پاورپوینت سنتز کنترل شده نانو بلورهای فلزی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

عنوان: سنتز کنترل شده نانو بلورهای فلزی

اسلاید 3 :

نانوساختارهای فلزی

نانوبلورهای فلزی به دلیل اندازه بینهایت کوچک و پتانسیل مفید، استفاده گستردهای در صنعت و تکنولوژی یافتهاند.
تغییر شکل نانوبلورهای فلزی، خواص و کاربرد آنها را تغییر میدهد.

اسلاید 4 :

نانوساختارهای فلزی
نانوذرات طلا (Au) بسته به اندازهشان، تشدید پلاسمون سطح (SPR- Surface Plasmon Resonance) مناسبی دارند.
نانوذرات طلا در ناحیه مرئی ، جذب SPR نشان میدهند.

نانومیلههای Au، نانوقفسهای Au(Nanocage) و نانوکرههای تهی Au(Hollow Nanosphere) جذب زیرقرمز نزدیک (Near infrared- NIR) دارند.

اسلاید 5 :

نانوساختارهای فلزی

نانوساختارهای نقره (Ag) با گوشه و لبههای نوک تیز فعالیت پراکندگی رامان افزایش یافته با سطح (surface-Enhanced Raman Scattering -SERS) مناسب و بیشتری نسبت به نانوذرات کروی (بدون لبه) نقره دارند.
نانوذرات در مقیاس 10-1 نانومتر اثرهای الکترونیکی و نوری مناسبی به دلیل مسیر آزاد الکترون خواهند داشت.
با کنترل پارامترهای اساسی میتوان پتانسیلهای کاربردی آنها را در زمینههای کاتالیست، الکترونیک، فوتونیک، حسگرها، علوم پزشکی و زمینههای مرتبط افزایش داد.
پیشرفتهای زیادی در کنترل شکل نانومواد فلزی صورت گرفته است.

اسلاید 6 :

کنترل شکل
قالب سخت (Hard Template)
قالب سخت به تولید نانوسیمهای فلزی کمک میکند.
قالب سخت شامل مواد متخلخل معدنی مانند موارد زیر است:
غشای پلیمری
اکسید آلومینیوم آندی (Anodic Alumina Oxide-AAO)
نانولولههای کربن

اسلاید 7 :

کنترل شکل

ساخت نانوسیمهای فلزی به دلیل خواص مغناطیسی در فن‏آوری‏ مورد توجه است.
در فن‏آوری‏ اکسایش آندی، ابعاد و توزیع منافذ در فیلم کنترل میشود.
غشاهای AAOبه عنوان قالب در ساختارهای منفذدار هگزاگونال منظم استفاده شدهاند.
غشاهای AAO، پایداری شیمیایی و گرمایی بالاتری دارند.

اسلاید 8 :

کنترل شکل

به منظور حرکت مواد به غشاهای منفذدار، روش نشست الکتروشیمیایی (Electrodeposition) برای سنتز نانوساختار تک بعدی مناسب است.
به طور کلی سنتز نانومواد درون منافذ قالبی سه مرحلهای است:
نشست الکتروشیمیایی یک طرف غشا با فیلم فلزی انجام میشود که به عنوان الکترود استفاده میشود.
یونهای مواد به صورت کاتد در سطح فلز ته نشین می شوند.
قالبهای AAO در اسید و باز حل میشوند.

اسلاید 9 :

کنترل شکل
در شکل قالبی که شامل غشاهای اکسید آلومینیوم آندی است، دیده میشود.

هنگامی که کانالها با مواد مناسب پر شدند وAAO حل شد، نانوسیمهای یک بعدی به دست میآیند.

میکروگرافهایی از قالبهایAAO

اسلاید 10 :

کنترل شکل
آرایههای هگزاگونالی
نمای بزرگ شده نانوسیمهای فلزی که با استفاده از روش الکتروشیمیایی در قالب AAO به دست آمده است:

نانوسیمها سنتز شده دارای جهتهای موازی و شکل یکسان با قطر تقریباً 50 نانومتر هستند.
قالبهای منفذدار آلومینا به عنوان قالب محافظ استفاده میشوند چون:
از نظر فیزیکی و شیمیایی پایدار هستند.
AAO میتواند محیطی پایدار در هر نانوسیم مجزا ایجاد کرده و ساختار یک بعدی آن را حفظ کند.

