Giri?: Nano kavram? 1959'dur ve Nobel ?dülü Richard Feynman taraf?ndan bir konu?mada verilmi?tir. “A?a??da ?ok yer var” konu?mas?nda, insanlar?n makroskobik makinelerle kendi boyutlar?ndan daha kü?ük makineler yapabildi?inden ve bu kü?ük makinenin daha kü?ük makineler yapabilece?inden, b?ylece ad?m ad?m moleküler boyuta ula?t???ndan bahsetmi?tir. Yani üretim ekipmanlar? ad?m ad?m kü?ültülür ve son olarak atomlar do?rudan isteklere g?re dizilerek ürünler imal edilir. Kimyan?n, atomlar? insano?lunun isteklerine g?re do?ru bir ?ekilde birer birer yerle?tirmenin teknik bir sorunu haline gelece?ini ?ng?rdü. Bu, modern nano kavramlarla ilgili en eski fikirdir. 1980'lerin sonunda ve 1990'lar?n ba??nda, nanometre ?l?eklerini karakterize etmek i?in ?nemli bir ara?, taramal? tünelleme mikroskobu (STM) ve nano ?l?ekli ve nanodünya malzemeleri anlamak i?in do?rudan bir ara? olan atomik kuvvet mikroskobu (AFM), anlama ?l?e?inde büyük ?l?üde kolayla?t?rd?. maddenin yap?s? ve yap? ile do?a aras?ndaki ili?ki, nanoteknoloji terminolojisi ortaya ??km?? ve nanoteknoloji olu?mu?tur.

Asl?nda, nano sadece bir uzunluk birimidir, 1 nanometre (nm) = 10 ve negatif 3 kez kare mikron = 10 ve negatif 6. gü? milimetre (mm) = 10 ve eksi 9 kez metrekare (m) = l0A. Nanobilim ve Teknoloji (Nano-ST), 1-100 nm büyüklü?ündeki maddelerden olu?an sistemlerin yasalar?n? ve etkile?imlerini ve pratik uygulamalardaki olas? teknik sorunlar? inceleyen bir bilim ve teknolojidir.

Nano bir ?l?ü birimidir, 1 nm bir milimetrenin milyonda biri, yani 1 nanometre, yani bir metrenin milyarda biri ve bir atom yakla??k 0 1 nm'dir. Nanomalzemeler, 1 ila 100 nm büyüklü?ünde nanopartiküllerden olu?an yeni bir ultra ince kat? malzemedir. Nanoteknoloji, 100 nm'nin alt?ndaki kü?ük yap?lar üzerindeki madde ve malzemelerin, yani tek bir atom veya molekülle madde yapma bilim ve teknolojisinin incelenmesi ve incelenmesidir.

Nanopar?ac?klar az say?da atom ve molekülden olu?an atom gruplar? veya molekül gruplar?d?r. Büyük bir oran?n yüzeyi asl?nda ne uzun prosedürler ne de k?sa prosedürler ile amorf bir tabakad?r: par?ac?klar?n i?inde iyi kristalize bir tabaka vard?r. Periyodik olarak düzenlenmi? atomlar, ancak yap?lar? kristal numunenin tamamen uzun program yap?s?ndan farkl?d?r. Nanopartiküllerin bu ?zel yap?s?, tekil yüzey etkilerine, kü?ük boyut etkilerine, kuantum boyut etkilerine, nanopartiküllerin kuantum tünelleme etkilerine ve dolay?s?yla geleneksel malzemelerden farkl? bir?ok nanomalzemenin fiziksel ve kimyasal ?zelliklerine yol a?ar.

