند. تعریف علمی‌تر عبارت است از اینكه خودآرایی یک روش ساخت پایین به بالا است که در آن اتم‌ها یا مولکول‌ها با ارتباطات فیزیکی یا شیمیایی خود را به شکل یک ساختار منظم نانویی در می‌آورند. ایجاد بلور نمک یا دانه‌های برف، با آن ساختارهای پیچیده، مثال خوبی برای خودآرایی است.
    در واقع به طریق دقیق تر می توان گفت خودآرایی (Self-assembly) فرایندی خودبخودی است (Spontaneous) که در آن گونه ها بر روی یکدیگر جمع شده و سیستم های منظمی ایجاد می‌کند. به عبارت دیگر خودآرایی مولکولی فرایندی است که در آن مولکول ها بدون اعمال شرایط خاص و مدیریت بیرونی (به غیر از یک محیط مناسب) از طریق برهمکنش های غیر کوالانسی بر همدیگر سوار می شوند. این فرایند اکثراً برگشت پذیر است که این برگشت پذیر بودن به شرایط اعمالی مانند pH، قطبیت حلال و .. بستگی دارد. فرایند خودآرایی باعث ایجاد مولکول های بزرگتر مانند میسل (Micelle)، غشا (Membrane) و بلور های مایع (Liquid Crystals) می شود.

    خودآرایی در طبیعت بسیار دیده می‌شود و دانشمندان بسیاری در حال حاضر بر آن مطالعه می‌کنند. درک عمیق فرآیند خودآرایی ممکن است به درک بهتر طبیعت نیز منجر شود.
    تصور کنید یک پازل دستتان باشد و آن را به‌شدت تکان دهید و پس از به‌هم‌ریختن پازل ببینید که پازل خودبه‌خود در حال درست شدن است. می‌بینید چه تصور عجیبی است؟! اما چنین مسئله‌ای در طبیعت خیلی عجیب نیست!

    خیلی از سیستم‌های بیولوژیک و سیستم‌های فیزیکی غیرآلی، رفتارهای خودآرایی را به‌خوبی به نمایش می‌گذارند. دانشمندان مختلف در زمینه‌های شیمی، فیزیک، بیولوژی، مهندسی و ریاضی جذب چنین سیستم‌هایی شدند و با امید دستیابی به روش‌های طراحی و کنترل رفتار سیستم‌های خودآرا شروع به تحقیق کردند.
    با پیشرفت‌های اخیر در زمینه دانش میکرو و نانو، انگیزه‌ها هم افزایش یافت. از طرف دیگر، روش‌های ساخت در مقیاس میکرو و نانو به ما اجازه «پردازش دسته‌ای» را می‌دهد. یعنی ما توانایی ساخت نمونه‌های مختلف از یک جسم در آن واحد را خواهیم داشت.

    سۆالی که مطرح می‌شود این است که ما چطور چنین ابزارهایی را طراحی ‌کنیم تا بتوانند طوری خود را بیارایند که یک سازه مفید و کارا ایجاد شود؟ به عبارت دیگر، روش‌های سنتی ساخت دقت محدودی داشتند و ساخت سازه‌های کوچک‌تر (در ابعاد نانو) نیازمند توسعه روش‌های جدید بودند. خودآرایی یکی از آن روش‌های جدید است که در طبیعت بسیار مورد استفاده قرار گرفته‌اند و دانشمندان بسیاری در حال حاضر بر روی آن مطالعه می‌کنند و درک عمیق آن ممکن است به درک بهتر طبیعت زندگی نیز منجر شود.
    خودآرایی نانوساختارها، به خاطر خواص منحصربه فرد نوری، الکترونیکی، مغناطیسی، کاتالیستی و دیگر خواص فیزیکی مورد توجه قرار گرفته اند. توانایی اتصال نانوذرات به سطوح شرط لازم برای ساخت ظرف های میکرو یا نانو ساختارهای مناسب جهت استفاده در زمینه نانوبیوتکنولوژی است










  2. کاربر مقابل از این پست *ADRIANA* تشکر کرده است.


