روشهای سنتز نانو ساختارها

[ShapoorII]

تو این تاپیک میخوایم تکنیک های سنتز نانو ساختارها و تجهیزاتی که تو اون تکنیک استفاده میشه ر بررسی کنیم.

قبلن بعضی روشا تو تاپیک نانو تکنولوژی معرفی شده ـن، این بار قصد داریم دید تحلیلیتری ب موضوع داشته باشم و نکات المپیادی یا پرسشایی ک تو مسابقه ملی ارائه شده ر هم بررسی کنیم.
برای شروع لیستی از مهمترین و پرکاربردترین روشها میذارم و بعدن به انتخاب شما یک موردُ با هم بررسی میکنیم:

الکترواسپینینگ[nb]electrospinning[/nb]
سل-ژل [nb]sol-gel[/nb]
اسپین کوتینگ [nb]spin coating[/nb]
لیتوگرافی [nb]lithogeraphy[/nb]
رسوب دهی شیمیایی[nb]Chemical Precipitation Synthesis[/nb]
هیدروترمال[nb]hydrothermal[/nb]
مایسل معکوس[nb]reverse micelle[/nb]
رسوب شیمیایی فاز بخار[nb]chemical vapor precipitation[/nb]
رسوب فیزیکی فاز بخار[nb]physical vapor precipitation[/nb]
آندایزینگ[nb]anodizing[/nb]
آسیا کاری و آلیاژ سازی مکانیکی[nb]mechanical alloying[/nb]
لایه نشانی فیزیکی بخار[nb]physical vapor deposition[/nb]
لایه نشانی شیمیایی بخار[nb]chemical vapor deposition[/nb]
روشهای سبز سنتز نانو ساختارها[nb]green methods for synthesis of nanostructures[/nb]

برخی تکنیکهاها مقدمۀ سایر روشاـن، پس لازمه پیش از بقیه بررسی بشن

 

[baseri]

پاسخ : تجهیزات و روشهای سنتز نانو ساختارها

خب نظر سنجی که 3 نفر بیشتر شرکت نکردن ، رسوب دهی شیمیایی بیشتر رای داره ! از همین شروع کنیم؟

 

[ShapoorII]

پاسخ : تجهیزات و روشهای سنتز نانو ساختارها

روشهای شیمیای
رسوب دهی شیمیایی از فاز مایع
مزیت کلی این روشا قابلیت "مهندسی ویژگیهای نانوساختار" اصلاح سطح[nb]Surface Modification[/nb] و تولید لایه نازک[nb]Thin Film[/nb] علاوه بر نانو پودره. با روشی مث آسیاکاری فقط میشه نانو پودر تولید کرد.
تو مقایسه با روشای فیزیکی تجهیزات خیلی ساده تری نیازه، کلن چنتا بشر و ارلن + هیتر-مگنت استیرر اما فاکتورای زیادی هستن ک باید کنترل بشن تا فراورده دلخواه ب دست بیاد همچنین خلوص و کیفیت مواد اولیه م اهمیت زیادی داره. بنابر این تولید محصول مرغوب با این روش نیاز ب دانش علمی و فنی بالا، دقت و خلاقیت داره
در مجموع این روش قابلیت خیلی خوبی وا3 تولید نانوساختارها تو مقیاس بزرگ و صنعتی داره
جزو روشهای پایین ب بالا طبقه بندی میشه. تو بعضی نوشتارا به روشهای رسوب دهی از فاز مایع اصطلاحن "روش سنتز مرطوب" یا "سنتز از فاز محلول" هم گفته میشه
یکی از اصلیترین و پرکاربردترین شاخه های سنتز نانو ساختارها ب روشهای شیمیایی، ترسیب(رسوب دهی) شیمیاییه. ب این روش گاهی همرسوبی م میگن. اساس این روش ایجاد ماده ای نامحلول(یا گاهی کم محلول) از محلول مواد اولیه ـست. با کنترل سینتیک این فرایند، فراورده ای با خواص دلخواه بدست میاد. برای مطالعه راحتتر فرایند ترسیب شیمیایی ر ب مراحل هسته زایی[nb]Nucleation[/nb] و رشد[nb]growth[/nb] تقسیم میکنن. منظور از کنترل سینتیک واکنش، کنترل همین 2مرحله ـست ک کیقیت فراورده ر مشخص میکنه. معمولن محصول نهایی آمورفه پس برای رسیدن ب مورفولوژی مناسب، انجام فرایندای حرارتی ثانویه مث باز پخت یا کلسیناسیون لازمه؛ این فرایندا میتونن باعث کلوخه ای شدن و در نتیجه افزایش پراکندگی اندازه ذرات و کاهش کیفیتشون بشه. ب همین دلیل تهیه ذرات تک پخش ب روش ترسیب شیمیایی کار مشکلیه.
پایه روشهای شیمیایی تر، واکنشهای بنیادی شیمیه. این واکنشا ر معمولن "فرایندهایندهای سنتزی همرسوبی[nb]Coprecipitation[/nb]" میگن، نهایتن موجب رسوب دهی ترکیبات جامد از محلول اولیه میشن. این واکنشا مواردی مث واکنشای رسوبی، اکسایش-کاهش، فرایندای هیدرولیز، پلیمریزاسیون، تراکم و ترمولیزه.
واکنشای رسوبی: وقتی غلظت 1 جامدی از حلالیتش بیشتر میشه، شروع میکنه ب رسوب دادن. وقتی میگیم نمکی مث نقره کلرید تو آب نامحلوله این ب این معنی نیست ک اصلن تو آب حل نمیشه بلکه یعنی میزان حلالیتش تو آب کمتر از 1g در هر لیتر آبه. واکنشای جانشینی متقابل[nb]Metathesis Reaction[/nb] یا همون جانشینی 2گانه قابلیت خوبی برای سنتز ترکیبات نامحلول دارن.

واکنشای اکسایش-کاهش[nb]Redox[/nb]: یکی از راههای سنتز نانوذرات فلزیه. مثلن برای سنتز نانوذرات نقره میشه با استفاده از عامل کاهنده مناسب، از محلول AgNO3 تحت شرایط کنترل شده یون نقره ر ب صورت فلز نقره احیا کرد.

ادامه دارد ....​

 

[Aniii!!!]

پاسخ : روشهای سنتز نانو ساختارها

2.روش های تخریب حرارتی (Thermal Decomposition)،
سولوترمال و هیدروترمال (Solvothermal and Hydrothermal)، سنتز در میکروامولسیون (Microemulsion) یا مایسل معکوس (Reverse Micelle)، سل-ژل (Sol-Gel) و روش های ترسیب شیمیایی (Chemical Precipitation) از این دسته اند.

2- روش ترسیب شیمیایی (Chemical Precipitation Synthesis)
می‌توان گفت که روش ترسیب شیمیایی، اصلی ترین و جزء اولین‌ها در میان روش‌های شیمیایی ساخت نانوذرات است. این روش گاه به طور دقیق‌تر روش هم رسوبی (Co-precipitation) نیز نامیده می‌شود، چرا که هم‌رسوبی فرآیندی‌است که در آن یک‌ماده محلول در محیط به یک ساختار نامحلول تبدیل می‌شود. اصول این روش سنتزی در بسیاری از روش‌های دیگر سنتز از فاز محلول نیز تکرار می‌شود. به طور عمومی، تشکیل محصولات کم‌محلول از فاز آبی اساس این روش است. فرآیند رسوب‌گیری شیمیایی مراحل هسته‌زایی (Nucleation) و رشد (Growth) را در بر دارد. کنترل همین دو مرحله است که منجر به تولید محصولات با کیفیت می گردد. بسیاری از ترکیباتی که با این روش (خصوصا در دماهای پایین ایجاد می‌شوند)، حالت بی‌شکل (Amorphous) دارند. لذا برای به‌دست آوردن محصولاتی با ساختار بلوری مناسب، انجام فرآیندهای حرارتی ثانویه همچون کلسینه شدن (Calcination) یا بازپخت (Post Annealing) ضروری است. هرچند چنین فرآیندهای حرارتی ثانویه‌ای می‌توانند منجر به کلوخه‌ای شدن و کاهش کیفیت ذرات محصول شوند. از همین رو تهیه ذرات تک‌پخش با روش ترسیب شیمیایی به سختی مهیا می‌شود.