کلاس درس شیمی

برای دانلود کردن سوالات ابتدا به بالای صفحه عناوین مطالب به صفحه سوالات رفته وبا کلیک کردن هر کدام از سوالات به صفحه دانلود رفته و از انجا قسمت دانلود سوال راکلیک زده وسوال را دانلود کنید

[ بیست و ششم اسفند 1391 ] [ 9:32 بعد از ظهر ] [ علی رنجبریان ]

شوینده دندان

محتوای معدنی یا بخش سخت استخوانها و دندانها از دو ماده مرکب کلسیم دار ساخته شده است. کربنات کلسیم (CaCO₃) موجود در استخوانها و دندانها ، به شکل بلورین است که معدن‌شناسان آنرا آراگونیت می‌گویند. ماده مرکب کلسیم دار دیگر که در دندانها یافت می‌شود، کلسیم هیدروکسی فسفات یا آپاتیت است. ساختمان این مواد به سهولت تحت اثر اسیدها قرار می‌گیرند.
چون تباهی بعضی از ذرات غذا مولد اسیدند و چون باکتریها پلاک دندان را که لایه‌ای از دکسترین‌ها است به اسید تبدیل می‌کنند، تمیز نگه داشتن دندان و دور نگه داشتن آنها از تماس طولانی با اسید اهمیت زیادی خواهد داشت و فقط در این صورت است که مینای شبه سنگ دندان محفوظ می‌ماند.

تاریخچه

سابقه استفاده از تمیز کننده‌ها و شوینده‌های دندان به دوران باستان برمی‌گردد. یونانیها و رومیها ، یهودیان و بوداییها از جمله اقوام اولیه ای هستند که قوانین مذهبی برای تشریح چگونگی تمیز کردن دندان ، از جمله بوسیله چوبهای جویدنی و اسفنج را وضع کردند. کمی پیش از میلاد مسیح ، اجزای تشکیل دهنده تمیز کننده‌های دندان شامل عسل ، مواد معطر معدنی و مواد دیگری بودند که با صدفها و استخوانهای پودر شده حیوانات مخلوط می‌شدند. به موازات استفاده از مواد و ترکیبات فوق برای تمیز کردن دندان ، انسان از مواد طبیعی دیگری نیز استفاده می کرد که امروزه باور داشتن آن مشکل است. مثلا چینی‌ها از مدفوع خفاش بعنوان تمیز کننده و سفید کننده دندان و اسپانیاییها از ادراری که در ظرف مخصوص نگهداری می‌شد، بدین منظور استفاده می‌کردند.

سیر تحولی و رشد

"جان گرین وود"(دندانپزشک) به "جورج واشینگتن "(اولین رئیس جمهور آمریکا) توصیه کرده بود که برای رفع سیاهی دندان خود از گچ یا ساقه سرو یا کاج استفاده کند. این روش رواج عمومی پیدا کرد و ادامه یافت بطوریکه تا حدود سال 1784 مردم فیلادلفیا برای تمیز کردن دندان از گچ استفاده می‌کردند و مردم انگلیس و آمریکا با اندکی تغییر در مخلوط گچ و ریشه زنبق تا قرن نوزدهم از آن برای تمیز کردن دندان ، استفاده می کردند.
استفاده از نمک نیز از دورانهای بسیار دور در کشورهای چین ، یونان و رم متداول بود. بعدها "ابوعلی سینا" در ایران آنرا توصیه کرد. با توجه به موارد فوق فرمولبندی تمیزکننده‌ها و شوینده‌های دندان ، در هر دوره از زمان و با توجه به سطح دانش و آگاهی نسبت به مواد قابل دسترس ویژگی خاص خود را داشت که با زمانهای دیگر متفاوت بود.

عملکرد مواد تشکیل دهنده خمیر دندان

مواد مورد نیاز در تهیه شوینده‌های دندان که ممکن است در هر شکل آن یعنی خمیر ، پودر یا مایع بکار روند عبارتند از:

· ماده براق کننده که برای برداشتن باقیمانده مواد غذایی و یا هر نوع ماده بد رنگ کننده دندانها بکار می‌رود و حدود نیمی از وزن خمیر دندان را تشکیل می‌دهد.

· ماده مرطوب کننده که برای جلوگیری از سخت و خشک شدن خمیر دندان بکار می‌رود. بهترین ماده برای این منظور گلیسیرین است.

· ماده کف کننده و پاک کننده که برای امولسیون کردن مواد چسبنده به دندان و کمک به براق شدن دندان به میزان تقریبی 2 درصد به خمیردندان اضافه می‌شود.

· ماده چسبنده که برای پیوستن اجزای خمیر دندان به یکدیگر به میزان تقریبی 5/1 درصد به آن اضافه می‌شود. متداولترین موادی که به این منظور بکار می‌روند، عبارتنداز: صمغ، کتیرا، آلژینات سدیم ، ژلاتین سدیم کربوکسی متیل سلولز پلی اتیلن و نشاسته.

· ماده شیرین کننده که به منظور شیرین کردن تمیزکننده های دندان همراه با اسانسها بکارگرفته می‌شوند تا این فرآورده‌ها را دلچسب و مطبوع کنند.