Nanomalzemenin yüzey etkisi, yani nanopartikülün büyüklü?ünün azalmas?yla atomun toplam atom say?s?na oran? artar ve partikülün yüzey enerjisi ve yüzey gerilimi de artar, bu da de?i?ikli?e neden olur nanometre ?zelliklerinin. ?rne?in, 5 nm'lik bir par?ac?k boyutuna sahip SiC'nin spesifik yüzey alan? 300/12 / g kadar yüksektir; nano-kalay oksidin yüzey alan? partikül büyüklü?üne g?re daha fazla de?i?ir ve 10 lltlfl'deki spesifik yüzey alan? 5 nm ile kar??la?t?r?ld???nda 90.3 m2 / g'dir. Yüzey alan? 181 m2 / g'a yükseldi ve par?ac?k boyutu 2 nm'den kü?ük oldu?unda, spesifik yüzey alan? 450 m2 / g'ye s??rad?. B?yle geni? bir spesifik yüzey alan?, yüzeydeki atom say?s?n? büyük ?l?üde artt?r?r. Bu sald?ran atomlar?n kristal alan ortam? ve ba?lanma enerjisi, i? atomlardan farkl?d?r. Yüksek doymam?? ?zelliklere sahip ?ok say?da kusur ve bir?ok sarkan ba? vard?r, bu da bu atomlar?n di?er atomlarla birle?tirilmesini kolayla?t?r?r. Kararl?d?r ve yüksek kimyasal reaktiviteye sahiptir.

Ek olarak, yüksek derecede aktifle?tirilmi? nanopar?ac?klar?n yüzey enerjisi de yüksektir ve spesifik yüzey alan? ve yüzey alan? nanopar?ac?klar?n gü?lü kimyasal reaktiviteye sahip olmas?n? sa?layabilir. ?rne?in, metal nanopartiküller havada yanabilir. Baz? oksit nanopar?ac?klar? atmosfere maruz kal?r ve gazlar? adsorbe eder ve gazlarla reaksiyona girer. Ek olarak, nanomalzemeler, nanopartiküllerin yüzeyinin orijinal malformasyonu nedeniyle yeni optik ve elektriksel ?zelliklere sahiptir, bu da yüzey elektronu spin konformasyonunda ve elektron enerji potansiyelinde de?i?ikliklere neden olur. ?rne?in, baz? oksit ve nitrür nanopar?ac?klar?n?n k?z?l?tesi ???nlar üzerinde iyi bir emme ve emisyon etkisi vard?r ve ultraviyole ???nlar üzerinde iyi bir koruyucu etkisi vard?r.

?ok ince par?ac?klar?n boyutu, ???k dalgas?n?n dalga boyu, De Broglie'nin dalga boyu ve süperiletken durumun tutarl?l?k uzunlu?u veya iletim derinli?i gibi fiziksel ?zellik boyutuna e?it veya daha kü?ük oldu?unda, periyodik s?n?r ko?ullar? yok, ses, ???k, elektromanyetik, termodinamik vb. ?zellikler yeni bir boyut efekti sunacakt?r. ?rne?in, ???k emilimi, emilim pikinin ?nemli ?l?üde artmas? ve bir plasmon rezonans frekans kaymas? üretmesi; manyetik s?ral? durum manyetik düzensiz durumdad?r ve süperiletken faz normal bir faza d?nü?türülür; fonon spektrumu de?i?tirilir. Nanopartiküllerin bu kü?ük boyutlu etkileri pratiktir

Geni?letilmi? yeni alanlar. ?rne?in, gümü?ün erime noktas? 900'C'dir ve nanogümü?ün erime noktas? 100,C'ye dü?ürülebilir, bu da toz metalurjisi endüstrisi i?in yeni bir süre? sa?lar. Plazmon rezonans frekans?n?n par?ac?k boyutu de?i?ikli?i ?zelliklerinden yararlan?larak, par?ac?k boyutu de?i?tirilerek absorpsiyon kenar?n?n yer de?i?tirmesi kontrol edilebilir ve elektromanyetik dalga kalkan?, hayalet u?ak ve uzay ara?lar? i?in belirli bir bant geni?li?ine sahip bir mikrodalga absorpsiyonlu nano malzeme üretilebilir. be?enmek.

Par?ac?k boyutu belirli bir de?ere dü?tü?ünde, Fermi seviyesine yak?n elektron enerji seviyesi yar? sürekli seviyeden ayr?k enerji seviyesine de?i?ir. ?li?ki:

Burada: ￡, enerji seviyesi aral???d?r; E, Fermi seviyesidir; N, toplam elektron say?s?d?r. Makroskopik nesneler sonsuz say?da atom i?erir (yani, i?erilen elektron say?s?, N), yani 0, yani büyük par?ac?klar?n veya makroskopik nesnelerin enerji seviyesi aral??? neredeyse s?f?rd?r; nanopar?ac?klar s?n?rl? say?da atom i?erir ve N'nin de?eri kü?üktür, bu da belli bir sonu? verir. Enerji seviyesinin de?eri b?lünür. D?kme bir metalin elektron enerji spektrumu, yar?-sürekli bir enerji band?d?r. Enerji seviyesi aral??? termal enerji, manyetik enerji, manyetostatik enerji, elektrostatik enerji, foton enerjisi veya süper iletken yo?unla?t?r?lm?? enerjiden daha büyük oldu?unda, nanopar?ac??a yol a?an kuantum etkisi dikkate al?nmal?d?r. Manyetik, optik, akustik, termal, elektriksel ve süper iletken ?zellikler, kuantum boyutu efektleri olarak bilinen makroskopik ?zelliklerden ?nemli ?l?üde farkl?d?r.

Nanomalzemelerin fiziksel etkileri manyetik ve optik ?zellikleri i?erir.

Nanomalzemenin ?ap? kü?üktür ve malzeme esas olarak iyonik ba?lardan ve kovalent ba?lardan olu?ur. Kristallerle kar??la?t?r?ld???nda, ?????n emme kapasitesi art?r?larak geni? frekans band?, gü?lü emilim ve dü?ük yans?ma ?zellikleri g?sterilir. ?rne?in, ?e?itli blok metallerin farkl? renkleri olmas?na ra?men, nano boyutlu par?ac?klara rafine edildi?inde tüm metaller siyah g?rünür; baz? nesneler ayr?ca, silikonun kendisi gibi, ayd?nlat?c? olmayan yeni lüminesans fenomenleri sergilerler, Bununla birlikte, nano-silikon lüminesans fenomenine sahiptir.

Nanomalzemelerin kü?ük ?aplar? nedeniyle, atomlar ve moleküller daha a??kt?r, manyetik s?ralar daha rastgele ve daha düzensizdir ve bu nedenle nanomalzemeler süperparamanyetiktir.

Nanomalzemelerin kimyasal etkileri adsorpsiyon ve katalizi i?erir.

Nanomalzemeler geni? bir spesifik yüzey alan?na sahiptir. Di?er maddeler i?in daha gü?lü adsorpsiyon ?zelliklerine sahip olmas?n? sa?lar.

Nanomalzemeler yüksek ??renim kataliz?rleri olarak kullan?labilir. Nanopartiküllerin kü?ük boyutu nedeniyle, yüzeyin hacim yüzdesi büyüktür, ba?lanma durumu ve yüzeyin elektronik durumu par?ac?klar?n i?inden farkl?d?r ve yüzey atomik koordinasyonu eksiktir, bu da bir art??a yol a?ar yüzeyin aktif konumunda, bu da kataliz?r olarak temel ko?ullara sahip olmas?n? sa?lar. . Nanomalzemelerin kataliz?r olarak rolünün ü? ana y?nü vard?r:

(1) reaksiyon h?z?n?n de?i?tirilmesi ve reaksiyon etkinli?inin artt?r?lmas?;

(2) Reaksiyon yolunu belirleyin ve hidrojenasyon dekompozisyonu ve dehidrasyonu olmaks?z?n sadece hidrojenasyon ve hidrojen giderme gibi mükemmel se?icili?e sahip olun;

(3) Reaksiyon s?cakl???n? dü?ürün. ?rne?in, ana bile?en olarak 0.3 nm'den daha kü?ük bir tanecik ?ap?na sahip olan Ni ve Cu-mon ala??m?n?n ultra ince tanecikleri kullan?larak haz?rlanan bir kataliz?r, organik maddenin hidrojenleme verimlili?ini geleneksel bir nikel kataliz?rünün 10 kat? yapabilir; ultra ince PL tozu ve WC tozu. Yüksek verimli bir hidrojenasyon kataliz?rüdür; ultra ince Fe, Ni ve Fe02, kar???k hafif sinterlenmi? g?vde otomobil egzoz gaz? ar?tma maddesi olarak de?erli metalin yerini alabilir; ultra ince Aug tozu asetilen oksidasyonu i?in kataliz?r olarak kullan?labilir.

Nanomalzemeleri haz?rlaman?n bir?ok yolu vard?r. Haz?rlama i?lemi s?ras?nda belirgin kimyasal reaksiyon olup olmad???na g?re, fiziksel haz?rlama y?ntemlerine ve kimyasal haz?rlama y?ntemlerine ayr?labilir. Fiziksel haz?rlama y?ntemleri aras?nda mekanik bir ??ütme y?ntemi, bir kuru darbe y?ntemi, bir kar??t?rma y?ntemi ve bir yüksek s?cakl?kta buharla?t?rma y?ntemi; ve kimyasal haz?rlama y?ntemi bir sol-jel y?ntemi, bir ??ktürme y?ntemi ve bir ??zücü buharla?t?rma y?ntemini i?ermektedir.

Tam olarak nanopartiküllerin bu tuhaf ?zelliklerinden dolay? geni? uygulamas? i?in temel olu?turuyor. ?rne?in, nanopartiküller ?zel UV direncine, g?rünür ???k ve k?z?l?tesi ???nlar?n emilimine, ya?lanma kar??t?, yüksek mukavemet ve toklu?a, iyi elektriksel ve elektrostatik koruyucu etkilere, gü?lü antibakteriyel koku giderici fonksiyona ve adsorpsiyon kapasitesine ve benzerlerine sahiptir. Bu nedenle, bu ?zel fonksiyonlara sahip nanopar?ac?klar? tekstil hammaddeleriyle birle?tirerek yeni tekstil hammaddeleri, nano macunlar üretmek ve kuma? fonksiyonlar?n? geli?tirmek mümkündür.

Anti-ultraviyole fiber olarak adland?r?lan fiber, ultraviyole ????a kar?? gü?lü emilim ve yans?tma ?zelliklerine sahip olan fibere kar??l?k gelir. Haz?rlama ve i?leme prensibi genellikle kar??t?r?lacak ve muamele edilecek fibere ultraviyole koruyucu malzeme eklenerek ultraviyole ???nlar?n?n fiber taraf?ndan emilimini ve yans?mas?n? artt?rmakt?r. kabiliyet. Burada ultraviyole ???nlar?n? bloke edebilen maddeler, iki tür anlam?na gelir, yani, genellikle ultraviyole koruyucu ajanlar olarak adland?r?lan ve ultraviyole ???nlar?n?n gü?lü se?ici emilimine sahip olan ve ge?irgenlik miktar?n? azaltmak i?in enerji d?nü?ümü ger?ekle?tirebilen maddeler. i?erir. Madde, genellikle UV emiciler olarak bilinir. Ultraviyole koruyucu maddeler genellikle baz? metal oksit tozlar? kullan?r ve yurti?i ve yurtd???nda bir?ok UV emici ?e?idi vard?r. Yayg?n olarak kullan?lan salisilat bile?ikleri, metal iyonu ?elat bile?ikleri, benzofenonlar ve benzotriazollerdir. . Nanopartiküllerin mükemmel ???k emme ?zellikleri kullan?larak sentetik fibere az miktarda nano-Ti02 eklenir. ?ok miktarda ultraviyole ???n?n? koruyabildi?inden, ayn? k?yafetler ve nesneler ultraviyole ???nlar?n? bloke etme etkisine sahiptir ve ultraviyole emiliminin neden oldu?u cilt hastal?klar?n? ve cilt hastal?klar?n? ?nlemede yard?mc? bir etkiye sahiptir.

Baz? metal par?ac?klar? (nano-gümü? par?ac?klar?, nano-bak?r par?ac?klar? gibi) belirli bakterisidal ?zelliklere sahiptir ve genel antibakteriyel kuma?lardan daha gü?lü antibakteriyel etkiye ve daha fazla y?kanabilirli?e sahip anti-bakteriyel lifler üretmek i?in kimyasal fiber ile birle?tirilirler. S?kl?k. ?rne?in, Ulusal Ultra Ince Toz Mühendislik Merkezi taraf?ndan geli?tirilen ultra ince antibakteriyel toz, ürünleri re?ineye antibakteriyel yetenek kazand?rabilir ve ?e?itli bakteri, mantar ve küfleri engelleyebilir. Antibakteriyel tozun ?ekirde?i, baryum sülfat veya ?inko oksidin bir nanopar?ac?k olabilir, antibakteriyel i?in gümü?le kaplanm?? ve mantarlara direnmek i?in bak?r oksit ve ?inko silikat ile ?evrelenmi?tir. Bu tozun 1%'sini Tayvan lifine ekleyerek, iyi e?rilebilirli?e sahip bir antibakteriyel lif elde edilebilir.

Baz? nano-?l?ekli seramik tozlar (zirkon tek kristaller, uzak k?z?l?tesi negatif oksijen iyonu seramik tozlar gibi) bir eriyik e?irme solüsyonunda da??t?l?r ve daha sonra lifler halinde bükülür. Bu fiber, d?? enerjiyi etkili bir ?ekilde emebilir ve insan vücudunun biyolojik spektrumuyla ayn? olan uzak k?z?l?tesi ???nlar? yayabilir. Bu uzak k?z?l?tesi radyasyon dalgas? yaln?zca insan vücudu taraf?ndan kolayca emilmez, ayn? zamanda gü?lü bir nüfuz etme gücüne sahiptir. Cildin derinliklerine nüfuz edebilir ve cildin derin rezonans?na neden olarak bir rezonans etkisi yaratabilir. Biyolojik hücreleri harekete ge?irir, kan dola??m?n? destekler, metabolizmay? gü?lendirir ve geli?tirir.

Doku rejenerasyonu gibi sa?l?k hizmetleri.

Nanomalzemenin kendisi süper gü?lü, yüksek sertlik ve yüksek tokluk ?zelliklerine sahiptir. Kimyasal elyaf ile entegre edildi?inde, kimyasal elyaf yüksek mukavemete, yüksek sertli?e ve yüksek toklu?a sahip olacakt?r. ?rne?in, karbon nanotüpler kompozit katk?lar olarak kullan?l?r ve havac?l?k ve uzay tekstil malzemeleri, otomotiv lastik kordlar? ve di?er mühendislik tekstil malzemeleri konusunda büyük geli?me potansiyeline sahiptir.

Baz? nano malzemeler (karbon nanotüpler gibi) iyi emici ?zelliklere sahiptir ve bunlar tekstil elyaf?na ???k eklemek i?in kullan?labilir. Nano malzemeler, geni? bant, gü?lü emilim ve ???k dalgalar?n?n dü?ük yans?tma ?zelliklerine sahiptir, b?ylece lifler ????? yans?tmaz. ?zel ama?l? yans?ma ?nleyici kuma?lar (askeri g?rünmez kuma?lar gibi) yapmak i?in kullan?l?r.

Kimyasal elyaf e?irme i?leminde metal nano malzemeler veya karbon nano malzemeler eklemek, e?rilmi? filamanlar?n antistatik ve mikrodalga ge?irmez ?zelliklere sahip olmas?n? sa?layabilir. ?rne?in, karbon nanotüpler ?ok mükemmel bir elektrik iletkenidir. ?letkenlikleri bak?rdan daha iyidir. Kimyasal elyaf e?irme ??zeltisinde kararl? bir ?ekilde da??lmak i?in fonksiyonel bir katk? maddesi olarak kullan?l?r. Farkl? molar konsantrasyonlarda yap?labilir. ?yi elektriksel iletkenli?e veya antistatik ?zelliklere sahip fiber ve kuma?.

Sentetik fibere nano-Si02 eklenerek yüksek dielektrik izolasyon fiberleri elde edilebilir. Son y?llarda, ileti?im ve ev aletlerinin sürekli geli?imi ile, cep telefonu, televizyon, bilgisayar, mikrodalga f?r?n vb. Kullan?m? gittik?e yayg?nla?maktad?r. Elektromanyetik alanlar tüm elektrikli ekipman ve teller etraf?nda bulunur ve elektromanyetik dalgalar insan kalbi, sinirler ve hamile kad?nlar üzerindedir. Fetusun etkisi net bir sonuca sahiptir. Raporlara g?re, Amerika Birle?ik Devletleri, Japonya, Güney Kore ve di?er anti-elektromanyetik dalga k?yafetleri listelenmi? ve anti-elektromanyetik dalga liflerini haz?rlamak i?in nano malzemelerin kullan?m? ile ilgili yurti?i ara?t?rmalar da devam etmektedir.

Nano ?l?ekli veya ultra ince malzemelerin farkl? ?zellikleri, bireysel fonksiyonel liflerde kullan?l?r. Toray Industries'den "XY-E", Asahi Kasei Corporation'dan "Temmuz" ve Toyobo Co., Ltd.'den "Pyramidal" gibi tungsten karbür gibi yüksek ?zgül a??rl?k malzemeleri kullanarak ultra süspansiyon lifleri geli?tirin; ve Ti02'nin k?r?lma ?zelliklerini kullanarak opak lifler geli?tirir. Japon Unijica, bir k?l?f-?ekirdek kompozit e?irme y?ntemi kullan?yor. Korteks ve ?ekirdek tabakas?, iyi opakl??a sahip bir polyester elyaf elde etmek i?in farkl? miktarlarda TiO2 i?erir. Floresan fiber, baryum alüminat ve kalsiyum alüminat?n parlakl??? kullan?larak geli?tirilmi?tir. Japonya'n?n temel ?zel kimya ?irketi, ana bile?enler olarak baryum alüminat ve kalsiyum alüminat i?eren hafif depolayan bir malzeme geli?tirdi ve dinlenme süresi 10 saatten fazla olabilir; baz? metal ?ift tuzlar?, ge?i? metali bile?ikleri s?cakl?k de?i?imlerinden dolay? kristal d?nü?üme u?rarlar. Veya ligand geometrisinin renk de?i?imi veya suyun "suyun" kristalle?mesi, renk de?i?tiren lifler geli?tirmek i?in tersine ?evrilebilir termokromik ?zelliklerinin kullan?lmas?; Mitsubishi Rayon Company, i?i bo? hale getirmek i?in polyestere koloidal kalsiyum karbonat ilavesi kullan?r. Lifler, lifler üzerinde mikro g?zenekler olu?turmak i?in alkali indirgeme ile i?lenir ve lifler iyi higroskopik ?zelliklere sahiptir.

Nanomalzeme bilimi, atom fizi?i, yo?un madde fizi?i, kolloid kimyas?, kat? kimya, koordinasyon kimyas?, kimyasal reaksiyon kineti?i, yüzey ve arayüz bilimi kesi?iminden ortaya ??kan yeni bir disiplin büyüme noktas?d?r. Nanomalzemelerde yer alan, geleneksel fiziksel kimya teorisi ile a??klanmas? zor olan bir?ok bilinmeyen süre? ve yeni fenomen vard?r. Bir anlamda nanomalzemeler ara?t?rmas?n?n ilerlemesi fizik ve kimya alan?ndaki bir?ok disiplini yeni bir seviyeye ta??yacakt?r. Son y?llarda, Tayvan lifini olu?turan polimere belirli ultra ince veya nano ?l?ekli inorganik malzeme tozlar? ekleyerek, lifleri elde etmek i?in d?ndürerek, uzak k?z?l?tesi lif ve a??nma ?nleyici gibi popüler bir fonksiyonel lif üretim y?ntemi haline gelmi?tir. belirli bir ?zel i?lev. Ultraviyole elyaflar, manyetik elyaflar, süper sarkan elyaflar, floresan elyaflar, renk de?i?tiren elyaflar, antistatik elyaflar, iletken elyaflar ve yüksek higroskopik elyaflar. Nanomalzemelerin sentezindeki sürekli ilerleme ve temel teorilerin geli?tirilmesi ile nanomalzemeler daha h?zl? geli?ecek ve uygulama dünyadaki bir?ok alan? kapsayacakt?r.