پاورپوینت نانو تکنولوژی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

بسم الله الرحمن الرحیم

اسلاید 2 :

سومین جلسه گروه آموزشی شیمی شاهرود
نانو تکنولوژی

اسلاید 3 :

تاریخچه نانو تکنولوژی
نقطه ی شروع و توسعه ی اوليه فناوري نانو به طور دقيق مشخص نيست. شايد بتوان گفت كه اولين نانوتكنولوژيستها شيشهگران قرون وسطايي بودهاند كه از قالبهاي قديمي(Medieal forges) براي شكلدادن شيشههايشان استفاده ميكردهاند. البته اين شيشهگران نميدانستند كه چرا با اضافهكردن طلا به شيشه رنگ آن تغيير ميكند.

در آن زمان براي ساخت شيشههاي كليساهاي قرون وسطايي از ذرات نانومتري طلا استفاده ميشده است و با اين كار شيشههاي رنگي بسيار جذابي بدست ميآمده است. اين قبيل شيشهها هماكنون در بين شيشههاي بسيار قديمي يافت ميشوند. رنگ بهوجودآمده در اين شيشهها برپايه اين حقيقت استوار است كه مواد با ابعاد نانو داراي همان خواص مواد با ابعاد ميكرو نميباشند.

جام معروف لیکرگوس که در قرن چهارم میلادی ساخته شده است و اکنون در موزه انگلستان نگهداری می شود یک مثال برای استفاده از فناوری نانو در زمانهای گذشته می باشد. این جام که در ساخت آن از مقادیر بسیار کمی  طلا (40 ppm) و نقره (300 ppm) استفاده شده است، دارای این ویژگی است که به هنگام قرارگرفتن اين جام درمعرض نور غيرمستقيم رنگ جام سبز به نظر ميرسد اما با تابيدن نور مستقيم به اين جام رنگ آن قرمز و بدنه آن نيمه شفاف ميشود.

اسلاید 4 :

واژه نانو
از نگاه لغوی ، کلمه نانو به معنای یک میلیاردم است و در اصل از یک واژه یونانی به معنای کوتوله گرفته شده است. در سال1959 ريچارد فاينمن مقالهاي را دربارة قابليتهاي فناوري نانو در آينده منتشر ساخت. باوجود موقعيتهايي كه توسط بسياري تا آن زمان كسبشده بود، ريچارد. پي. فاينمن را به عنوان پايه گذار اين علم ميشناسند. فاينمن كه بعدها جايزه نوبل را در فيزيك دريافت كرد درآن سال در يك مهماني شام كه توسط انجمن فيزيك آمريكا برگزار شده بود، سخنراني كرد و ايده فناوري نانو را براي عموم مردم آشكار ساخت. عنوان سخنراني وي «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» بود. سخنراني او شامل اين مطلب بود كه ميتوان تمام دايرهالمعارف بريتانيكا را بر روي يك سنجاق نگارش كرد.يعني ابعاد آن به اندازه25000/1ابعاد واقعيش كوچك مي شود. او همچنين از دوتاييكردن اتمها براي كاهش ابعاد كامپيوترها سخن گفت (در آن زمان ابعاد كامپيوترها بسيار بزرگتر از ابعاد كنوني بودند اما او احتمال ميداد كه ابعاد آنها را بتوان حتي از ابعاد كامپيوترهاي كنوني نيز كوچك تر كرد. او همچنين در آن سخنراني توسعه بيشتر فناوري نانو را پيشبيني نمود.

اسلاید 5 :

نانوتکنولوژی
آنچه باعث ظهور نانوتکنولوژی شده ، نسبت سطح به حجم بالای نانو مواد است . این موضوع یکی از مهمترین خصوصیات مواد تولید شده در مقیاس نانو ( نانو مواد یا مواد نانو ) است . در مقیاس نانو ، اشیاء شروع به تغییر رفتار می کنند و رفتار سطوح بر رفتار سطوح بر رفتار توده ای ماده غلبه می کند . در این مقیاس برخی روابط فیزیکی که برای مواد معمولی کاربرد دارند ، نقض می شوند . برای مثال ، یک سیم یا اجزای یک مدار در مقیاس نانو لزوماً از قانون اهم پیروی نمی کنند . قانون اهم ، به جریان ، ولتاژ و مقاومت بستگی دارد . اما در مقیاس نانو وقتی عرض سیم فقط به اندازه یک یا چند اتم باشد ،الکترون ها لزوماً باید در صف و به ترتیب و یک به یک از سیم رد شوند . بنابراین ممکن است قانون اهم در این مقیاس تا حدودی نقض شود . در حقیقت در این مقیاس ، قوانین فیزیک کوانتوم وارد صحنه می شوند و امکان کنترل خواص ذاتی ماده از جمله دمای ذوب ، خواص مغناطیسی ، ظرفیت بار و حتی رنگ مواد ، بدون تغییر در ترکیب شیمیایی ماده وجود نخواهد داشت.