· ماده مطبوع کننده که برای پوشاندن طعم مطبوع مواد مصرف شده در تمیزکننده‌های دندان و ایجاد طعم خوب و خوشبو کردن خمیر دندان که عمدتا از اسانسهای خوراکی‌اند، بکار گرفته می‌شود.

· ماده محافظ که مواد ضد میکروبی بوده و خـاصیت ضدعفـونی کنندگی از خود نشـان می‌دهد.

· ترکیبات فلوئور دار که باعث استحکام مینای دندان شده و از پوسیدگی آن جلوگیری می‌کنند.

· رنگها ، این ترکیبها از دسته رنگهای خوراکی مجاز می‌باشند که به‌منظور دادن رنگ دلخواه به تمیز کننده‌های دندان اضافه می‌شوند.

· ترکیبات دارویی ، این ترکیبات نقش درمانی داشته و در بعضی موارد به فرمول خمیر دندانهای خاصی اضافه می‌شوند.

· معمولا از آب مقطر یا آبی که درجه خلوص آن نزدیک به آب مقطر باشد، استفاده می‌شود.

پودر شوینده دندان

برای تهیه پودر شوینده دندان ممکن است از کربنات کلسیم ، صابون دندان ، اسانس نعناع ، سافارین یا کربنات کلسیم ، بی‌کربنات سدیم ، صابون کاسترین ، روغن میخک ، روغن دارچین استفاده ‌شود.

جلوگیری از بیماریهای لثه

بیشتر دندانها به‌علت بیماری لثه از بین می‌روند. بیماری لثه موجب عدم ارتباط مناسب میان لثه و دندان ، ایجاد رسوب و تشکیل پلاک در زیر خط لثه و عفونت باکتریایی در این رسوبها می‌شود. از این لحاظ خمیر دندانهایی که علاوه بر صابون و ساینده مواد ضدعفونی کننده ای مانند انواع پروکسید داشته باشند، بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرند.

[ هجدهم اسفند 1391 ] [ 11:8 بعد از ظهر ] [ علی رنجبریان ]

بهترین شامپو و انواع شامپو کدام است ؟

شامپو از یک واژه هندو به نام چامپانا (Champana) به معنای ماساژ دادن گرفته شده‌است. قبل از پیدایش شامپو به صورت امروزی، مردم برای شستشوی موی خود از مواد گیاهی مانند سدر و چوبک و کتیرا و مواد معدنی مانند خاکهای سیلیسی استفاده می‌نمودند. پس از آن، استفاده از صابون برای شستن موی سر بسیار متداول گردید تا اینکه دترجنتهای مصنوعی شناخته و انواع ملایم آن در شامپوهای نوین به کار گرفته شد. البته در حال حاضر، هنوز هم بسیاری از مردم به علت عدم آگاهی از مشکلی که قلیایی بودن صابون و سختی آب برای مو پدید می آورد از صابون برای شستن موی خود استفاده می کنند.
مهمترین عملکرد شامپو، تمیزکردن مو و پوست سر و برطرف نمودن چرک و آلودگی از روی سطح آن است. البته پاک کنندگی یک شامپو امروزه، ویژگی مشترک همه شامپوها به شمار می آید و رقابت شامپوها بر سر مساله زیبا نمودن موی سر همزمان با پاکیزگی سطح آن است.
همانطور که همه ما در فروشگاه ها مشاهده می کنیم امروزه طیف وسیعی از شامپوها در بازار دیده می شوند. علت تنوع شامپوها بدون شک وجود متغیرهای بسیار زیادی است که در طراحی فرمول شامپو وجود دارد
مثلا اینکه موها از نظر میزان چربی پوست سر، موهای خشک و موهای چرب یا موهای معمولی باشد یا اینکه فرم مو ، موی صاف ، موی مجعد یا موهای فرفری باشد یا مثلا اینکه موها با مواد شیمیایی مثل مواد دکلره ، رنگ مو ، فر و ... دستکاری شده باشند، از طرف دیگر سلیقه مصرف کننده درانتخاب شکل و حالت شامپو، میزان کف و سهولت آبکشی و شست و شو حتی خصوصیاتی مثل رنگ و بو و بسته بندی همگی می توانند متغیرهای فرمول نویسی یک شامپو باشند.از آنجا که که بسیاری از این متغیرها متضاد یکدیگر بوده و جمع پذیر نیستند تولید کننده، برای اینکه بتواند سلیقه متنوع مشتریان را پاسخگو باشد مجبور است شامپوهای متنوعی ارائه دهد تا نیاز همه آنها را براورده نماید. تصور نکنید که شامپوهایی که بعنوان شامپوهای تقویتی یا شامپوی تقویت کننده مو و یا شامپوی ویتامینه و شامپو ضد ریزش مو معرفی می شوند ، شامپوهای بهتری هستند . تولیدکنندگان عوامل غلیظ کننده یا رقیق کننده را بلحاظ فروش و تجمل به شامپو اضافه می کنند در حقیقت ، غالب ترکیباتی که در برچسب شامپوها قید شده از نظر کیفیت جنبه تجملی داشته و مصرف کنندگان اغلب با توجه به همین جنبه شامپوی خود را انتخاب می کنند و معمولا" این شامپو در جلوگیری از ریزش مو تاثیر خاصی ندارند. جهت مخلوط کردن و نگهداری ترکیبات مختلف با هم از امولسیون ها و جهت جلوگیری از تجزیه شامپو در هوای آزاد از آنتی اکسیدان ها استفاده می شود . بخاطر جلوگیری از آلودگی ، مواد نگه دارنده استفاده می شود . اگر سورفاکتانت کف کافی تولید نکند با شامپوها مواد کف زا اضافه می شود . جهت شفاف کردن یا کدر کردن شامپوها ممکن است ترکیبات دیگری به آنها افزوده شود نهایتاً ممکن است رنگ و عطر مناسبی به شامپو اضافه شود .
شامپوها در محدوده PH قلیایی ضعیف تا PH اسیدی ضعیف تهیه می شوند . تنها زمانی باید به PH شامپو توجه کنید که موهای شما صدمه دیده باشند . شامپویی که خنثی یا کمی اسیدی باشد کمتر باعث باد کردن موها و سخت تر شدن لایه خارجی کوتیکول شده و این وضعیت برای موهای صدمه دیده مفید است .بنابراین ، هیچ شامپویی بهترین شامپو نیست . از آنجایی که موی افراد و شامپوها هر دو متفاوت هستند بهترین توصیه امتحان کردن شامپوهای مختلف جهت پیدا کردن مناسبت ترین شامپو و بهترین شامپو می باشد . ازمارک های معروف و ارزان امتحان کنید . از شامپوهای کوچک که تولید کنندگان جهت فروش تهیه می کند استفاده کنید . اگر شامپویی برای شما مناسب بود ، تا زمانی که مشکلی پیدا نکرده اید و در ریزش مو شما اثری ندارد از همان شامپو استفاده کنید.