  3. #2
    ناظم انجمن

    http://www.iranjoman.com/images/iranjoman/neshan2.gifhttp://www.iranjoman.com/images/iranjoman/neshan2.gifhttp://www.iranjoman.com/images/iranjoman/neshan2.gifhttp://www.iranjoman.com/images/iranjoman/neshan2.gifhttp://www.iranjoman.com/images/iranjoman/neshan2.gif

    [ ]
    تاریخ عضویت
    Feb 2013
    محل سکونت
    زیر اسمون خدا...
    نوشته ها
    16,534
    تشکر
    13,809
    تشکر شده 13,049 بار در 9,484 پست

    پیش فرض پاسخ : روش ساخت سیستم های نانومتری

    ساختار جدید نتیجه خاص تعاملات محلی در میان اجزای اولیه بدون هیچ نیروی خارجی می باشد. هنگامی که اجزای تشکیل دهنده مولکول ها باشند، این فرایند خودآرایی مولکولی (Molecular Self-assembly) نامیده می شود.
    خودآرایی را در معنای معمول می توان به عنوان سازمان‌یافتن خود به خودی و برگشت پذیر از واحدهای مولکولی دانست که توسط فعل و انفعالات غیرکوالانسی (Noncovalent) انجام می‌شود. تعریف علمی‌تر عبارت است از اینکه خودآرایی یک روش ساخت پایین به بالا (Bottom-up Method) است که در آن اتم‌ها یا مولکول‌ها با ارتباطات فیزیکی یا شیمیایی، خود را به شکل یک نانو ساختار منظم درمی‌آورند. ایجاد بلور نمک یا دانه‌های برف، با آن ساختارهای پیچیده، مثال خوبی برای خودآرایی است.

    خودآرایی به وسیله نیروهای مویینگی

    گروهی از محققان دانشگاه هاروارد، چند سیستم خودآرا را طراحی و بررسی کرده‌اند. بسیاری از این سیستم‌ها بر پایه اتصالات مویین عمل می‌کنند. این اتصالات از دو ویژگی مربوط به آب بهره می‌برند:

    1. اشیای کوچک روی آب یکدیگر را جذب می‌کنند. در این حالت، ذرات نیروی جاذبه‌ای را در بین خود احساس می‌کنند.
    منشأ این نیرو کجاست؟ بله، منشأ این جاذبه نیرویی است به نام «کشش سطحی» مولکول‌های آب. اگر یادتان باشد، یکی از اثرات کشش سطحی آب این بود که حشرات سبک می‌توانستند روی آب راه بروند. این جاذبه‌ای هم که ذکر شد یکی دیگر از اثرات کشش سطحی آب است که به خاطر جاذبه بین مولکول‌های آب و جسم و همچنین جاذبه بین خود مولکول‌های آب ایجاد می‌شود.
    یک سیستم خودآرا از گروه های مولکولی و یا بخش هایی از درشت-مولکولها تشکیل شده است که با یکدیگر در تعاملند


    2. وقتی دو سطحِ آب‌گریز با یکدیگر برخورد می‌کنند، تماس خود را حفظ می‌نمایند. علت این پدیده با نیروی بین دو سطح آب‌گریز و همچنین اثر کشش سطحی آب مرتبط است.
    خودآرایی شیمیایی و فیزیکی

    خودآرایی شیمیایی، جفت شدن شیمیایی با عوامل سطحی موجود بر یک بسترعامل دار (Functionalized Substrate) می باشد که برای کنترل موقعیت نهایی نانوذرات به‌ کار می‌رود. کنترل موقعیت نانوذرات بر سطوح عامل دار، طراحی نانوساختارهای کمپلکس شده بر سطح را برای کاربردهای خاص مانند مولکول های الکترونیکی و زیست‌حسگر ممکن می سازد. خودآرایی فیزیکی در‌ کل فرآیندی ساده‌تر است و ساختارهایی غیرپیچیده ایجاد می‌کند. علاوه براین، خودآرایی فیزیکی نانوذرات فاقد ثبات بلندمدت (Long Term Stability) می باشد.

    برهمکنش های شیمیایی مختلف مانند پیوند کوالانسی، نیروهای الکتروستاتیکی و برهمکنش های میزبان میهمان برای خودآرایی نانوذرات برروی سطح به کاربرده می شود. ارتباط تقاطعی (Cross-linking) میان ذرات مجاور که بر اثر نیرو‌‌های شیمیایی ایجاد می‌گردد، خودآرایی نانوذرات را بیشتر پایدار می کند. در این مقاله خودآرایی مستقیم از نانوذرات برروی سطح بر‌اثر برهمکنش های شیمیایی توضیح داده شده است.