اسلاید 6 :

تقسیم بندی مواد نانو
نانو مواد صفر بعدی  در تعاریف متداول ، برای نقطه ، بعدی در نظر نمی گیرند؛زیرا طول و پهنا و ضخامت ندارد.در مورد یک نانو ماده نیز در صورتی که بتوان آن را درون مکعب گفته شده قرار داد و نوع که تمام ابعاد ماده اندازه ی کمتر از 100 نانو متر داشته باشد،آن را نانو ماده صفر بعدی می نامیم.این نانو مواد به شکل های مختلفی همچون کروی،خوشه ای نامنظم و کپسولی وجود دارند.از نانو مواد صفر بعدی می توان فولرن ها ، نانوپودرها ، درخت سان ها و نانو نقاط کوانتومی را نام برد.

اسلاید 7 :

نانو مواد تک بعدی
برخی از اجسامی که در اطراف ماقرار دارند همچون یک خط راست یا خمیده هستند.این مواد در یک بعد،اندازه ای بیشتر از دو بعد دیگر دارند.ابعاد برخی از نانومواد نیز به گونه ای است که تنها در یک راستا اندازه ای بزرگ تر از اندازه ضلع مکعب گفته شده (100 نانو متر ) دارند.این نانو مواد را با عنوان نانومواد یک بعدی می شناسیم. می توان از نانو مواد یک بعدی نانو سیم ها ، نانو لوله ها را نام برد. نانوسیم نانوساختاری با قطری در مقیاس نانومتر )۹-۱۰ متر) است. همچنین میتوان نانوسیمها را بهعنوان ساختارهایی با ضخامت یا قطری در اندازهٔ دهها نانومتر یا کمتر، و طولی نامشخص تعریف کرد. اثرات مکانیک کوانتومی، در این مقیاسها اهمیت مییابد - و همین منجر به ابداع واژهٔ سیم کوانتومی شده است. 

انواع بسیار مختلفی از نانوسیمها وجود دارند، شامل فلزی (مثل نیکل، پلاتین، طلا)، نیمهرسانا (مثل سیلیسیم، ایندیوم فسفاید، نیترید گالیوم و .)، و نارسانا (مثل سیلیس). نانوسیمهای مولکولی از واحدهای مولکولی تکرارشوندهٔ آلی (مثل دیانای( یا معدنی (مثل( Mo6S9-xIx تشکیل شدهاند. نانو لوله ها از کنار هم قرار گرفتن اتم ها در یک ساختار استوانه ای شکل تو خالی پدید می آیند. این ساختارها می توانند از کنار هم قرار گرفتن اتم های یک نوع عنصر و گاهی نیز چند نوع عنصر تشکیل شوند؛مانند نانولوله های کربن .نانو لوله ها خواص منحصر به فردی دارند و از نظر رفتار الکتریکی ،فیزیکی،شیمیایی،نوری و مکانیکی بسیار متفاوت از دیگر مواد هستند و کاربردهای بالقوی بسیاری برای آنها در نظر گرفته شده است.

اسلاید 8 :

نانوساختار دوبعدی
گروهی از نانو مواد مانند صفحاتی گسترده با ضخامت حدود چند نانو متر هستند و در دو راستا اندازه های بزرگتر از 100 نانومتر دارند که آنها را در دسته نانو مواد دو بعدی قرار می دهیم . نانو روکش ها و نانولایه ها و صفحات گرافن در این دسته قرار دارند. نانو روکش هاپوششی با ضخامت نانو متری یا پوششی که از مواد نانومتری در آن استفاده شود .