شامپو از دو قسمت عمده تشكيل شده است:

1- مواد فعال سطحي: جزء اصلي يك شامپو مواد فعال كننده سطحي آن است.
موادفعال كننده سطح به طوركلي به چهار دسته آنيوني، كاتيوني، آمفوتري و غير يوني تقسيم بندي مي شوند. در شامپو معمولا تركيبي از موادفعال آنيوني (مانند سديم لارت سولفات)، مواد آمفوتري (مانند بتائين ها) و مواد غيريوني (مانند كوكونات فتي اسيد دي اتانول آميد) به عنوان مواد فعال كننده سطحي يا جزء اصلي استفاده مي شود.

2- افزودني ها: بفيه اجزاء به عنوان افزودني به شامپو اضافه مي شوند.

افزودني هاي شامپو خود به دو دسته تقسيم بندي مي شوند.

الف- افزودني هاي عمومي
موادي مانند نگهدارنده ها براي جلوگيري از آلودگي ميكروبي، نمك براي افزايش قوام شامپو و اسانس براي خوشبو نمودن شامپو و ا.د.ت.‌آ (EDTA) براي كاهش سختي آب و سيتريك اسيد جهت تنظيم پ هاش جزء افزودني هاي شامپو به حساب مي آيند. اگر به تركيبات تشكيل دهنده شامپوهادقت كنيم خواهیم دید اجزائي مثل اسيدسيتريك، نمك، ا.د.ت.ا، نگهدارنده، اسانس، رنگ و آب در همه شامپوها مشترك هستند بنابراين در انتخاب شامپو دقت به اين موارد اهميتي ندارد.
ب- افزودني هاي اختصاصي
در فرمولاسيون شامپوهاي نوين مواد ويژه اي براي خلق اثربخشي خاص به شامپو اضافه مي گردند تا شامپو علاوه بر شويندگي بتواند ويژگي هاي زیبایی مورد انتظار را نیز برآورده نمايد. در انتخاب شامپوي مناسب دقت به مواد فعال كننده سطح و همچنين افزودني هاي اختصاصي بسيار مهم است.

در برخي از شامپوهاي جديد اجزاء ويژه اي به نام ضخيم كننده‏(Thickner) اضافه شده است. اين شامپوها در واقع سطح تارهاي مو را با لايه اي از پروتئين مي پوشانند بنابراين باعث مي شوند هربار كه شما اين شامپو را استفاده مي كنيد موي شما پر پشت تر به نظر برسد.
پروتئين‏ كراتين و آمينو اسيدها به ساقه مو مي پيوندند و شكافهاي ايجاد شده در اثر استفاده از مواد نامرغوب را پر مي كند. اين امر باعث افزايش مقاومت مو و محافظت از آن مي گردد. پروتئين تخم مرغ با مو پيوند ايجاد نمي كند بنابراين استفاده از آن در شامپو فقط يك مانور تبليغاتي (Gimmick) است.
مواد مرطوب كننده‏، موي شما را هيدراته مي كند درست همان اثري كه بر روي پوست هم دارد.
پنتنول و ويتامين ب5 برخلاف بقيه ويتامين ها به داخل محور مو نفوذ مي كنند و براي افزايش استحكام و سلامت مو مفيد مي باشد. (دقت کنید که از ویتامین برای افزودن خواص نرم کنندگی استفاده شده نه تغذیه و تقویت مو)
هرچند پروتئين موجود در شامپو ها به داخل محور مو نفوذ نمي كنند اما با پوشانيدن سطح مو باعث پرپشت به نظر آمدن و افزايش خاصيت نرم كنندگي مي شوند.
پروتئين ابريشم به افزایش درخشندگی مو كمك مي كند.

