امروز: چهارشنبه 28 آذر 1397
دسته بندی محصولات
بخش همکاران
بلوک کد اختصاصی

مبانی نظری نانو فناوری و نانو در معماری

مبانی نظری نانو فناوری و نانو در معماری دسته: فنی و مهندسی
بازدید: 13 بار
فرمت فایل: docx
حجم فایل: 85 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 48

مبانی نظری نانو فناوری و نانو در معماری

قیمت فایل فقط 29,700 تومان

خرید


فصل دوم: مفاهیم نانو فناوری    7
2-1- تعریف نانو    8
2-2- مقیاس نانو    8
2-3- تعریف فناوری نانو    8
2-4- چرا نانو فناوری؟    9
2-5- تاریخچه فناوری نانو    10
2-6- تقویم توسعه فناوری نانو    13
2-7- وضعیت جهانی نانو فناوری    16
2-8- ماهیت و ساختار فناوری نانو    18
2-9- اهمیت و ضرورت فناوری نانو    19
2-9-1- ضرورت اولویت دادن به توسعه فناوری نانو در ایران    20
2-10- آینده توسعه فناوری نانو    20
2-10-1- فناوری های قابل دسترس در کوتاه مدت    21
2-10-2- فناوری های قابل دسترس در میان مدت     21
2-10-3- فناوری های قابل دسترس در بلند مدت    21
فصل سوم : نانو در معماری    22
3-1- نانو .ذرات    23
3-1-1- منابع نانو ذرات    23
3-2- فولرین های کربنی     24
3-2-1- باکی بال    24
3-2-2- نانو لوله های کربنی
نانو در معماری    22
3-1- نانو .ذرات    23
3-1-1- منابع نانو ذرات    23
3-2- فولرین های کربنی     24
3-2-1- باکی بال    24
3-2-2- نانو لوله های کربنی     24
3-2-2-1-انواع نانو لوله    25
3-3- نانو معماری    26
3-3-1- فناوری نانو در معماری    26
3-4-تاثیرات مواد و مصالح بر معماری    27
3-5-تولید بتن هایی با کارایی بالاتر    28
3-5-1-نانو سیلیکا استحکام بتن را افزایش می دهد    29
3-5-2-بتن خود ترمیم کننده ترک    30
3-5-3-بتن های خود تمیز شونده و آلاینده زدا    30
3-6-خواص و کاربرد نانو ذرات آهن    30
3-6-1-مزایا و ویژگی های نانو ذرات آهن    31
3-6-2-روش های تولید نانو پودر آهن    32
3-6-3-افزایش استحکام فولاد با استفاده از فناوری نانو    32
3-6-4-افزایش مقاومت به خوردگی فولاد با استفاده از نانو فناوری    33
3-6-5-افزایش مقاومت دربرابر خوردگی با نانو لوله های کربنی    33
3-7-گچ،آجر و سیمان متاثر از فناوری نانو    34
3-8- کاشی و سرامیک خود تمیز شونده    35
3-8-1- سرامیک خود ترمیم گر    35
3-9-افزایش ماندگاری چوب با استفاده از فناوری نانو    36
3-10-کاربردهای فناوری نانو در صنعت شیشه    37
3-10-1-شیشه های خود تمیز شونده    37
3-10-2-برخی مزایا و ویژگی های شیشه های خود تمیز شونده    38
3-10-3-شیشه های رنگی حاوی نانو ذرات    39
3-10-4-شیشه های نانو متخلخل    39
3-10-5-شیشه های ذخیره کننده انرژی    40
3-11-نانوپوشش های هوشمند    41
3-11-1- نانوپوشش های هوشمند تمیز شونده    42
3-11-2- نانو پوشش های هوشمند ت صفیه کننده هوا    42
3-11-3-تولید پوشش های ضد مه با استفاده از نانو ذرات    43
3-11-4- پوشش های ضد نقش وضد نوشتار(ضد دیوار نویسی)    43
3-12- دستگاه تصفیه کننده هوای اتاق    46
3-13- آئروژل ها    47
3-14- نانوژل    47
3-15-ساخت سلول های خورشیدی سه بعدی با استفاده از نانو لوله های کربنی    48





2-1- تعریف نانو
کلمه نانو در زبان یونانی به معنای کوتوله است و معنی آن حاصل تقسیم یک بر هزار میلیون است! واحد اندازه گیری در این مقیاس را نانومتر (nm) می گویند که برابر با یک میلیونیوم متر است. برای ملموس تر شدن مفهوم آن بد نیست یادآور شویم که ضخامت تار موی انسان تقریباً 75000 نانومتر است. نکته ظریف اینجا است که طول 10 اتم هیدروژن در کنار هم معادل یک نانومتر می شود.

2-2- مقیاس نانو

عبارت نانو از نانومتر مشتق شده است . مقیاس طولی به این کوچکی برای مواد و مصالح ، به دلایل گوناگون بسیار مهم است ، چرا که تاثیرات زیادی بر ویژگی ها و رفتار مکانیکی ، حرارتی ، الکتریکی ، مغاطیسی ، اپتیکی و زیبایی شناسی آنها دارد .
بدون شک اگر این پرسش را مطرح کنیم که « کوچکترین ذره ی ماده چیست ؟ » ، بیشتر مردم پاسخ خواهند داد : « اتم » اتم ها ، قطری ، در حدود یک دهم نانومتر دارند . خود اتم ها از ذرات ریزتری ساخته می شوند که با آنها آشناییم ، یعنی الکترونها ، پروتن ها و نوترون ها . این ذرات به مراتب کوچکترند ، یعنی دارای قطری حدود یک فمتومترهستند . اگر بخواهیم از این ریزتر شویم ، باید به ابعاد و اندازه ها ، از منظر مکانیک کوانتومی نگاه کرده و فازی شدن  ابعاد و اندازه ها  ، تعریف را سخت خواهد کرد . از این رو، باید کار شکستن ذرات را در همین جا متوقف کنیم .

2-3- تعریف فناوری نانو

تعریف فناوی نانو با توجه به ماهیت و زمینه های گسترده فعالیت آن ، در عین سادگی ، بسیار دشوار است . شاید بتوان گفت هنوز تعریف کاملی که تمام خصوصیات این پدیده را بیان کند ، وجود ندارد . با وجود این در اینجا به چند تعریف مفید و کاربردی اشاره می کنیم .
فناوری نانو یعنی بررسی مواد در ابعاد اتمی یا مولکولی و یا بررسی مواد در مقیاس یک میلیاردیوم آن . این ساده ترین و عامیانه ترین تعریفی است که می توان از فناوری نانو ارائه داد . می دانیم که یک نانومتر ده به توان منفی نه یا یک میلیاردیوم متر است . این عدد یک هشتاد هزارم قطر موی انسان و یا ده برابر قطر یک اتم هیدروزن است .
آلبرت فرانکس یکی از پیشگامان توسعه ی کاربردهای صنعتی فناوری نانو معتقد است : فناوری نانو بخشی از علم و فناوری است که از ابعاد کوچکترین ارقام با معنی در محدوده ی 0.1 تا 100 نانومتر در آن نقش اساسی ایفا می کنند .
با توجه به این تعریف فناوری نانو توصیف همه جانبه ی فعالیتها و تلاشهایی است که با دست بردن به اساسی ترین جزء ماده ( اتم ها ) ، باعث می شود تا به خواص خارق العاده ای از آن دست یابیم ؛ چرا که اگر مواد به کوچکترین ابعادشان ( اتم ها یا ملکول ها ) شکسته شوند ، می توانیم خصوصیات بنیادیشان را تغییر دهیم و آنها را به ماده ای تبدیل کنیم که در حالت عادی تهیه و تولید آنها به هیچ عنوان امکان پذیر نیست .
حال با این توضیح ، مفهوم تعریف اول نیز مشخص تر می شود ؛ به این معنی که هر فعالیتی در مقیاس نانو را نمی توان نان  فناوری نامید ؛ بلکه فناوری نانو به آن دسته از فعالیتهایی اطلاق می شود که با دست بردن در نحوه چینش اتم های مقیاس نانو مرتبط هستند .
با این توضیحات فناوری نانو دانشی است که به دنبال دست یابی به روشها ، فنون ، مواد و ابزارهای مورد نیازی است تا بتواند چنین تحولاتی را در موارد مختلف ایجاد کند ، به عبارت بهتر فناوری نانو نگرش جدید به انواع رشته های علمی است و تمام عرصه های مختلف علم و فناوری را دربر می گیرد .

2-4- چرا نانو فناوری ؟

تصور کنید که اعضای بدن انسان را به اجزای بنیادین آن تفکیک کنیم ، پس از آن قادر خ.اهیم بود که مقادیر قابل توجهی از گازها ، یعنی هیدروژن ، اکسیژن و نیتروژن ، حجم قابل توجهی از کربن و کلسیم ، ذرات ریزی از فلزات مانند آهن ، منیزیم و روی و میزان اندکی از دیگر عناصر شیمیایی را گرد آوریم . مجموع بهای این مواد و ذرات به دست آمده ، از قیمت یک جفت کفش مرغوب ، کمتر است . اما آیا ارزش انسان این قدر کم است ؟ به طور قطع ، پاسخ منفی است . آرایش این اجزا و عناصر و چیدمان و روش تلفیق شدن آن ها با یکدیگر ، به قسمی است که با انسان موجودیت بخشیده و او را قادر می کند تا بتواند صحبت کند ، فکر کند ، بخورد و بیاشامد و تولید مثل کند . با توجه به مثال یاد شده این پرسش اساسی مطرح می شود : چه می شود اگر ما مسیر طبیعت را دنبال کرده و هر چه را می خواهیم ، اتم به اتم و مولکول به مولکول بسازیم ؟
رویکرد کلی در دنیای مواد و مصالح ، به ویژه سرامیک ها ، بر این استوار است که بتوان پودرهای ریزتری تولید کرد که در فراروی نهایی و هم جوشی با فناوری نانو ، راه هایی را بر متخصصان عرضه کرده که بتوانند ابزارها را کوچک تر ، ارزان تر ، سبک تر و سریع تر بسازند و کارها را هوشمندانه تر انجام دهند . فناوری نانو کمک می کند تا این ابزارها و مواد جدید ، هم مواد اولیه ی کمتری مصرف کنند و هم انرژی کمتر . نانو فناوری ، دانشمندان عرصه های مختلف را واداشته تا از محصولات ساده ، به سمت محصولات پیچیده حرکت کنند که نمونه ی بارز آن را می توان در پیشرفت های صنعت ساخت تلفن های همراه مشاهده کرد که در چندسال اخیر ، به طرز شگفت آوری پیش رفته است . این تلفن های کوچک و کوچکتر شده و در عین حال هوشمندتر ، سریع تر و ارزان تر می شوند .
پیرامون فناوری نانو و حوزه ی عملکرد آن ، از منظر دانش های مختلف ، تفسیرهای متفاوتی ارائه شده است ، اما در این کتاب که صنعت ساختمان را مطمح نظر دارد ، کانون توجه بر مهندسی مواد ، خلق هدفمند مواد جدید ، اصلاح و بهبود ویژگی های برخی مواد و مصالح موجود و ساخت و اصلاح ماشینی و مکانیکی مواد مهندسی در مقیاس نانو متمرکز شده است.

2-5- تاریخچه فناوری نانو

فیزیکدان پرآوازه ی انگلیسی ، لرد مایکل فارادی ( که در علم شیمی هم صاحب نظر بود ) ، اولین پژوهش ها را درباره ی آثار رنگی طلا در ابتدای سده ی نوزدهم انجام داد. در سال 1926 ، شیمیدان اتریشی ، ریچارد زیگموند ، جایزه ی نوبل را در شیمی برای مطالعات در این زمینه ، از آن خود کرد . در ابتدای قرن بیستم ، وی شیشه ی لعل طلایی را آزمایش کرد و در سال 1913 به اختراع میکروسکپی دست یافت که به وسیله ی آن می شد ذرات ریز تا مقیاس نانو را مشاهده کرد .
اما ماجرا به همین جا ختم نشد و فناوری نانو ، پیشرفت افسانه گونه خود را در کریسمس سال 1959 آغاز کرد . در 29 دسامبر ، اعضای انجمن فیزیک آمریکا برای برگزاری نشست سالیانه ی خود ، در پاسادینای کالیفرنیا گرد هم آمدند . در این نشست که در یکی از دانشگاههای خصوصی ممتاز آمریکا ، یعنی انستیتوی تکنولوژی کالیفرنیا ( کلتک ) برگزار شده بود ، ریچارد فاین من که بعدها برنده ی جایزه نوبل فیزیک شد ، سخنرانی معروف خود با عنوان « فضای بسیار زیادی در مقایسه خُرد وجود دارد » را ارائه داد . او در این سخنرانی ، نوعی پیشگـویی عجیب و خیـره کننده را بخ معرض نمایش گذاشت ، با بیـان این جمـلات : « دنیای حیرت آور کوچکی وجد دارد که ما از آن نا آگاهیم . در سال 2000 ، هنگامی که آدمیان به عقب برگشته و به زمان ما نگاه کنند ، با تعجب از خود خواهند پرسید ، چرا تا سال 1960 هیچ کس کار جدی در این زمینه انجام نداده است ؟» سخنان او مملو از ایده های پیشگامانه مبتنی بر دستکاری مستقیم در ساختار اتم ها و کنترل آنها بود . از آن پس ، اظهارات عجیب فاین من که دیگر برای دانشمندان باور کردنی شده بود ، به مجموعه اطلاعات دایره المعارف بریتانیکا اضافه شد . در آن زمان ، تعریف فناوری نانو ، عبارت از انجام کارهای تحقیقاتی در فضایی به اندازه ی سر سوزن بود . دانشمندان این حوزه ، پا را فراتر گذاشته و ابعاد و اندازه ها را بیش از پیش کوچک کردند و به این ترتیب ، تغییرات بنیادی در قوانین علوم مورد استفاده ی بشر پدید آوردند . قصد فاین من از انتخاب این عنوان برای فناوری جدید نه تنها تاکید بر وجود فضایی در مقیاس بسیار خرد در زیر دستان انسان بود ، بلکه منظور وی بیان گستردگی این عرصه نیز بوده است . وی بدون اینکه وارد جزئیات شود ، آنچه را که به نظرش ممکن بود ایناینگونه توصیف کرد : « بحث من این نیست که چگونه باید به این سو حرکت کنیم ، بلکه تنها می خواهم به شما بگویم که به طور کلی ، چه امکان گسترده ای فراروی ماست . به عبارت دیگر ، باید به دنبال آنچه باشیم که بنا بر قواعد و قوانین فیزیک میسر است». سخنرانی او برای اولین بار در فوریه ی سال 1960 ، در مجله ی مهندسی و دانش که به وسیله کلتک منتشر می شد چاپ شد . به حق ، می توان فاین من را پدر نانو فناوری نامید . با توجه به توسعه و امکان تولید مصالح جدید ( عرصه ای که از منظر صنعت ساخت و ساز و معماری نیز مورد توجه ویژه است ) ، او پرسشی اساسی را درباره کیفیت مصالح که محصول دستکاری آگاهانه و کنترل شده در ساختار اتم هاست ، مطرح نمود . درواقع ، ژرف اندیشی فاین من ، آغازی بود برنوآوری های جدید در کستره ی اتم ها و مولکول ها و متعاقب آن ، چشم اندازی پهناور از امکانات طراحی ، پیش روی طراحان گشوده شد. در عصر ما « جایزه ی فاین من در نانو فناوری » که به پیشگامان این حوزه تقدیم می شود ، از دیگر آثار به جامانده از اوست . این فیزیکدان برجسته با تعیین جایزه در راستای انجام دو ماموریت ، اساس اهدای این جایزه را مبنا نهاد ؛ ماموریت نخست ، نگارش متن یک صحفه از کتاب در مقیاس 1:25،000 بود که تنها به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی قابل خواندن باشد و دوم ، گسترش و بسط موتورهای الکتریکی در ابعادی حدود 64/1 اینچ . نیومن در اوایل سال 1960 موفق به انجام ماموریت اول شد . اما ماموریت دوم ، تا 26 سال بعد ناتمام ماند ، تا اینکه در سال 1985 ، مک للن آن را به اتمام رساند .
فاین من بار دیگر سخنرانی خود را ارائه داد . این بار در سال 1983 و در مرکز مطالعات و تحقیقات ناسا . او نام سخنرانی خود را « ماشین های بی نهایت کوچک » نامید و درباره ی ریز پردازنده های رایانه ای صحبت کرد .

قیمت فایل فقط 29,700 تومان

خرید

برچسب ها : مبانی نظری نانو فناوری و نانو در معماری , مبانی نظری نانو فناوری , مبانی نظری نانو در معماری

نظرات کاربران در مورد این کالا
تا کنون هیچ نظری درباره این کالا ثبت نگردیده است.
ارسال نظر