نانو روکش به مادهای گفته میشود که در مقیاس نانو ساخته شده و به عنوان روکش، پوشاننده یا محافظ برای دیگر مواد به کار می رود.  زمینه هایی که از نانو روکش ها استفاده میشود: الکترونیک ، مواد غذایی ، وسایل نقلیه و غیره.] صفحات گرافن (با ضخانتی به اندازه قطر یک اتم کربن و کمتر از 1 نانو متر) نیز که به تازگی تولید شده اند ، نوعی دیگر از نانو مواد دوبعدی هستند.البته صفحات گرافن قبل از این نیز شناخته شده بودند و می دانستیم که گرافیت (کربن) از کنار هم قرار گرفتن صفحات گرافن تشکیل شده است.اما تولید تک صفحات گرافن به تازگی و در سال 2007 صورت گرفته است.اتم های کربن در این ساختار با پیوند بسیار محکم کوالانسی به یکدیگر چسبیده اند.از این رو ، این ماده استحکام بسیار بالایی دارد.

اسلاید 9 :

نانوساختارهای سه بعدی
دسته ای دیگر از مواد وجود دارند که در هر سه بعد اندازه هایی بیش از 100 نانو متر دارند این نانو مواد در هر سه راستا بزرگ تر از ابعاد مکعب گفته شده هستند.از نانو مواد سه بعدی می توان نانو کامپوزیت  و مواد نانو حفره ای را نام برد. مواد نانوکامپوزیتی به آن دسته از موادی اطلاق میشود که فاز تقویتکننده آن دارای ابعادی در مقیاس یک تا صد نانومتر باشد که شامل نانوکامپوزیتهای پلیمرـ سرامیک، پلیمرـفلز، سرامیک ـفلز و سرامیک ـ سرامیک هستند. تقویتکننده نانومتری بهدلیل داشتن ابعاد بسیار کوچک و سطح بسیار بالا در مقایسه با تقویتکنندههای معمولی در سطح بارگذاری کمتر باعث بهبود خواص مورد نظر شده و جایگزین خوبی برای کامپوزیتهای معمولی هستند؛ چراکه کارآیی بهتر و وزن کمتری دارند.

محصولات تهیهشده از نانوکامپوزیتهای پلیمری قابلیت استفاده در صنایع شیمیایی، خودروسازی، ساختمان، نظامی، پزشکی، لوازم خانگی، ورزشی، کشاورزی و الکترونیکی را داشته و استفاده از آنها در این صنایع، کاهش مصرف سوخت و انرژی، افزایش مقاومت و ایمنی در برابر زلزله و آتشسوزی، افزایش عمر سازهها، کاهش خسارات ناشی از زمان نگهداری مواد غذایی و محصولات کشاورزی، کاهش خسارات ناشی از خوردگی و بهطور خلاصه، استفاده بهینه از منابع موجود را میتواند بههمراه داشتهباشد .

مواد نانوحفره اي ساختارهاي متخلخلي هستند كه اندازه حفرات آنها كمتر از 100 نانومتر مي با شد. اين تركيبات درمنابع طبيعي و سيستم هاي بيولوژيكي به فراواني يافت مي شوند. اندازه و نظم حفرات كنترل كننده خواص مواد نانوحفره اي است . در سال هاي اخيرسعي شده است تا با كنترل و دقت بالا مواد نانوحفره اي با اندازه حفرات مشخص توليد شود . مواد نانوحفره اي به دودسته عمده مواد نانوحفره اي توده اي و غشاهاي نانوحفره اي تقسيم مي شوند.

اسلاید 10 :

خواص نانوذرات

خواص الکترونیکی وشیمیایی :

در نانو تكنولوژی تغییر در فاصله بین اتم های ذرات و هندسه ذرات روی خواص الکترونیکی ماده هم تاثیر گذار است وقتی اندازه ذرات کاهش می  یابد پیوند های الکتریکی در فلزات ظریف تر می شوند جالب است که بپرسیم در چه اندازه دانه ای یک ذره فلزی شبیه یک توده فلز رفتار می کند؟ آیا این تغییر در خواص به تدریج رخ می دهد یا به طور ناگهانی ؟ پاسخ به این سوالات هم ازنظر آزمایشگاهی وهم تئوری مشکل است.

کمیت الکترونیکی که راحت تر دردسترس می باشد پتانسیل یونیزاسیون است مطالعات نشان داده اند که پتانسیل یونیزاسیون در اندازه دانه های کوچک (ذرات ریزتر) بیشتر است یعنی با افزایش اندازه ذرات پتانسیل یونیزاسیون آنها کاهش می یابد افزایش نسبت سطح به حجم وتغیرات در هندسه وساختار الکترونیکی تاثیر شدیدی روی فعل وانفعالات شیمیایی ماده می گذارد و برای مثال فعالیت ذرات کوچک با تغییر در تعداد اتم ها(ودرنتیجه اندازه ذرات) تغییر می کند .