[ هجدهم اسفند 1391 ] [ 11:3 بعد از ظهر ] [ علی رنجبریان ]

الکترونگاتیویته چیست؟

متداول‌ترین مقیاس الکترونگاتیویته
مقیاس نسبی الکترونگاتیوی پاولینگ ، متداول‌ترین مقیاس و مبتنی بر مقادیر تجربی انرژی‌های پیوندی است. مقدار انرژی اضافی که از جاذبه متقابل بارهای جزئی б+ و б- اضافه بر انرژی پیوند کووالانسی آزاد می‌شود، به قدر مطلق б و به تفاوت الکترونگاتیوی دو عنصر پیوند شده بستگی دارد. در محاسبات الکترونگاتیوی تنها تفاوت الکترونگاتیویته عناصر تعیین می‌شود. برای بنا کردن یک مقیاس ، به اتم F (الکترونگاتیوترین عنصر) بطور دلخواه عدد 4 نسبت داده شده است.

مقیاس الکترونگاتیوی پاولینگ ، متداول‌ترین مقیاس و مبتنی بر مقادیر تجربی انرژیهای پیوند است. مثلا انرژی پیوند Br-Br ، انرژی لازم برای تفکیک مولکول Br2 به اتمهای Br است. برای تفکیک یک مول از مولکولهای Br2 به اندازه 46+ کیلو کالری انرژی لازم است. انرژی پیوند H-H برابر 104+ کیلو کالری بر مول است.

تعاریف مختلف الکترونگاتیویته
الکترونگاتیویته ، در روشهای متفاوتی تعریف شده است که برخی از آنها به اختصار توضیح داده می‌شود.

الکترونگاتیویته پاولینگ
انرژی اضافی پیوند A-B نسبت به متوسط انرژی پیوندهای A-A و B-B می‌تواند به حضور سهم یونی در پیوند کوالانسی نسبت داده شود. اگر انرژی پیوند A-B بطور قابل ملاحظه ای از متوسط پیوندهای غیر قطبی A-A و B-B متفاوت باشد، می‌توان فرض کرد که سهم یونی در تابع موج و بنابراین اختلاف بزرگ در الکترونگاتیوی وجود دارد.

الکترونگاتیویته آلرد_روکر
در این تعریف ، الکترونگاتیویته توسط میدان الکتریکی بر سطح اتم مشخص می‌شود. بنابرین الکترون در یک اتم بار موثر هسته‌ای را احساس می‌کند. بر طبق این تعریف ، عناصری با الکترونگاتیویته بالا آنهایی هستند که با بار هسته‌ای موثر بزرگ و شعاع کوالانسی کوچک ، این عناصر در نزدیکی فلوئور قرار دارند.

الکترونگاتیویته مولیکن
مولیکن تعریف خود را بر پایه داده‌های طیف‌های اتمی نهاد. او فرض کرد که توزیع دوباره الکترون در طی تشکیل تر کیب به گونه‌ای است که در آن یک اتم به کاتیون (توسط ار دست دادن الکترون) و اتم دیگر به آنیون (توسط گرفتن الکترون) تبدیل می‌شود.

اگر یک اتم دارای انرژی یونیزاسیون بالا و الکترون‌خواهی بالا باشد، احتمالا در هنگام تشکیل پیوند ، الکترونها را به سوی خود می‌کشد. بنابراین بعنوان الکترونگاتیو شناخته می‌شود. از طرف دیگر اگر انرژی یونش و الکترون‌خواهی آن ، هر دو کوچک باشد تمایل دارد تا الکترون از دست بدهد. بنابراین به عنوان الکترو پوزیتیو طبقه بندی می‌شود.

این مشاهدات تعریف مولیکن را به عنوان مقدار متوسط انرژی یونش و الکترون‌خواهی عنصر معرفی می‌کند.

تغییرات الکترونگاتیویته عناصر
الکترونگاتیویته عناصر با افزایش تعداد الکترون‌های والانس و همچنین کاهش اندازه اتم افزایش می‌یابد و در هر دوره از جدول تناوبی از چپ به راست و در هر گروه از پایین به بالا افزایش می‌یابد. فلزات ، جاذبه کمی برای الکترون‌های والانس دارند و الکترونگاتیوی آنها حاکم است، ولی نافلزات ، به استثنای گازهای نجیب ، جاذبه قوی برای این‌گونه الکترون‌ها دارند و الکترونگاتیوی آنها زیاد است.