    دو مسیر برای فرایند خودآرایی موجود می باشد:
    ساختن جداگانه ذرات و سپس گردآوری آنها و یا انجام سنتز و خودسامانی آنها در یک مرحله که در هردوروش ترکیبات نانو توسط پیش ماده که در فاز مایع، جامد و یا گازی موجود است، ساخته می شود.

    خودآرایی به وسیله نیروی الکترواستاتیک (الکتریسیته ساکن)

    آرایش توسط نیروهایی مویین، مرتبط با اثر متقابل بین ذرات و همچنین نیروی بین ذرات و محیط آنهاست. ذرات دارای خصوصیات سطحی ــ آب‌گریزی و آب‌دوستی ــ هستند و محیط آنها آب است و اگر محیط آنها را به روغن یا الکل تغییر دهیم آرایش متوقف می‌شود.
    سۆالی که با بررسی نیروهای مویین مطرح می‌شود این است که آیا انواع دیگری از اثر متقابل ذرات ـ ذرات و ذرات ـ محیط وجود دارند که منجر به خودآرایی شوند یا خیر؟
    یک جایگزین طبیعی، استفاده از نیروهای الکترواستاتیک برای تحریک به خودآرایی است. تقریباً همة ما با آزمایش شانه و خُرده‌کاغذ آشناییم و تشکیل زنجیره‌هایی کاغذی را در زیر شانه دیده‌ایم. یک مثال دیگر، استفاده از دانه‌های برنج و روغن نباتی در میدان الکتریکی است.

    اصول خودآرایی مولکولی

    موفقیت آمیز بودن خودآرایی در یک سیستم مولکولی به پنج مشخصه مربوط می‌شود:
    1- اجزای سیستم: یک سیستم خودآرا از گروههای مولکولی و یا بخشهایی از درشت-مولکولها (Macromolecules) تشکیل شده است که با یکدیگر در تعاملند. این مولکولها می‌توانند یکسان و یا متفاوت باشند و تعامل بین آنها منجر به تغییر از یک حالت با سازماندهی کمتر (مانند محلول) به یک حالت منظمتر (مانند بلور) می‌‌شود.

    2- تعامل بین اجزا: خودآرایی هنگامی رخ می‌دهد که مولکولها به تعادلی در بین نیروهای جاذبه و دافعه مولکولی می‌رسند که این نیروها ضعیف و از نوع غیر کووالانسی (مانند نیروهای آبگریزی) هستند.
    3- بازگشت‌پذیری (یا انطباق پذیری): در خودآرایی برای اینکه ساختارهای منظم به وجود آید می‌بایست تجمع مولکولی بازگشت‌پذیر بوده و اجزا بتوانند جای خود را در ساختار ایجاد شده اولیه تغییر داده و تنظیم کنند. به همین خاطر توان مقاومتی پیوندهای بین اجزا باید در حدود نیروهایی باشد که می‌خواهد آنها را از هم جدا کند. به عنوان مثال فرآیندی که در آن مولکولها به طور بازگشت‌ناپذیر به یکدیگر می‌چسبند به جای بلور خودآرا به ما شیشه می‌دهد.
    4- محیط: خودآرایی مولکولی معمولا در یک محلول و یا رابطی که امکان حرکت را به اجزا می‌دهد اتفاق می‌افتد و تعامل اجزا با محیط بر روی سرعت فرایند تا‌ثیر زیادی دارد.
    5- جابجایی جرم: برای اینکه خودآرایی رخ دهد مولکول‌ها باید در حرکت باشند










  4. کاربر مقابل از این پست *ADRIANA* تشکر کرده است.


+ ارسال موضوع جدید

اطلاعات موضوع

کاربرانی که در حال مشاهده این موضوع هستند

در حال حاضر 1 کاربر در حال مشاهده این موضوع است. (0 کاربران و 1 مهمان ها)

تعداد اعضای بازدید کننده از این تایپیک : 0

بازدید کنندگان :  (نمایش کلی)

نامی برای نمایش وجود ندارد.

کلمات کلیدی این موضوع

Bookmarks

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •