أشكال المواد النانويه وتعريفاتها

Posted by أحمد يوسف أحمد علي بكر on 12:50:00 م in الفلورينات | 4 comments

أشكال المواد النانويه وتعريفاتها:

1- النقاط الكميه Quantum dots :

وهي عباره عن تركيب نانوي شبه موصل ثلاثي الأبعاد أبعاده من2 الي 10 نانومتر وهذا يساوي من 10 الي 50 ذره في النانومتر الواحد أو تقريبا من 100 الي 100000 ذره في النقطه الكميه الواحده ولتقريب الصوره تخيل معي أن عرض صباع أبهامك يساوي 3 ملايين نقطه كميه بجانب بعضها البعض عندما يكون قطر النقطه الكميه يساوي 10 نانومتر.

2- الفلورين Fullerene :

وهو عباره عن جزئ مكون من 60 ذره كربون ورمزه C60 وقد أكتشف في سبتمبر عام 1985م علي يد ثلاثه علماء هم " روبرت كيرل ، هارولد كروتو ، ريتشارد صمولي " بمعاونه أثنان من طلبتهم ولكن لان جائزه نوبل لا تقسم علي أكثر من ثلاثه فقد نال الطالبان المجد التاريخي وحصل الثلاث علماء علي جائزة نوبل في الكيمياء في 10 ديسمبر 1996م ( في ذكري مرور مائة عام علي وفاة ألفريد نوبل ) جزئ الفلورين كروي الشكل ومتماثل ويختلف شكل الفلورينات عن ذرات الكربون العاديه مثل الجرافيت والماس ويطلق عليها اسم " فلورينات باكمنستر "نسبه للمهندس والمخترع الأمريكي "باكمنستر فولر" ولكن الأكتشاف الحقيقي لمجموعه الفلورينات علي يد " صمولي ، كروتو " حيث قاما باجراء التجارب علي أحد مخترعات صمولي التي ابتكرها لدراسه الجزيئات والتجمعات الذريه وقد كان كروتو مهتما بتقنيه التبخير بالليزر التي ابتدعها صمولي لإثبات صحه إحدي نظرياته المتعلقه بالكربون المنبعث من سلسله طويله من الذرات الكربونيه في الفضاء بين النجوم حيث كان كروتو يري أن النجوم العملاقه الحمراء الغنيه بالكربون تطلق ذرات كربون معقده يعجز رادار الفضاء عن رصدها ويعد صمولي أحد رواد تكنولوجيا النانو في العصر الحديث نظرا لقدرته علي شرح الأبحاث التي تتناول كريات الكربون ومجموعه الفلورينات وتكنولوجيا النانو بصفه عامه أما العالم فاينمن فيمكن أن نعتبره واضع أساس تكنولوجيا النانو قديماً ويشبه الفلورين تماما كره القدم التي تحتوي علي 12 شكل خماسي و20 شكل سداسي ومنذ أكتشاف كيفيه تصنيع الفلورين عام 1990م وهو يحضر بكميات تجاريه كما أمكن الحصول علي جزيئات بأعداد مختلفه من ذرات الكربون مثل C36 و C48 و C70 الا أن العلماء أبدوا أهتماما خاصا بالجزئ C60 ولقد سمي هذا التركيب بالفلورين نسبه للمخترع والمهندس المعماري ر. بكمنستر فولر (R.Buckminster Fuller) ومنذ ذلك الحين وقد نشأ فرع جديد في الكيمياء يسمي كيمياء الفلورين وقد عرف أكثر من 9000 مركب فلورين منذ عام 1997م وظهرت تطبيقات مختلفه لكل من هذه المركبات ومنها المركب K3C60 و RbCs2C60 و C60-CHBr3 وقد أبدت هذه المركبات توصيليه فائقه وقد أكتشفت أشكال أخري من الفلورين منها الفلورين المخروطي والفلورين الأنبوبي اضافه للفلورين الكروي الذي نعرفه.

3- كرات البصل Bucky balls :

لأن تركيبها يشبه البصل فقد سماها العلماء كرات البصل bucky balls وقد يصل قطر الكرات النانويه الي 500 نانومتر أو أكثر وترتبط فيها ذرات الكربون ببعضها بقوة .

4- المركبات النانويه Nanocomposites :

هي عباره عن مواد يضاف اليها جسيمات نانويه خلال تصنيع تلك المواد فمثلا يؤدي اضافه أنابيب الكربون النانويه لتغيير خصائص التوصيلية الكهربية والحرارية للماده ويمكن اضافه جسيمات نانويه اخري تؤدي الي تحسين الخصائص الضوئية والميكانيكية وقوه الصلابة ويجب أن تكون الجسيمات النانويه التي نرغب في أضافتها للماده قليله جدا في حدود من 0.5% الي 5% وذلك لان النسبه بين المساحة السطحية الي الحجم في الجسيمات النانويه تكون عاليه جدا ومن المركبات النانويه المعروفة الأن هي مركبات البوليمر النانويه.

5- الجسيمات النانويه Nanoparticles:

هي تجمع ذري عدده يتراوح بين بضعه ذرات ومليون ذره ويظهر بشكل كروي تقريبا بنصف قطر أقل من 100 نانومتر ويتضمن الجسيم الذي نصف قطره واحد نانومتر 25 ذره أغلبها علي سطح الجسيم فجسيم السيليكون الذي به 25 ذره له نصف قطر 1 نانومتر ويوجد لجسيمات السيليكون أنصاف أقطار محدده وهي (1 & 1.67 & 2.15 & 2.9) نانومتر فقط.

6- الأنابيب النانويه Nanotubes:

تصنع الأنابيب النانويه أحيانا من مواد غير عضويه مثل أكاسيد الفلزات ( أكسيد الفانديوم، أكسيد المنجنيز)، ونيتريد البورون والموليبدينوم وهي شبيهه من ناحيه تركيبها بأنابيب الكربون النانويه ولكنها أثقل منها وليست بنفس القوه مثل أنابيب الكربون وتعد أنابيب الكربون النانويه التي أكتشفت عام 1991م أكثر أهميه نظرا لتركيبها المتماثل وخصائصها الفريده.

7- الألياف النانويه Nanofibres:

لاقت الألياف النانويه اهتماما كبيرا نظرا لتطبيقاتها الصناعيه المختلفه حيث أنها تتكون من عده أشكال منها السداسي والحلزوني والألياف الشبيهه بحبه القمح ومن أشهر الألياف النانويه تلك المصنوعه من ذرات البوليمرات.

8- الأسلاك النانويه Nanowires:

هي أسلاك بقطر يقل عن نانومتر واحد وبأطوال مختلفه اي بنسبه طول الي عرض تزيد عن 1000 مره لذا فهي تلحق بالمواد ذات البعد الواحد وهي تتفوق علي الاسلاك التقليديه ثلاثيه الابعاد لان الالكترونات تكون محصوره كميا باتجاه واحد مما يجعلها تحتل مستويات طاقه محدده تختلف عن تلك المستويات العريضه الموجوده في الماده الحجميه.