امید عباسی
18th October 2008, 02:02 PM
-1 مقدمه
وقتی صحبت از مقیاس نانو می شود، یعنی توانایی ساخت در مقیاس ابعاد اتم ها و تهیه مواد با دقت اتمی مورد نظر است . این توانایی به ما اجازه میدهد از محدودیتهاي اندازه که به صورت طبیعی وجود دارد فراتر رفته و روي واحدهاي ساختاري کار شود، جائیکه تعیین کننده خاصیت مواد است و با تغییر در آن، میتوان خواص مواد را تغییر داد.
نانو تکنولوژي یک رشته جدید نیست ، بلکه رویکردي جد ید در تمام رشته ها است . فناوري نانو کاربردهاي وسیعی در حوزه هاي مختلف از جمله صنایع غذایی ، داروئی،پزشکی،بیوتکنولوژي، الکترونیک و کامپیوتر وارتباطات و حمل ونقل و انرژي و محیط زیست و هوا فضا و ... دارد. تغییر مقیاس ساخت باعث تغییراتی اساسی در نحوه طراحی سیستم ها خواهد داشت ، زیرا در مقیاس نانو ، نیروهاي بین مولکولی و نیروه اي دیگر مرتبط وارد
محاسبات می شوند . کنترل مواد در مقیاس نانو به معناي ساختن ساختارهاي بنیانی در مقیاسی است که در آن اندازه ه ا خواص اساسی معین می شود (نانو آخرین مقیاس تولید ) وبنابراین کنترل خواص مواد حاوي ذرات نانو بهتر امکان پذیر می باشد .
اکنون اگرچه مطالعات و کنکاشهاي مربوط به روش ه اي تولید به پایان رسیده است ، ولی معذلک پیش بینی میشود تا در سالهاي 2010 تا 2015 ، دوره مناسبی براي پیشرفت نانوکارخانه ها باشد .سیستم ه اي ساخت قابل برنامه ر یزي و قابل عمل (نانو کارخانه ها)، تجارت و صنعت مرتبط با آن را دگرگون خواهد کرد
با توجه به اهمیت کنترل خواص مواد ساختمانی (سیمان و بتون ) در سالهاي اخیر ،تحقیقات زیادي در راستاي بکار گیري نانو ذرات در سیمان وبتون انجام شده است ، که در این کار مطالعاتی، بخش عمده اي از مجموعه مقالات مرتبط، گرد آوري و تنظیم شده است.
-2 نانو سیمانها
در سالهاي اخیر تحقیقات زیادي در خصوص افزودن نانو ذرات به سیمان انجام گرفته است[ 4] نانو ذرات افزودنی به سیمان هم می تواند از نوع ترکیبات تشکیل دهنده خود سیمان(اکسید سیلیس،اکسیدآهن وآلومینا) باشند و هم از ترکیباتی دیگر( براي مثال کربونانوتیوب)، که در جهت ایجاد خواصی مشخص و معین در سیمان ، کاربرد دارند . به عنوان مثال، براي حصول به سیمانی با خواص مناسب جهت استفاده در چاه هاي نفت افزودن نانو ذرات
مناسب می باشد. در حال حاضر متخصصین پژوهشگاه صنعت نفت* به دانش فنی مورد نیاز براي ساخت نانو افزودنی مناسبی براي کنترل خواص سیمان کاري جداره چاههاي نفتی دست یافته اند[ 5]. هدف اصلی استفاده از نانو افزودنی ها در سیمان جداره چاههاي نفتی مقابله با وجود مشکلاتی از لحاظ پایین بودن فشار مخزن و ضرورت ایجاد فشار لازم توسط سیمان
استفاده شده می باشد.
همچنین استفاده از کربن نانوتیوب به عنوان نانو افزودنی در سیمان پتانسیل فوق العاده
قوي(سیمان سخت ) ایجاد می کند چون هم یک ماده تقویت کننده ایده ال می باشد و هم قطر آن شبیه اندازه کلسیم -سیلیکات-هیدرات است از دیگر کاربردهاي کربن نانوتیوب در صنعت ساختمان استفاده ازآن به عنوان اجز اء ساختاري و عامل انتقال حرارت می باشد به نحوي که یکی از کاربردهاي آن، به کار گیري براي گرم کردن ساختمان ها می باشد
در حال حاضر در کشور چین ، بیشترین تحقیقات در جهت بررسی خواص نانو سیمانه ا، انجام
شده است و لذا بسیاري از مقالات معتبر در خصوص بررسی خواص نانو سیمانها مربوط به
دانشگاه هاي این کشور ، است . به طور کلی مهمترین عامل درکنترل خواص نانو سیمانه ا، علاوه بر خواص نانو ذرات، اختلاط مناسب نانو ذرات و سیمان می باشد . نانو سیمانها به دلیل مقاومت بالا و خواص ساختاري بهبود یافته، کاربرد هاي زیادي دارند براي مثال، از این نوع سیمانها، براي ساخت آسمان خراشها، ساختمان هاي ریاست جمهوري ونظامی (ضد گلوله ) و در مناطقی که خورندگی زیاد است، استفاده می شود.
در ادامه انواع نانو سیمانه اي، خواص آنهامقایسه خواص آنه ا با سایر سیمانها و مزای اي تولید هر کدام از آنها، مورد بررسی قرار می گیرد..
بر اساس مقاله سرکار خانم رحیمی
وقتی صحبت از مقیاس نانو می شود، یعنی توانایی ساخت در مقیاس ابعاد اتم ها و تهیه مواد با دقت اتمی مورد نظر است . این توانایی به ما اجازه میدهد از محدودیتهاي اندازه که به صورت طبیعی وجود دارد فراتر رفته و روي واحدهاي ساختاري کار شود، جائیکه تعیین کننده خاصیت مواد است و با تغییر در آن، میتوان خواص مواد را تغییر داد.
نانو تکنولوژي یک رشته جدید نیست ، بلکه رویکردي جد ید در تمام رشته ها است . فناوري نانو کاربردهاي وسیعی در حوزه هاي مختلف از جمله صنایع غذایی ، داروئی،پزشکی،بیوتکنولوژي، الکترونیک و کامپیوتر وارتباطات و حمل ونقل و انرژي و محیط زیست و هوا فضا و ... دارد. تغییر مقیاس ساخت باعث تغییراتی اساسی در نحوه طراحی سیستم ها خواهد داشت ، زیرا در مقیاس نانو ، نیروهاي بین مولکولی و نیروه اي دیگر مرتبط وارد
محاسبات می شوند . کنترل مواد در مقیاس نانو به معناي ساختن ساختارهاي بنیانی در مقیاسی است که در آن اندازه ه ا خواص اساسی معین می شود (نانو آخرین مقیاس تولید ) وبنابراین کنترل خواص مواد حاوي ذرات نانو بهتر امکان پذیر می باشد .
اکنون اگرچه مطالعات و کنکاشهاي مربوط به روش ه اي تولید به پایان رسیده است ، ولی معذلک پیش بینی میشود تا در سالهاي 2010 تا 2015 ، دوره مناسبی براي پیشرفت نانوکارخانه ها باشد .سیستم ه اي ساخت قابل برنامه ر یزي و قابل عمل (نانو کارخانه ها)، تجارت و صنعت مرتبط با آن را دگرگون خواهد کرد
با توجه به اهمیت کنترل خواص مواد ساختمانی (سیمان و بتون ) در سالهاي اخیر ،تحقیقات زیادي در راستاي بکار گیري نانو ذرات در سیمان وبتون انجام شده است ، که در این کار مطالعاتی، بخش عمده اي از مجموعه مقالات مرتبط، گرد آوري و تنظیم شده است.
-2 نانو سیمانها
در سالهاي اخیر تحقیقات زیادي در خصوص افزودن نانو ذرات به سیمان انجام گرفته است[ 4] نانو ذرات افزودنی به سیمان هم می تواند از نوع ترکیبات تشکیل دهنده خود سیمان(اکسید سیلیس،اکسیدآهن وآلومینا) باشند و هم از ترکیباتی دیگر( براي مثال کربونانوتیوب)، که در جهت ایجاد خواصی مشخص و معین در سیمان ، کاربرد دارند . به عنوان مثال، براي حصول به سیمانی با خواص مناسب جهت استفاده در چاه هاي نفت افزودن نانو ذرات
مناسب می باشد. در حال حاضر متخصصین پژوهشگاه صنعت نفت* به دانش فنی مورد نیاز براي ساخت نانو افزودنی مناسبی براي کنترل خواص سیمان کاري جداره چاههاي نفتی دست یافته اند[ 5]. هدف اصلی استفاده از نانو افزودنی ها در سیمان جداره چاههاي نفتی مقابله با وجود مشکلاتی از لحاظ پایین بودن فشار مخزن و ضرورت ایجاد فشار لازم توسط سیمان
استفاده شده می باشد.
همچنین استفاده از کربن نانوتیوب به عنوان نانو افزودنی در سیمان پتانسیل فوق العاده
قوي(سیمان سخت ) ایجاد می کند چون هم یک ماده تقویت کننده ایده ال می باشد و هم قطر آن شبیه اندازه کلسیم -سیلیکات-هیدرات است از دیگر کاربردهاي کربن نانوتیوب در صنعت ساختمان استفاده ازآن به عنوان اجز اء ساختاري و عامل انتقال حرارت می باشد به نحوي که یکی از کاربردهاي آن، به کار گیري براي گرم کردن ساختمان ها می باشد
در حال حاضر در کشور چین ، بیشترین تحقیقات در جهت بررسی خواص نانو سیمانه ا، انجام
شده است و لذا بسیاري از مقالات معتبر در خصوص بررسی خواص نانو سیمانها مربوط به
دانشگاه هاي این کشور ، است . به طور کلی مهمترین عامل درکنترل خواص نانو سیمانه ا، علاوه بر خواص نانو ذرات، اختلاط مناسب نانو ذرات و سیمان می باشد . نانو سیمانها به دلیل مقاومت بالا و خواص ساختاري بهبود یافته، کاربرد هاي زیادي دارند براي مثال، از این نوع سیمانها، براي ساخت آسمان خراشها، ساختمان هاي ریاست جمهوري ونظامی (ضد گلوله ) و در مناطقی که خورندگی زیاد است، استفاده می شود.
در ادامه انواع نانو سیمانه اي، خواص آنهامقایسه خواص آنه ا با سایر سیمانها و مزای اي تولید هر کدام از آنها، مورد بررسی قرار می گیرد..
بر اساس مقاله سرکار خانم رحیمی