دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت) تعداد صفحه:121
دانلود پروژه سنتز، خواص و کاربرد نانو لوله های کربنی
مقدمه
Nano کلمه ای یونانی به معنی کوچک است و برای تعیین مقدار یک میلیاردیم یک کمـیــت استفاده می شود.چون یک اتم تقریبا "10 نانو متر است" این اصطلاح برای مطالعه عمومی روی ذرات اتمی و مولکولی بکار برده می شود.
نانو تکنولوژی مطالعه ذرات در مقیاس اتمی برای کنترل آنهاست.هدف اصلی اکثر تحقیقات نانو تکنولوژی شکل دهی ترکیبات جدید یا ایجاد تغییراتی در مواد موجود است.
فناوری نانو کاربردهایی را به منصه ظهور می رساند که بشر از انجام آن به کلی عاجز بوده است و پیامدهائی را در جامعه بر جا می گذارد که بشر تصور آنها را هم نکرده است.به عنوان مثال :
- ســاخت مــواد بســیار ســبک و محکــم بـــرای مصــارف مرســوم یا نــو
- ورشکسـتگی صـنایع قــدیمی همچــون فـولاد بــا ورود تجــاری مــواد نــو
- کــــاهش یــافتن شــدید تقاضــا بـــرای ســوخت هـــای فســیلی
- همــه گیــر شـدن ابــر کامپیوترهــای بســیار قــوی،کوچـک و کــم مصــرف
- سلاحهای سبک تر،کوچکتر،هوشمندتر،دوربردتر،ارزانترونامرئی تر برای رادار
- شناسـائی فـوری کلیه خصوصیات ژنتیکـی و اخلاقی و استعدادهای ابتلا به بیماری
- ارسـال دقیـق دارو بـه آدرس هـای مــورد نظــر در بــدن و افـزایش طــول عمــر
- از بـین بــردن کامــل عوامــل خطرنــاک جنــگ شــیمیائی و میکروبــــی
- از بــین بــردن کامــل نــاچیزتـــرین آلاینــده هــای شــهری و صــنعتی
- ســـطوح و لباســــهای همیشـــــه تمیـــــز و هوشـــــــمند
- و بســیاری از مــوارد غیــر قابــل پیش بینــی دیگـــــر !
از دیگر سو عصرحاضر را شاید بتوان عصر کربن نام نهاد زیرا که این ماده کاربرد وسیعی در صنایع مختلف پیدا کرده است ودر این بین نانو لوله های کربنی توجه دانشمندان را بیشتر از دیگر شکلهای کربن به خود جلب کرده اند و با وجود آنکه مدت زمان زیادی از کشف نانو لوله های کربنی (1991) نمی گذرد ولی تحقیقات وسیعی در زمینه ساخت و بکار گیری آنها در صنایع مختلف انجام و پیشرفت های زیادی نیز در این رابطه صورت گرفته است.
در این پروژه ابتدا به بیان روشهای مختلف تولید و خالص سازی نانو لوله های کربنی پرداخته و سپس به برخی از خواص نانو لوله ها اشاره کرده و تعدادی از کاربردهای نانو لوله های کربنی در صنایع مختلف آورده می شود.
مقدمه................................................11
فصل
اول:سنتز.............................................13
1-1. ساخت با لیزر : .....................................................14
1-1-2نانوتیوپ تک دیواره در مقایسه با نانوتیوپ چند دیواره: .....................................................16
1-1-3. تولید نانوتیوپ کربن تک دیواره به صورت انبوه:...............................................16
1-1-4.روش پالس های بسیار سریع از یک لیزر با الکترون آزاد: .....................................................17
1-2. روش نشست بخار شیمیاییCVD)):
.....................................................18
1-2-1 روش نشست بخار شیمیایی بهبود یافته بوسیله پلاسما: .....................................................19
1-2-2. روش نشست بخار شیمیایی حرارتی:
....................................................20
1-2-3 رشد فاز بخار: .....................................................21
1-2-4. روش نشست بخار شیمیای حرارتی با کمک لیزر (LCVD):
....................................................22
1-3. روش تخلیه قوس الکتریکی: .....................................................23
1-3-1 استفاده از گاز نجیب: .....................................................25
1-3-2 کنترل اپتیکی پلاسما: .....................................................26
1-3-3 کاتالیزر: .....................................................26
1-3-4 بهبود مقاومت در برابر اکسید شدن: .....................................................27
1-3-5 روش ساخت هوای آزاد با استفاده از قوس مشعل جوشکاری:
....................................................27
1-3-6. روش ساخت نانوتیوپ های کربن چند دیواره به روش تخلیه قوس الکتریکی:
.....................................................29
1-3-7. ساخت در نیتروژن مایع: ...................................................29
1-3-8. ساخت به کمک میدان مغناطیسی: ...................................................30
1-4. تهیه نانولوله‌های کربنی با استفاده از پودر لاستیک تزریقی در جریان قوس الکتریکی:
.................................................... 31
1-5.روش ساخت با استفاده از شعله: .....................................................32
1-6تولید نانولوله‌های کربنی بدون کاتالیست فلزی .....................................................33
1-7. روشی دیگر برای تولید نانولوله‌های کربنی
.....................................................34
فصل دوم :
مشکلات تولیدنانو لوله های کربنی وخالص سازی نانو لوله های کربنی
.....................................................36
2-1.مشکلات تولید
.....................................................37
2-1-1تولید انبوه با قیمت مناسب:
.....................................................37
2-1-2 خالص‌سازی نانولوله‌ها : .....................................................37
2-1-3. اتصال نانولوله‌ها و ایجاد رشته‌ها. .....................................................38
2-1-4. جلوگیری از توده‌ای شدن نانولوله‌ها .
.....................................................38
2-1-5. چگونگی حفظ نانولوله‌ها بعد از فراوری .....................................................39
2-1-6 کنترل رشد نانولوله‌ها.
.....................................................39
2-2.خالص سازی نانو لوله ها
.....................................................40
2-2-1. روش اکسید نمودن:
.....................................................41
2-2-2 . استفاده از اسید:
.....................................................42
2-2-3 .آنیل کاری:
.....................................................42
2-2-4. استفاده از امواج مافوق صوت:
.....................................................42
2-2-5 .استفاده از ماهی قزل آلا
.....................................................43
فصل سوم: .....................................................44
3-1 . مکانیزم های تشکیل پیوند :
....................................................45
3-2.صفحه گرافیتی و نانو تیوپ تک دیواره : .....................................................46
3-3. نانوتیوپ های کربن چند دیواره
...................................................47
3-4. مکانیزم رشد :
.....................................................52
فصل چهارم:خواص و ویژگی نانو لوله های کربنی
.....................................................54
4-1. خواص مکانیکی:
....................................................55
4-2. خواص الاستیک: مدول یانگ، ثابت های الاستیک و انرژی کرنشی:
....................................................58
4-3.مدلهای الاستیک:
.....................................................62
4-4. خواص الکتریکی :
....................................................66
4-5 .حساسیت نانولوله‌ها در خلاء نسبت به نور
....................................................68
4-6 اندازه بسیار کوچک (قطر کوچکتر از 4/0 نانومتر) .....................................................69
4-7 .حالت رسانا و نیمه‌رسانایی نانو لوله ها بر حسب شکل هندسی‌شان.........................................69
4-8 برخورداری از خاصیت منحصر به فرد ترابری پرتابه‌ای
.....................................................70
4-9 قدرت رسانایی گرمایی خیلی بالا
.....................................................70
4-10 سطح جداره صاف یا قدرت تفکیک بالا
.....................................................70
4-11. بروز خواص الکتریکی و مکانیکی منحصر به فرد در طول آن ها ...........................................70
4-12. مدول یانگ بالا
.....................................................70
4-13. حساس به تغییرات کوچک نیروهای اعمال شده .....................................................70
4-14. گسیل و جذب نور
.....................................................71
4-15. ضریب تحرک الکتریسیته بسیار بالا
.....................................................71
4-16.خاصیت مغناطیسی، ممان مغناطیسی بسیار بزرگ.................................................71
4-17. چگالی سطحی بسیار بالا
.....................................................71
4-18. قابلیت ذخیره‌سازی
.....................................................71
4-19. داشتن خاصیت ابررسانایی
.....................................................72
4-20. تولید ولتاژ
.....................................................72
4-21. استحکام و مقاومت کششی بالا
.....................................................73
4-22.عبور سریع نانولوله‌های کربنی از میان رگهای بدن
.....................................................73
4-23. تشعشع میدانی
.....................................................74
فصل پنجم:
کاربرد نانو لوله های کربنی
.....................................................77
5-1 پزشکی
.....................................................78
5-1-1. استفاده از نانو بیوحسگرهای کربنی، در اندازه‌گیری مواد .....................................................78
5-1-2. استفاده از نانولوله‌های کربنی در درمان سرطان
.....................................................79
5-1-3. نقش نانولوله‌های کربنی در ترمیم استخوان انسان.
.....................................................79
5-1-4. استفاده ار نانولوله‌های کربنی برای یافتن و از بین بردن پروتئین‌های خطرناک............................80
5-1-5. نانولوله‌های کربنی؛ حامل‌های مواد شیمیایی
.....................................................81
5-1-6. کپسول کردن داروهای ضدتومور در نانولوله‌های کربنی
.....................................................84
5-1-7. انتقال دارو وخاصیت چند کاره بودن
.....................................................85
5-2 .شیمی
.....................................................85
5-2-1 تصفیه‌ی آب با استفاده از نانولوله‌ها
.....................................................85
5-2-2 استفاده از نانولوله‌های کربنی در تصفیه آب و پساب‌های صنعتی.........................................86
5-2-3 تحقق نانوشیمی با استفاده از نانولوله های کربنی
....................................................87
5-2-4 استفاده از نانولوله کربنی به‌عنوان لوله آزمایش
.................................................... 88
5-2-5. ارزیابی پایداری پلیمرها با کمک روشهای الکتروشیمیایی و نانولوله‌های کربنی
.....................................................89
5-2-6. استفاده از نانولوله‌های کربنی به عنوان پایة کاتالیست در فرایندهای هیدروژناسیون و بررسی عوامل مؤثر در میزان تبدیل و انتخاب پذیری محصول
.....................................................90
5-2-7.جذب آلاینده های نفتی با کمک اسفنج های نانو لوله ای ....................................................97 5-3:برق و الکترونیک
.....................................................97
5-3-1. جایگزینی نانولوله‌ها با پلاتین در پیل‌های سوختی .....................................................97
5-3-2. استفاده از نانولوله‌ها در نمایشگرهای لمس
.....................................................99
5-3-3. نانو لوله ی کربنی در نمایشگرهای شفاف و انعطاف پذیر
....................................................100
5-3-4. جوهر نانولوله‌های کربنی در ترانزیستورها و سلول‌های خورشیدی.....................................101
5-3-5. خازن های الکتروشیمیایی
....................................................102
5-3-6 ساخت نانولامپ رشته‌ای با استفاده از نانولوله‌های کربنی...............................................103
5-3-7. افزایش توان باتریها با نانولوله‌های کربنی
....................................................104
5-3-8. نانولوله‌های کربنی برای نمایشگرهای مسطح
....................................................105
5-3-9.ساخت پیل های خورشیدی با نانو لوله های کربنی
....................................................106
5-3-10. استفاده از نانولوله‌های کربنی در ساخت CMOS(نیمه هادی ها) ....................................................107
5-4.نظامی
....................................................108
5-4-1. تشخیص و شناسایی بخارهای شیمیایی به کمک نانولوله‌های کربنی...................................108
5-4-2. شناسایی گازهای مرگ بار به وسیله ی نانو لوله های کربنی...........................................109
5-4-3. حسگرهای گازی مبتنی بر نانولوله‌های کربنی
................................................ ...111
5-4-4.شنا سائی مواد منفجره و سمی با نانو حسگر ها
....................................................111 5-5.کاربرد زیست محیطی:
....................................................112
5-6: چند کاربرد دیگر
....................................................114
5-6-1. صنایع اتومبیل سازی و هوافضا:
....................................................114
5-6-2 ساخت تلسکوپ‌های بسیار بزرگ با استفاده از نانولوله کربنی.......................................115
5-6-3. ابداع چسب‌هایی از جنس نانولوله کربنی
....................................................116
5-6-4. ساخت ترازوی نانومتری با نانولوله‌های کربنی
....................................................117
5-6-5. استفاده از نانولوله‌های کربنی برای کاهش مصرف سوخت................................................118
5-6-6. نانوروکش‌‌های ابر آب‌گریز برای لباس‌ها
....................................................119
5-6-7.پایش ترافیک به کمک نانو لوله
....................................................120
نتیجه گیری و خلاصه
....................................................121
-مـــنــابـــع.......................................122