بطور کلی ، الکترونگاتیوی عناصر در هر دوره از چپ به راست (با افزایش تعداد الکترونهای والانس) و در هر گروه از پایین به بالا (با کاهش اندازه اتم) افزایش می‌یابد. بنابراین ، الکترونگاتیوترین عناصر ، در گوشه بالایی سمت راست جدول تناوبی (بدون در نظر گرفتن گازهای نجیب) و عناصری که کمترین الکترونگاتیوی را دارند، در گوشه پایینی سمت چپ این جدول قرار دارند. این سیر تغییرات ، با سیر تغییرات پتانسیل یونش و الکترون‌خواهی عناصر در جدول تناوبی هم‌جهت است.

مفهوم الکترونگاتیوی
مفهوم الکترونگاتیوی گرچه مفید است، ولی دقیق نیست. روشی ساده و مستقم برای اندازه گیری خاصیت الکترونگاتیویته وجود ندارد و روشهای گوناگون برای اندازه گیری آن پیشنهاد شده است. در واقع چون این خاصیت علاوه بر ساختمان اتم مورد نظر به تعداد و ماهیت اتمهای متصل به آن نیز بستگی دارد، الکترونگاتیوی یک اتم نامتغیر نیست.

انتظار می‌رود که الکترونگاتیوی فسفر در PCl3 با الکترونگاتیوی آن در PCl5 تفاوت داشته باشد. از اینرو ، این مفهوم را تنها بایستی نیمه‌کمی تلقی کرد. بنابراین می‌توان گفت که قطبی بودن مولکول HCl ناشی از اختلاف بین الکترونگاتیوی کلر و هیدروژن است چون کلر الکترونگاتیوتر از هیدروژن است، آن سر مولکول که به کلر منتهی می‌شود، سر منفی دو قطبی است.

توجیه پیوند یونی با خاصیت الکترونگاتیویته
پیوند یونی بین غیرفلزات وقتی تشکیل می‌شود که اختلاف الکترونگاتیوی آنها خیلی زیاد نباشد. در اینگونه موارد، اختلاف الکترونگاتیوی عناصر نشان دهنده میزان قطبی بودن پیوندهای کووالانسی است. اگر اختلاف الکترونگاتیوی صفر یا خیلی کوچک باشد، می‌توان گفت که پیوند اساسا غیر قطبی است و اتمهای مربوط ، سهم مساوی یا تقریبا مساوی در الکترونهای پیوند دارند.

هر چقدر اختلاف الکترونگاتیوی بیشتر باشد پیوند کووالانسی قطبی‌تر خوهد بود (پیوند در جهت اتم الکترونگاتیوتر قطبی می‌شود). بنابراین با توجه به مقادیر الکترونگاتیوی می‌توان پیشگویی کرد که HF قطبی‌ترین هیدروژن هالیدها است و انرژی پیوندی آن بیشتر از هر یک از این ترکیبات است. البته نوع پیوندی که بین دو فلز تشکیل می‌شود، پیوند فلزی و در آن اختلاف الکترونگاتیوی نسبتا کم است.

کاربردهای الکترونگاتیویته
می‌توان برای تعیین میزان واکنش پذیری فلزات و غیر فلزات بکار برد.
می‌توان برای پیش‌بینی خصلت پیوندهای یک ترکیب بکار برد. هرچه اختلاف الکترونگاتیوی دو عنصر بیشتر باشد، پیوند بین آنها قطبی‌تر خواهد بود. هرگاه اختلاف الکترونگاتیوی دو عنصر در حدود 1.7 باشد، خصلت یونی نسبی پیوند بیش از 50% است.
اگر اختلاف الکترونگاتیوی صفر و یا خیلی کوچک باشد، پیوند غیر قطبی است. هرچه اختلاف الکترونگاتیوی بیشتر باشد، پیوند کووالانسی قطبی‌تر خواهد بود. در این پیوندها ، اتمی که الکترونگاتیوی بیشتری دارد، بار منفی جزئی را خواهد داشت.

با استفاده از مقادیر الکترونگاتیوی می‌توان نوع پیوندی را که یک ترکیب ممکن است داشته باشد، پیش‌بینی کرد. وقتی دو عنصر با اختلاف الکترونگاتیوی زیاد با یکدیگر ترکیب می شوند، یک ترکیب یونی حاصل می‌شود. مثلا اختلاف الکترونگاتیوی سدیم و کلر 2.1 است و NaCl یک ترکیب یونی است.
آیا الکترونگاتیوی یک عنصر همیشه ثابت است؟
مفهوم الکترونگاتیوی غیر دقیق است. زیرا این خاصیت نه تنها به ساختمان اتم مورد بحث بستگی دارد، بلکه تعداد و ماهیت اتم‌های دیگری که به اتم مزبور پیوند داده شده‌اند نیز در آن دخالت دارد. بنابراین الکترونگاتیوی یک عنصر همیشه ثابت نیست مثلا الکترونگاتیوی فسفر در ترکیب (PCl3) متفاوت از الکترونگاتیوی آن در ترکیب (PCl5) است.

[ هجدهم اسفند 1391 ] [ 11:2 بعد از ظهر ] [ علی رنجبریان ]

معرفی شش حالت ماده(با توضیح کامل)

در این مقاله به معرفی 6 حالت ماده می پردازیم. همه ما با 3 حالت ماده یعنی جامد ، مایع و گاز آشنایی داریم. ممکن است برخی از شما تا به حال نام حالت چهارم ماده یعنی پلاسما را نیز شنیده باشید و یا اطلاعاتی راجع به آن داشته باشید اما مطمئنا بسیاری از شما از حالت پنجم و ششم ماده یعنی چگال بوز – انیشتن و چگال فرمیونی، و همچنین خواص آنها بی اطلاعید. در این مقاله قصد داریم شما را با هر 6 حالت ماده و ویژگی های آنها آشنا کنیم. 1-جامد
مواد جامد در برابر تغییر شکل مقاومت می کنند و سفت و شکننده هستند. برای درک چگونگی این موضوع می توان جامدات را اینگونه تعریف کنیم:

1- حالت جامد : نیروهای بین مولکولی ، بقدری قویتر از انرژی جنبشی هستند که باعث سخت شدن جسم در نتیجه عدم جاری شدن آن میگردند. جامدات شکل و حجم معینی دارند. در جامدات فاصله مولکولها مانند فاصله آنها در مایع است ولی در جامدات مولکول ها نمیتوانند مانند وضعیتی که در حالات مایع و گاز دارند، آزادانه به اطراف حرکت کنندو در مکانهای خاصی قرار میگیرند و فقط میتوانند در اطراف این مکانها حرکت نوسانی رفت و برگشتی بسیار کوچک انجام دهند.
این حرکت نوسانی ، بخصوص در جامدات بلورین ، کاربردهای صنعتی و علمی زیادی را برای این دسته از مواد به دنبال دارد.
2-مایع
در حالت مایع ، مولکولها در مقایسه با حالت گاز خیلی به هم نزدیکترند بطوریکه نیروهای مابینشان قویتر از انرژی جنبشی آنان میباشد. از طرف دیگر ، نیروها آنقدر قوی نیستند که قادر به ممانعت از حرکت مولکولها گردند. از این روست که جریان مایع از ظرفی به ظرف دیگر شدنی است، اما نسبت سرعت جاری شدن آب در مقایسه با مایعات دیگر از قبیل روغنها و گلسیرین بسیار متفاوت است که این تفاوت در سرعت جاری شدن ، میزان مقاومت یک مایع در مقابل جاری شدن ،یعنی ویسکوزیته آن نامیده می شود که خود تابعی از شکل ، اندازه مولکولی ، دما و فشار میباشد. بنابراین مایعات حجم معین و شکل نامعینی دارند.

3-گاز
به طور کلی می توان گازها را اینگونه تعریف کرد ؛
گاز ها کم چگالند و ساده متراکم می شوند و نه تنها شکل ظرف خود را می گیرند بلکه آنقدر منبسط می شوند تا ظرف را کاملا پر کنند.
اما اگر بخواهیم گازها را بهتر بشناسیم می توانیم بگوییم که ؛
حالت فیزیکی مواد در شرایط طبیعی فشار و دما ، بستگی به اندازه مولکولی و نیروهای بین آنها دارد. اگر مقدار کمی از یک گاز ، در یک تانک نسبتا بزرگی قرار گیرد، مولکولهای آن با سرعت در سرتاسر تانک پخش میشوند. پخش سریع مولکولهای گاز دلالت بر آن میکند که نیروهای موجود بین مولکولها ، بمراتب ضعیفتر از انرژی جنبشی آن است و از آنجایی که ممکن است مقدار کمی از یک گاز در سرتاسر تانک یافت شود، نشان دهنده آن است که مولکولهای گاز باید نسبتا از هم فاصله گرفته باشند. بنابراین گازها شکل و حجمشان بستگی به ظرفی دارد که در آن جای دارند.
در حالت گازی ، مولکولها آزادانه به اطراف حرکت کرده و با یکدیگر و نیز با دیواره ظرف برخورد میکنند. فاصله مولکولها در حالت گازی در حدود چند ده برابر فاصله آنها در حالت مایع و جامد است.

4- پلاسما:
حالت چهارم ماده پلاسما ,شبیه گاز است و از اتمهایی تشکیل شده است که تمام یا تعدادی از الکترون های خود را از دست داده اند (یونیده شده اند (
بیشتر مواد جهان در حالت پلاسما هستند مانند خورشید که از پلاسما تشکیل شده است. پلاسما اغلب بسیار گرم است و می توان آن را در میدان مغناطیسی به دام انداخت.
اما در تعریفی کلی از پلاسما باید گفت که ؛ پلاسما حالت چهارمی از ماده است که دانش امروزی نتوانسته آنها را جزو سه حالت دیگر پندارد و مجبور شده آنرا حالت مستقلی به حساب آورد. این ماده با ماهیت محیط یونیزه ، ترکیبی از یونهای مثبت و الکترون با غلظت معین میباشد که مقدار الکترونها و یونهای مثبت در یک محیط پلاسما تقریبا برابر است و حالت پلاسمای مواد ، تقریبا حالت شبه خنثایی دارد. پدیدههای طبیعی زیادی از جمله آتش ، خورشید ، ستارگان و غیره در رده حالت پلاسمایی ماده قرار میگیرند.
پلاسما شبیه به گاز است، ولی مرکب از ذرات باردار متحرکی به نام یون است. یونها بشدت تحت تاثیر نیروهای الکتریکی و مغناطیسی قرار میگیرند. مواد طبیعی در حالت پلاسما عبارتند از انواع شعله ، بخش خارجی جو زمین ، اتمسفر ستارگان ، بسیاری از مواد موجود در فضای سحابی و بخشی از دم ستاره دنباله دار و شفقهای قطبی شمالی که نمایش خیره کننده ای از حالت پلاسمایی ماده است که در میدان مغناطیسی جریان مییابد
بد نیست بدانید که دانش امروزی حالات دیگری از جمله برهمکنش ضعیف و قوی هسته ای را نیز در دسته بندیها بعنوان حالات پنجم و ششم ماده بحساب میآورد که از این حالات در توجیه خواص نوکلئونهای هسته ، نیروهای هسته ای ، واکنش های هسته ای و در کل ((فیزیک ذرات بنیادی)) استفاده میشود.

5- چگال بوز – انیشتن
حالت پنجم با نام ماده چگال بوز-انیشتن(Booze-Einstein condensate) که در سال ۱۹۹۵ کشف شد، در اثر سرد شدن ذراتی به نام بوزونها (Bosons)تا دماهایی بسیار پایین پدید میآید. بوزونهای سرد در هم فرومیروند و ابر ذره هایی که رفتاری بیشتر شبیه یک موج دارد تا ذره های معمولی ، شکل میگیرد. ماده چگال بوز-انیشتن شکننده است و سرعت عبور نور در آن بسیار کم است.

6- چگال فرمیونی:
حالت تازه ماده چگال فرمیونی (Fermionic condensate) است. “دبورا جین” (Deborah Jin) از دانشگاه کلورادو که گروهش در اواخر پاییز ۱۳۸۲ ، موفق به کشف این شکل تازه ماده شده است، میگوید”: وقتی با شکل جدیدی از ماده روبرو میشوید، باید زمانی را صرف شناخت ویژگیهایش کنید. آنها این ماده تازه را با سرد کردن ابری از پانصدهزار اتم پتاسیم با جرم اتمی ۴۰ تا دمایی کمتر از یک میلیونیم درجه بالاتر از صفر مطلق پدیدآوردند. این اتمها در چنین دمایی بدون گرانروی جریان مییابند و این ، نشانه ظهور ماده ای جدید بود.
در این حالت اتمهای پتاسیم بدون آنکه چسبندگی میان آنها وجود داشته باشد ، بصورت مایع جریان یافتند . حالت چگالیده فرمیونی تا حدی شبیه چگالش بوز- اینشتین است .
هر دو حالت از اتمهایی تشکیل شده اند که این اتم ها در دمای پایین به هم می پیوندند و جسم واحدی را تشکیل می دهند . در چگالش بوز- اینشتین اتم ها از نوع بوزون هستند در حالیکه در چگالش فرمیونی اتم ها فرمیون هستند.

