قابلیتهای محتمل تکنیکی نانوتکنولوژی

لینک دانلود خرید پایین توضیحات

فرمت word  قابل ویرایش پرینت

تعداد صفحات: 7

قابلیتهای محتمل تکنیکی نانوتکنولوژی

محصولات خود_اسمبل

کامپیوترهایی سرعت میلیاردها برابر کامپیوترهای امروزی

اختراعات بسیار جدید (که امروزه ناممکن است)

سفرهای فضایی امن مقرون صرفه

نانوتکنولوژی پزشکی واقع باعث ختم تقریبی بیماریها ، سالخوردگی مرگ میر خواهد شد.

دستیابی تحصیلات عالی همه بچه‌های دنیا

احیاء سازماندهی اراضی

برخی کاربردها

مدلسازی مولکولی نانوتکنولوژی

در سازمان دهی دستکاری مواد مقیاس نانو ، لازم است تمامی ابزار موجود جهت افزایش کارایی مواد وسایل بکار گرفته شود. یکی ابزار ، شیمی تحلیلی ، خصوصا مدل ‌سازی مولکولی شبیه ‌سازی است. امروزه ابزار تحقیقاتی فراگیری مانند روشهای شیمی تحلیلی مزیتهای فراوانی نسبت روشهای تجربی دارند. میهیل یورکاز شرکتContinental Tire North America می‌گوید:"روشهای تجربی مستلزم بهره‌گیری نیروی انسانی ، شیمیایی ، تجهیزات ، انرژی زمان است. شیمی تحلیلی امکان هر فرد مهیا می‌سازد فعالیتهای شیمیایی چندگانه‌ای 24 ساعت شبانه ‌روز انجام دهد. شیمیدانها می‌توانند انجام ازمایشها توسط رایانه ‌، احتمال فعالیتهای غیرموثر بین ببرند گستره احتمالی موفقیتهای ازمایشگاهی وسعت دهند.نتیجه نهایی امر ، کاهش اساسی هزینه‌های ازمایشگاهی (مانند مواد ، انرژی ، تجهیزات) زمان است." طرف دیگر ، شیمی تحلیلی سرمایه‌ گذاری اولیه جهت تهیه نرم‌افزار هزینه‌های وابسته جمله سخت‌افزار جدید ، اموزش تغییرات پرسنل بسیار بالا خواهد بود. ولی بکار گیری هوشمندانه ابزار می‌توان هریک هزینه‌های اولیه نه تنها طریق صرفه‌جویی هزینه ازمایشگاه بلکه بوسیله فراهم نمودن دانشی منجر بهینه ‌سازی فرایندها عملکردها می‌شود، جبران ساخت.این موضوع شیمیدانها بسیار مناسب است، ولی روشهای شبیه‌سازی چطور می‌توانند نانوتکنولوژیستها مفید واقع شود؟ محدودیتهای ازمایشگر مقیاس نانو ، زمانی اشکار می‌شود شگفتی جهان دانشمندان نظری وارد عمل می‌شود. اینجا هنگامی دانشمندان قصد قرار دادن هر یک اتمها محل نظر دارند قوانین کوانتوم وارد صحنه می‌شود. پیش‌بینی رفتار خواص محدودهای ابعاد نانوتکنولوژیستها حیاتی است.مدل‌سازی رایانه‌ای بکارگیری قوانین اولیه مکانیک کوانتوم شبیه‌سازیهای مقیاس میانی ، دانشمندان مشاهده پیش‌بینی رفتار مقیاس نانو حدود قادر می‌سازد. مدلهای مقیاس میانی بکارگیری واحدهای اصلی بزرگتر مدلهای مولکولی نیازمند جزئیات اتمی است، ارائه خواص جامدات ، مایعات گازها میپردازند. روشهای مقیاس میانی مقیاسهای طولی زمانی بزرگتری نسبت شبیهسازی مولکولی عمل می‌کنند. می‌توان روشها مطالعه مایعات پیچیده ، مخلوطهای پلیمر مواد ساخته‌شده مقیاس نانو میکرو بکار برد.