ویسکوزیته در مقیاس نانو

آب در مقیاس نانو آب روانی نیست که ما در مقیاس های بزرگ استفاده می کنیم. اشیاء کوچک درآب با ماده چسبنده ای مثل عسل یا آب قند احاطه شده اند. خواص سیالات در مقیاس نانو در ویسگوزیته برجسته می گردد حجم سیالی که مسیر مشخص را در زمان تعیین شده طی می کند درست مثل ویسکوزیته تغییر می کند اگر این سرعت را با v نشان دهیم اندازه حرکت (حاصل ضرب جرم در سرعت ) را با p نمایش دهیم  و A هم مساحت سطح باشد.µ  ویسکزیته مایع  است هرچه عدد رینولد کوچکتر باشد تاثیر ویسکوزیته بیشتر است بنابراین یک باکنری که یک میلیون بارکوچکتر از یک انسان است باکتری آب را یک میلیون بار از ما ویسکوزتر می بابد

اسلاید 11 :

خواص مغناطیسی

در نانو تكنولوژی پیچیده ترین تاثیر اندازه ذرات تاثیر بر خواص مغناطیسی ماده است. یک ماده توده ای فرومغناطیس با حوزه های مغناطیسی که هر کدام حاوی هزاران اتم هستند، شناخته می شود. در یک حوزه مغناطیسی جهت چرخش الکترون ها یکسان است، اما حوزه های مغناطیسی متفاوت، جهات چرخش متفاوتی دارند. تغییر فاز مغناطیسی وقتی رخ می دهد که یک میدان مغناطیسی  بزرگ، تمام حوزه های مغناطیسی را یک جهت کند. به عنوان مثال در مورد نانو ذرات ، حوزه های مغناطیسی مشخصی دیده نمی شود. بنابراین تصور می شود که در این موادسیستم های ساده تری وجود خواهد داشت اما در حقیقت چیزی برعکس این موضوع وجود دارد.ذرات مغناطیسی کوچک و حتی جامدات غیر مغناطیسی با اندازه دانه کوچک ، نوع جدیدی از خواص مغناطیسی را نشان می دهند. این خواص متاثر از خاصیت کوانتومی اندازه ذرات است که برای فهمیدن آن، نیاز به مطالعه بسیار است.اندازه ذرات مورد بحث ما، معمولاً کمتر از اندازه حوزه های مغناطیسی در جامدات است بنابراین یک ذره مثل یک اتم مجزا رفتار می کند که گشتاور مغناطیسی بزرگی دارد.

اسلاید 12 :

خواص نوری نانوذرات

با تغییر اندازه نانوذرات فاصله ترازهای انرژی در آنها تغییر می کند. هر چه اندازه نانوذرات کوچکتر باشد فاصله بین ترازهای انرژی بیشتر می شود و هر چه اندازه ذرات بزرگتر شود فاصله بین ترازهای انرژِی کمتر میشود. این نکته باعث میشود که بتوان با تغییر اندازه نانوذرات فاصله بین ترازهای انرژی آنها را طوری تنظیم کرد که امواج خاصی را جذب با فرکانس مشخص را جذب کنند. بعنوان مثال میتوان ابعاد نانوذرات از جنس مشخص را طوری تنظیم کرد که امواج فروسرخ و فرابنفش ورادیویی را جذب کنند.
100 نانومتر نقره
100 نانومتر طلا
طلا 50 نانومتر
نقره 120نانومتر
نقره 80 نانومتر
نقره 40 نانومتر

اسلاید 13 :

خواص آنتی باکتریالی نانوذرات

نقره و ترکيبات آن از مناسب ترين مواد ضد باکتري معدني مي باشند ، زيرا علاوه بر غيرسمي بودن و اينکه يک فلز معدني طبيعي است قادر به نابودي طيف وسيعي از باکتري ها و قارچها مي باشد . بسياري ازباکتری هاي مضر براي بدن توسط اين ماده از بين مي روند و اين توانائي به هنگام ريز بودن ذرات تا حد نانومتر ، بسيار افزايش مي يابد . دانشمندان مكانيسم هاي متفاوتي را براي تبيين اثرگذاري نقره بر ميكروبها يافته اند. به دليل همين تعدد مكانيسم ها است كه ميكروبها نميتوانند نسبت به نقره سازگار شوند و يا مقاومت پيدا كنند.درضد عفوني نمودن آب خوراکي از غلظت هاي کم نقره استفاده مي شود و مکانيسم تأثير نقره براي باکتري بطور کامل روشن نيست و تا کنون سه روش ذکر گرديده است :

1- مداخله در جابجائي الکتروني باکتري

2- مداخله و تخريب DNA باکتري 3- فعل و انفعال با جداره ياخته بدون اينکه وارد سلول شود و تشکيل ترکيبات هيستيديل و ممانعت از فرآيند تنفس . نقره به اندازه نانو به دو صورت کلي موجود است :

الف : بصورت پودر : دراين مورد نانو سيلور بر روي ذرات ديگر نظير ) Tio2اکسيد تيتانيوم( وجود دارد .

ب : درحالت مايع : در اين موردنانوسيلور بصورت معلق دريک مايع ( آب ، گلايکول و ..) وجود دارد . اثر ضد ميکروبي نقره به واسطه ترکيب يونهاي آن با پروتئين هاي ميکروبي است که يون نقره از مجتمع پروتئين هاي مذکور نيز به آهستگي جدا مي شوند و اين امر پايه دوام فعاليت باکتريواستاتيکي نقره و املاح آن است . املاح نقره در زمره باکتريسيدهاي قوي و مؤثر مي باشند ولي به دليل خاصيت سوزانندگي کمتر مورد استفاده قرار مي گيرند . با توجه به مطالب فوق نقره خود نيز به عنوان دارو بکار برده ميشود و به عبارت ديگر براي انسان ايجاد مشکل و يا آلرژي نمي کند ( بمقدار کم ) و از طرفي پايداري کيفيت ضد باکتري و مقاومت نوري و غيره باعث شده تا بتوان آنرا در پليمرهاي گوناگون و به شکل هاي مختلف از جمله الياف سنتري بکار برد .

اسلاید 14 :

روشهای تولید نانوذرات
اصلي ترين روش هاي ساخت مواد در مقياس نانو به دو روش كلي بالا به پايين[1] و روش پايين به بالا[2] خلاصه مي شوند. روش بالا به پايين اولين بار توسط فاينمن به عنوان روشي براي ساخت ذرات در ابعاد نانومتري مطرح شد. در اين روش با استفاده از دستگاه ها و روش های مكانيكي مانند: تراشیدن، آسیاب کردن وغیره نانوذرات از توده مواد با ابعاد بزرگتر توليد مي شود.

روش پايين به بالا درست در جهت مخالف روش قبلي است كه در اين روش مواد نانو با استفاده از به هم پيوستن واحدهاي بنيادي سازنده و قرار دادن آنها كنار هم ايجاد مي شوند. اين روش اولين بار توسط دركسلر ارائه گرديد. این روش با روش توليد بالا به پايين بسيار متفاوت است زيرا در روش بالا به پايين حجم بسيار زيادي از مواد زايد حاصل از تراش دور ريخته مي شود ولي روش پايين به بالا ضایعات کمتری دارد و زمان و انرژی لازم در آن نیز کمتر است. علاوه بر اين استحكام ماده توليدي نيز به علت ايجاد پيوندهاي قويتر بين ذرات تشكيل دهنده بالا مي رود.
روشهاي توليد نانوذرات به طور كلي به دو دسته شيميايي و فيزيكي تقسيم مي شوند و برخي روشها نيز با نام فرآيندهاي مكانيكي- شيميايي خوانده مي شود.

