منابع پایان نامه ارشد با موضوع کاربردهای پزشکی و ساخت محصول

دانلود پایان نامه

کاتالیزورها


کاربردهای پزشکی
1-3 اهمیت نانو
اولین اثر در نتیجه کاهش اندازه ذرات، افزایش سطح ویژه است. افزایش نسبت سطح به حجم نانو
ذرات باعث میشود که اتمهای واقع در سطح، اثر بسیار بیشتری نسبت به اتمهای درون حجم ذرات، بر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند این ویژگی واکنش پذیری نانوذرات را به شدت افزایش میدهد به گونهای که این ذرات به شدت تمایل به کلوخهای شدن پیدا میکنند. به عنوان مثال نانوذرات فلزی در معرض هوا به شدت با اکسیژن واکنش داده و اکسید میشوند و با این خصوصیت میتوان کاتالیزورهای شیمیایی را به نحوه موثری بهبود بخشید و یا در تولید کامپوزیتها با استفاده از این ذرات، پیوندهای شیمیایی مستحکمتری بین ماده زمینه و ذرات برقرار شده و استحکام کامپوزیتها افزایش مییابد. همچنین انرژی آزاد سطح افزایش مییابد که این امر خواص ترمودینامیکی ماده مثل نقطه ذوب را تحت تاثیر قرار میدهد. تغییر در فاصله بین اتمها در ذرات و هندسه ذرات روی خواص الکترونیکی ماده هم تاثیرگذار است. وقتی اندازه ذرات کاهش مییابد، پیوندهای الکتریکی در فلزات ضعیفتر میشود. در اندازه دانههای کوچک، پتانسیل یونیزاسیون بیشتر میشود، یعنی با افزایش اندازه ذرات پتانسیل یونیزاسیون کاهش پیدا میکند و ساختار الکترونیکی تاثیر شدیدی روی فعل و انفعالات شیمیایی ماده میگذارد[5و6].
در نانوفناوری، پیچیده‌ترین تأثیر اندازه ذرات، تأثیر بر خواص مغناطیسی ماده است. یک ماده توده‌ای فرومغناطیس، با حوزه‌های مغناطیسی که هر کدام حاوی هزاران اتم هستند، شناخته می‌شود. در یک حوزه مغناطیسی جهت چرخش الکترون‌ها یکسان است، اما حوزه‌های مغناطیسی متفاوت، جهت‌ها چرخش متفاوتی دارند. تغییر فاز مغناطیسی وقتی رخ می‌دهد که یک میدان مغناطیسی بزرگ، تمام حوزه‌های مغناطیسی را یک جهت کند. به عنوان مثال در مورد نانو ذرات، حوزه‌های مغناطیسی مشخصی دیده نمی‌شود. بنابراین تصور می‌شود که در این مواد سیستم‌های ساده‌تری وجود خواهد داشت. اما در حقیقت چیزی برعکس این موضوع وجود دارد. ذرات مغناطیسی کوچک و حتی جامدات غیر مغناطیسی با اندازه دانه کوچک، نوع جدیدی از خواص مغناطیسی را نشان می‌دهند. این خواص متأثر از خاصیت کوانتومی اندازه ذرات است که برای فهمیدن آن، نیاز به مطالعه بسیار است. اندازه ذرات مورد بحث ما، معمولاً کمتر از اندازه حوزه‌های مغناطیسی در جامدات است، بنابراین یک ذره مثل یک اتم مجزا رفتار می کند که گشتاور مغناطیسی بزرگی دارد[7].
روشهای تولید نانو ذرات
به طور کلی دو روش برای ساخت مواد نانویی وجود دارد. یکی روش پایین به بالا و دیگری روش بالا به پایین. در روش ساخت پایین به بالا، از چینش اتم به اتم و مولکول به مولکول از یک ماده کنار هم بطور دلخواه، جهت ایجاد و ساخت مواد جدید نانومتری استفاده می‎شود. در این روش که خود شامل شیوه‎های مختلف تولید است، مواد جدید با چینش اتمی خاص و منحصر به فرد می‎توانند ساخته شوند. اما در روش بالا به پایین برای رسیدن به نانومواد، باید ذرات و ترکیبات بزرگتر ماده را با استفاده از روشهای متداول مانند خرد کردن در چند مرحله به مواد در مقیاس نانومتری تبدیل کنیم. ساخت محصولات با نانوذرات نیز از این قاعده مستثنی نیست[8].
1-4-1 روشهای بالا به پایین
کندوپاش
تغییر شکل دهی پلاستیکی شدید
رسوب دهی شیمیایی بخار
رسوب دهی فیزیکی بخار
آئروسل
ذوب در محیط فوق سرد
آلیاژسازی مکانیکی
1-4-1-1 کندوپاش
کندوپاش یکی از روش های لایه نشانی فیزیکی است که برای لایه نشانی بسیاری از مواد استفاده می گردد. به خاطر سادگی سامانه کندوپاش در مقایسه با دیگر سامانه های لایه نشانی و همچنین قابلیت لایه نشانی در مقیاس بزرگ از این روش برای کاربردهای صنعتی بطور گسترده استفاده می گردد.
فرآیند کندوپاش با توجه به پدیده های زیر درک می شود:
گاز و یا مخلوطی از گاز های مختلف با فشاری از چند میلی‌ تور تا چند صد میلی‌ تور، از طریق شیرهای ویژه‌ای به صورت کنترل شده وارد محفظه کندوپاش می‌شوند. متداول‌ ترین گاز مورد استفاده برای محفظه کندوپاش آرگون است. زیرا نسبت به سایر مواد کندوپاش شده، ضریب نشر ثانویۀ بزرگ‌تری دارد. می‌توان از گازهای نجیب دیگر مانند هلیوم و یا نئون نیز برای این منظور استفاده کرد. استفاده از گازهای سبک تر در فرآیند اسپاترینگ می تواند مشکلات مربوط استوکیومتری را در کندوپاش واکنشی یا کندوپاش ترکیبات مختلف کاهش دهد. در این صورت گازهای N2 و O2 با نسبت های مشخص نسبت به گاز خنثی وارد محفظه کندوپاش می شوند.
یون های مثبت که از یونیزاسیون گاز توسط تخلیه الکتریکی، ایجاد شده اند و انرژی حدود 50 -1000 الکترون ولت دارند به سطح هدف برخورد کرده و از طریق انتقال انرژی و تکانه اتمهایی را از هدف جدا می کنند. این اتم های با مقادیر مشخصی انرژی هدف را ترک می کنند و روی زیرپایه تجمع می کنند و در نتیجه یک لایه نازک ایجاد می شود. حد کندوپاش که به عنوان مقیاسی برای بازده فرآیند مد نظر قرار می گیرد عبارتست از نسبت اتم های جدا شده از هدف به تعداد بمباران های صورت گرفت. از مزایای کندوپاش این است که هر ماده ای می تواند با این روش تبخیر و لایه نشانی شود. بنابراین بسیاری از مواد که طی یک فرایند شیمیایی قابل تولید نیستند و یا برای تبخیر حرارتی به حرارت ‏زیادی نیاز دارند با استفاده از روش کندوپاش میتوانند لایه نشانی شوند[9].