مدل ‌سازی خاک‌ رس

محققین دانشگاه لندن انگلستان دانشگاه Paris Sud فرانسه ، شبیه‌سازیهایی اساس مکانیک کوانتوم مطالعه کامپوزیتهای خاک ‌رس–پلیمر بکار برده‌اند. امروزه ترکیبات یکی موفق‌ترین مواد نانوتکنولوژی هستند، زیرا بطور همزمان مقاومت بالا شکل‌پذیری خود نشان می‌دهند؛ خواصی معمولا یکجا جمع نمی‌شوند. نانو کامپوزیتهای پلیمر–خاک رس می‌توانند پلیمریزاسیون جا تهیه شوند؛ فرایندی شامل مخلوط کردن مکانیکی خاک معدنی مونومر نیاز است. بنابراین مونومر لایه درونی جای‌گذاری می‌شود (خودش لایه‌های درون ورقه‌های سفال جای می‌دهد) تورق کل ساختار افزایش می‌دهد. پلیمریزاسیون ادامه می‌یابد سبب پیدایش مواد پلیمری خطی همبسته گردد.

دانشمندان بکارگیری Castep (یک برنامه مکانیک کوانتوم نظریه کارکردی چگالی بکار می‌گیرد) تحول کشف شده روش پلیمریزاسیون میان ‌گذار خود کاتالیست نامیده می‌شود مطالعه کردند. پروژه ، دانشی نظری زمینه ساز کار فرایند جدید بوسیله مشخص کردن نقش سفال کامپوزیت فراهم نمود. ضروری است دانش حاصل شبیه‌سازیها ، جهت کنترل مهندسی نمودن فعل انفعالات پلیمر-سیلیکات کمک دانشمندان اید.دانشمندان شرکت BASF شبیه‌ سازیهای مقیاس میانی بررسی علم رفتار ریزواره‌ها بکاربردند. ریزواره‌ها ذراتی کروی شکل ابعاد نانو هستند صورت خود خود محلولهای کوپلیمری ایجاد می‌شوند زمینه‌هایی مانند سنسورها وسایل ارایشی دارو رسانی کاربرد دارند. دانشمندانBASF بکار گیری esoDyn ، یک ابزار شبیه ‌سازی پیش‌بینی ساختارهای مقیاس میانی مواد متراکم محلولهای تغلیظ ‌شده کوپلیمرهای امفی‌فیلیک بررسی کردند.شبیه‌سازیها مشخص نمود کدام شرایط مولکولی فرمولی شکل‌گیری "ریزواره‌های معکوس" مانند نانو ذرات اب یک محیط فعال منتهی‌ میشود. چنین نتایجی درک رفتار عوامل فعال سطحی ضروری هستند. کمک روشهایی مانند پرتاب محلول ازمایشگاه می‌توان نتایجی زمینه دست یافت، اما دستیابی نتایج ماهها طول می‌انجامد، درحالی ازمایشهای شبیه‌سازی شده تنها طی چند روز نتیجه می‌دهند.

محدودیتهای روشها چیست؟

در حالیکه امروزه ابزار مدلسازی سطح کوانتومی مقیاس میانی خوبی توسعه یافته‌اند، همچنان محدودیتهایی عرصه وجود دارد. مثال کاربردهایی زمینه وسایل الکترونیک مستلزم انجام محاسبات مکانیک کوانتوم تعداد اتمهایی بیش روشهای حاضر می‌باشد بیش توان عملیاتی منابع محاسبه‌گر فعلی است. همچنین مدلسازی کل وسایل امکان‌پذیر نیست، بویژه عملکردها خواص انها..

نانولوله‌های کربنی

نانولوله‌های کربنی وزنی حدود وزن فولاد ، صد برابر مستحکم‌تر بوده ، دارای رسانش الکتریکی معادل مس رسانایی گرمایی هم‌ارز الماس می‌باشند. نانوفیلترها می‌توانند جداسازی مواد میدان‌های نفتی کمک کنند کاتالیست‌های نانو می‌توانند تاثیر چندین میلیارد دلاری فرایند پالایش بدنبال داشته باشند.از سایر مزایای نانولوله‌های کربنی می‌توان کاربرد ان‌ها تکنولوژی اطلاعات (‌ IT ) نظیر ساخت پوشش‌های مقاوم مقابل