اسلاید 15 :

روشهای فیزیکی برای تولید نانوذرات
روش میعان بخار
میعان بخار به منظور تهیه نانو ذرات به طور مستقیم از بخار فوق اشباع فلزات از جمله روش ها ی اولیه برای تولید نانو ذرات می باشد.این روش معمولاً شامل دو مرحله است، در مرحله اول نانو پودر فلزی به دلیل اضافه کردن گاز بی اثر به محفظه بخار فلز که باعث فوق اشباعیت می گردد، تولید می شود (به منظور دستیابی به این فوق اشباعیت بایستی گاز بی اثر با فشار بالا وارد مخزن شود) سپس با وارد کردن گاز اکسیژن به درون مخزن نانو پودر فلزی اکسید می شود و نانواکسید فلزی تشکیل می گردد.برای تهیه بخار فلزات از تبخیر گرمایی و تبخیر به کمک لیزر استفاده می شود.این روش در مقایسه با روش های دیگر دارای مزایایی می باشد از آن جمله می توان به راحتی عملکرد و آنالیز و خلوص بالای محصول تولیدی اشاره کرد همچنین در این روش امکان ایجاد فیلم نازک و پوشش دهی نیز وجود دارد.علیرغم این محاسن هزینه زياد، بازده کم و همچنین نیاز به کنترل دماهای بالا (به دلیل انجام واکنش در دمای بالا و گرمازا بودن واکنش اکسیداسیون) از معایب این روش می باشند

اسلاید 16 :

اصول سنتز نانوذرات با روش ترسیب شیمیایی
نانوذرات فلزی، اکسیدفلزی و همچنین بسیاری از ترکیبات نیمهرسانای فلزی میتوانند با روشهای شیمیایی همرسوبی در شرایط متفاوت و با خصوصیات مختلف تهیه شوند. اساس اینروشها تهیه محصولات کممحلول از پیشمادههای محلول است. در این فرآیندها از سامانههای متفاوتی همچون تجهیزات الکتروشیمیایی، تابش ریزموج، فراصوت و پرتوهای پرانرژی نیز بهره گرفته میشود.

سنتز با کمک کاهندههای شیمیایی

برای مثال یون -AuCl4 که معمولا به عنوان فرم یونی محلول در آب از طلا مورد استفاده قرار میگیرد، با E0 در حدود 1+ ولت به عنوان یک اکسنده قوی محسوب میشود. علاوه بر عوامل کاهنده فوق، بسیاری از ترکیبات دیگر توسط نمک طلا اکسید میشوند و از این رو میتوانند نمک طلا را به طلای فلزی (Au0) تبدیل کنند. بسیاری از اسیدهای آلی که با نام کربوکسیلیک اسیدها شناخته می شوند (یا در برخی موارد یونهای کربوکسیلات مربوطه) و همچنین بسیاری از الکلها میتوانند نقش کاهنده را در مقابل یون طلا به عنوان یک عامل اکسنده قوی بازی کنند. به عنوان یک یون کربوکسیلاتی مرسوم، میتوان از سدیم سیترات (Sodium Citrate) نام برد. علاوه بر نقش یک عامل کاهنده، سیترات همزمان نقش یک عامل پوشاننده (پایدارکننده) را نیز بازی میکند. درخصوص یونهای فلزی واسطه دیگر، مقدار E0 معمولا مقادیر منفیتری دارد و لذا در خصوص انتخاب عامل کاهنده باید دقت بیشتری بهکار گرفته شود.

اسلاید 17 :

کاهش فلزات با استفاده از فرایندهای نوری
زمانی که پرتو نور پر انرژی به محلول آبی برخورد میکند، میتواند منجر به تخریب مولکولهای آب و درنتیجه آزاد سازی الکترون هایی (به صورت ناپایدار و گذرا) در محلول شود. اگر کاتیونهای فلزی همزمان در محیط آبی مورد تابش حضور داشته باشند، میتوانند با الکترونهای ایجاد شده وارد واکنش شده و در نتیجه بدون حضور هیچ عامل کاهنده دیگری احیا شوند. مولکولهای آب در این فرآیند خود به ترکیباتی مثل هیدروژن گازی، پراکسید هیدروژن (H2O2)، رادیکال هیدروکسیل (OH.)، رادیکال پروتون (H.) و . تبدیل میشوند. هرچند در این زمینه گزارشاتی از فرآیند احیا توسط نور فرابنفش (UV) برای فلزاتی همچون نقره بیان شدهاست، پرتوهای قدرتمند تر همچون اشعه گاما برای فرآیند کاهشی مطلوب بهنظر میرسد. تقریبا نانوذرات تمامی فلزات نجیب (Noble Metals) و برخی دیگر از فلزات الکترونگاتیو با این روش تهیه میشود. در این مورد نیز حضور عوامل پایدار کننده امری ضروری بهنظر میرسد. همچنین افزودن الکلهای کوتاهزنجیر (مثل متانول) نیز میتواند در فرآیند کاهشی نقشی موثر را بازی کند.