اسلاید 11 :

کنترل شکل
سنتز نانوسیمهای CoPt3 که بر فیلم طلای غیرمتبلور (بی شکل) در پشت AAO رمزگذاری میشوند:
در مرحله اول رشد CoPt3، هسته به طور اتفاقی جهتگیری میکند.
رمزگذاری کبالت (Co) و پلاتین (Pt ) باعث میشود که نانوسیمهای CoPt3 نقصهای چگالی و سختی کمتری، نشان دهند.
سپس دما تا ̊C400 افزایش داده می‏شود.
در این مرحله نانوسیمهای CoPt3 ساختاری خوشه در خوشه همراه با نانوخوشههای فرومغناطیس کبالت پیدا میکنند.

اسلاید 12 :

کنترل شکل
Pt نقش ویژهای در تعیین رفتار دیامغناطیس دارد.
با افزایش دما تا 500 درجه سانتیگراد نانوسیمهای CoPt3 ساختار خوشه در خوشه را حفظ میکنند.
اتمهایCo و Pt با نفوذ شروع به مهاجرت کرده و ساختار منظم شیمیایی تشکیل میشود.
این امر باعث کوپل فرومغناطیس قوی اتمهای Co و Pt به وسیله هیبرید شدن اوربیتالهای d Co 3 و d Pt 5 و پلاریزاسیون اتمهای Pt میشود.

اسلاید 13 :

خوشه افزایش سطحهایCo (پیکانهای آبی) و ساختار منظم CoPt3 (پیکانهای زرد) هر دو به خواص مغناطیسی نانو سیمها کمک میکنند.

اسلاید 14 :

در این مسیر با افزایش دما تا ̊C 700 بیشتر نانوسیمهای CoPt3 ساختار منظم طویلی ایجاد می‏کنند و تعداد دانههای CoPt3 رشد می‏کند.

اسلاید 15 :

این فرآیند برای نانوسیمهای آهن، کبالت، نیکل و آلیاژ نیز به کار رفته است.

اسلاید 16 :

قالب نرم (Soft Template)
قالب نرم به اجتماع سورفاکتانت (Surfactants) مانند بلورهای مایع (Liquid Crystals) و میسلها اشاره میکند.

اسلاید 17 :

قالبهای نرم برخلاف قالبهای سخت منشأ آلی دارند وشامل لیگاندها، سورفاکتانتها و پلیمرها است.
نانومیلهها و نانوسیمهای نقره و طلا، قطر و نسبتهای کنترل شده‏ای دارند.
پس میتوانند با قالبهای نرم سنتز شوند.

اسلاید 18 :

خودآرایی میسلهایی به شکل میله که از موارد زیر تهیه میشوند:
(CTAB-Cetyltrimethylammonium Bromide)
سدیم بیس ‏(2-اتیل هگزیل) سولفونات (sodium bis(2-ethylhexyl) sulfosuccinate-AOT)

اسلاید 19 :

خودآرایی میسلهایی به شکل میله که ازموارد زیر تهیه میشوند:
پارا-زایلن
آب یا فازهای بلور مایع
آب/ اکتیل‏آمین: قالب نرم برای تولید نانوصفحههای نقره

اسلاید 20 :

قالب همراه یا فناشونده (Sacrificial Template)

روشهایی برای سنتز نانومواد درون تهی:
روش قالب همواره روشی مؤثر برای تهیه نانوساختارهای متالیک تهی است.

مهمترین واکنش در این روش:
واکنش بین قالب همراه و یک واکنش دهنده (جزء خنثی) است.
واکنش بین این دو ترکیب در سطح قالب رخ میدهد.
جزء خنثی در سطح قالب ته نشین شده و خارج از منافذ منتشر میشود.
نانوساختارهای تهی وابستگی زیادی به شکل قالب همراه دارند.
طلا و نقره به دلیل خواص نوری ویژه به عنوان قالب همراه استفاده میشوند.