اسلاید 18 :

ساختارهای کربنی جدید
گرافن ورقه ای دو بعدی (2D) از اتم های کربن در یک پیکربندی شش ضلعی (لانه زنبوری) می باشد که اتم ها با هیبرید SP2 به هم متصل شده اند [6-3]. گرافن جدید ترین عضو خانواده مواد کربنی گرافیتی چند بعدی می باشد، که شامل فولرن به عنوان نانوماده ی صفر بعدی (0D)، نانولوله های کربنی به عنوان نانوماده ی یک بعدی (1D) و گرافیت به عنوان یک ماده سه بعدی (3D) می باشد (شکل 1) [7،6]. صفحات گرافن با کنار هم قرار گرفتن اتم‏های کربن تشکیل می‏شوند. در یک صفحه گرافن، هر اتم کربن با 3 اتم کربن دیگر پیوند داده است (شکل 3). این سه پیوند در یک صفحه قرار دارند و زوایای بین آن‏ها با یکدیگر مساوی و برابر با °120 است. در این حالت، اتم‏های کربن در وضعیتی قرار می‏گیرند که شبکه‏ای از شش ضلعی‏های منتظم را در حالت ایده آل ایجاد می‏کنند (شکل 3). طول پیوند کربن-کربن در گرافن در حدود 0.142 نانومتر است

اسلاید 19 :

خواص گرافن
گرافن
گرافن ماده ای است که از ورقه های مسطح کربن ساخته می شود و آرایش آن مثل لانه ی زنبور می باشد. در این ماده الکترونها می توانند به صورت مجازی 100 برابر سریعتر از الکترونهای حاضر در سیلیکون حرکت کنند به همین علت به طور بالقوه گرافن می تواند کاربردهای زیادی در صنایع الکترونیک داشته باشد. این ماده در حال حاضر اصلی ترین رقیب سیلیکون به شمار می رود.
برخلاف سیلیکون، گرافن فاقد باند گپ الکترونیکی است. باند گپ به محدوده انرژی گفته میشود که توسط الکترونها اشغال نشده و برای کاربردهای الکترونیکی حائز اهمیت است. ایجاد یک باندگپ در محدوده انرژی الکترونی گرافن یک پیش نیاز ضروری برای بهکارگیری گرافن در ترانزیستورها است.

اسلاید 20 :

خواص ابررسانایی گرافن
الکترونهای درون گرافن میتوانند به شدت باهم برهمکنش داشته باشند. این رفتار شبیه خاصیت ابررسانایی در بعضی از فلزات و ترکیبات است که علامت آن جریان الکتریکی بدون مقاومت و ظهور برخی خواص غیرمعمول ولی سودمند در آنان میباشد. این خاصیت در گرافن منجر به ایجاد یک فاز شبه- مایع جدید در ماده میشود که شامل شبهذرات با بار جزئی است و در آن بار بدون هیچ اتلافی انتقال مییابد.   فیزیکدانهای روتگرز برهمکنش قوی بین الکترونها، که رفتار همبسته نیز نامیده میشود، را در گرافن از طریق پدیدهای به نام اثر هال کوانتومی جزئی مشاهده کردند. این اثر معمولاً در سیستمهای الکترونی دوبعدی مبتنی بر نیمهرسانا که در آنها الکترونها ذرات جرمداری هستند؛ مشاهده میشود.

این محققان از اینکه اثر هال کوانتومی جزئی در گرافن، که در آن الکترونها مانند فوتونها و نیوترینوها بدون جرم هستند، حتی از این اثر در نیمهرساناهای مرسوم قویتر است، شگفتزده شدند. علیرغم تلاشهای فراوان، رفتار همبسته قبلا در گرافن مشاهده نشدهاست. دانشمندان با مالیدن گرافیت به یک ویفرسیلکونی، که یک تکه نازکی از بلور سیلکون است و در تراشههای رایانهای استفاده میشود، میتوانند گرافن تولید کنند. سپس آنها با استفاده از تکنیکهای معمولی ساخت مدارهای مجتمع، گذرگاههای الکتریکی را در گرافن ایجاد میکنند. اگرچه آنها توانستهاند که بسیاری از خواص افزارههای گرافنی تولیدشده را مطالعه کنند ولی قادربه ایجاد اثرهال کوانتومی جزئی، که مدتها به دنبالش بودند، نشدهاند.