تفاوت میان بوزون ها و فرمیونها چیست ؟
رفتار بوزون ها به گونه ای است که تمایل دارند با هم پیوند برقرار کنند و به هم متصل شوند . یک اتم در صورتی که حاصل جمع تعداد الکترون ، پروتون و نوترون هایش زوج باشد، بوزون است . بعنوان مثال اتمهای سدیم بوزون هستند زیرا اتمهای سدیم در حالت عادی یازده الکترون ، یازده پروتون و دوازده نوترون دارند که حاصل جمع آنها عدد زوج ۳۴ می شود . بنابراین اتمهای سدیم این قابلیت را دارند که در دماهای پایین به هم متصل شوند و حالت چگالیده بوز- اینشتین را پدید اورند اما از طرف دیگر فرمین ها منزوی هستند . این ذرات طبق اصل طرد پائولی هنگامی که در یک حالت کوانتومی قرار می گیرند همدیگر را دفع می کنند و اگر ذره ای در یک حالت کوانتومی خاص قرار گیرد مانع از آن می شود که ذره دیگری هم بتواند به آن حالت دسترسی یابد .
هر اتم که حاصل جمع تعداد الکترون ، پروتون و نوترون هایش فرد باشد فرمیون است . به عنوان مثال ، اتم های پتاسیم با عدد جرمی ۴۰ فرمیون هستند زیرا دارای ۱۹ الکترون ، ۱۹ پروتون و ۲۱ نوترون هستند و حاصل جمع این سه عدد برابر ۵۹ می شود . دکتر جین و همکارانش بر پایه همین خاصیت انزوا طلبی فرمیونها روشی را پیش گرفتند و از میدانهای مغناطیسی کنترل شونده ای برای انجام آزمایشها استفاده کردند . میدان مغناطیسی باعث می شود که اتمهای منفرد با هم جفت شوند و میزان جفت شدگی اتمها در این حالت با تغییر میدان مغناطیسی قابل کنترل است . انتظار می رفت که اتمهای جفت شده پتاسیم خواص همانند بوزونها را داشته باشند اما آزمایشها نشان دادند که در بعضی از اتمها که میزان جفت شدگی ضعیف بود هنوز بعضی از خواص فرمیونی خود را از دست نداده بودند .
در این حالت یک جفت از اتمهای جفت شده می تواند به جفت دیگری متصل شود و این جفت شدگی به همین ترتیب ادامه یابد تا این که سرانجام باعث تشکیل حالت چگالیده فرمیونی شود .
دکتر جین شک داشت که جفت شدگی اتم های مشاهده شده همانند جفت شدگی اتمهای هلیوم مایع باشد که به آن ابر شارگی می گویند . ابرشاره ها نیز بدون اینکه خاصیت چسبندگی بین آنها باشد به راحتی جریان می یابند . وضعیت مشابه دیگر ، حالت ابر رسانایی است . در یک ابر رسانا الکترونهای جفت شده( الکترون ها فرمیون هستند ) به محض آنکه با مقاومت الکتریکی مواجه شوند به راحتی جریان می یابند . علاقه وافری به ابر رساناها وجود دارد زیرا از آنها برای تولید الکتریسیته پاک و ارزان می توان استفاده کرد در صورتی که استفاده از ابر رساناها در تکنولوژی میسر شود قطارهای برقی سریع السیر و کامپیوترهای فوق سریع با قیمت پایین روانه بازار خواهد شد اما متاسفانه استفاده از ابررساناها و حتی تحقیق در باره آنها دشوار است .
بزرگترین مشکل این است که حداقل دمایی که لازم است تا یک ابررسانا ایجاد شود ۱۳۵- درجه سلسیوس است . بنابراین نیتروژن مایع یا دستگاه سرد کننده دیگری لازمست تا سیمهای رابط و هر وسیله جانبی دیگری که الکترونهای جفت شده در ان محیط قرار می گیرند را نگه دارد . این فرایند هزینه زیادی می خواهد و به دستگاههای پر حجمی نیاز دارد . اما اگر ابررسانایی بردمای اتاق شود کار کردن با آن فوق العاده راحت می شود و استفاده ازآن به خاطر مزیت های یاد شده سریعا افزایش می یابد جین می گوید کنترل میزان جفت شدگی اتمهابا استفاده از تغییر میدان مغناطیسی همانند تغییر دما برای یک ابررسانا ست . این روند ما را امیدوار می کند که بتوانیم آموخته های خودرا از چگالش فرمیونی به دیگر زمینه ها از جمله ابر رسانایی در دمای اتاق تسری دهیم.
ناسا کاربردهای زیادی را برای ابررساناهادر نظر گرفته است به عنوان مثال استفاده از ابر رساناها باعث خواهد شد که مدار ماهواره های چرخنده به دور زمین با دقت بسیاربالایی کنترل شوند . خاصیت اصلی ابر رساناها به دلیل نداشتن مقاومت الکتریکی امکان انتقال جریان الکتریکی – حجم کوچکی از ابررسانا است . به همین خاطر اگر به جای سیم های مسی از ابر رساناها استفاده شود ،موتورهای فضاپیماها تا ۶ برابر نسبت به موتورهای فعلی سبکتر خواهند شد و باعث می شود که وزن فضاپیما بسیار کاهش یابد .

[ هجدهم اسفند 1391 ] [ 10:54 بعد از ظهر ] [ علی رنجبریان ]

مواد هوشمند

مواد هوشمند اصطلاحاًً به موادی گفته می شود که می توانند با درک محیط و شرایط اطراف خود نسبت به آن ....
مواد هوشمند اصطلاحاًً به موادی گفته می شود که می توانند با درک محیط و شرایط اطراف خود نسبت به آن واکنش مناسب نشان دهند. امروزه کاربرد این مواد و بویژه فلزات و کامپوزیت های هوشمند در بسیاری از حوزه های صنعت گسترش یافته است.
ازجمله کاربردهای جدید این مواد استفاده از فلزی به نام نیتینول که ترکیبی از تیتانیوم و نیکل، در ساخت قاب عینک ها است باعث بروز ویژگی های متفاوتی در آنها شده است. این نوع عینک ها پس از خم شدن دوباره به شکل اولیه خود باز می گردند. هواپیماهای هوشمند، خانه های هوشمند، بافتهای حافظه دار، میکروماشین ها، سازه های خودآرا و نانوساختارهای متغیر کلماتی هستند که از سال 1992 و با تجاری شدن اولین مواد هوشمند وارد فرهنگ لغات شده اند و پیش بینی می شود این مواد بتوانند بسیاری از نیازهای فناوری در قرن 21 را برآورده کنند.
سابقه تاریخی مواد هوشمند به 300 سال قبل از میلاد و دوران کیمیاگری بازمی گردد. اگرچه در آن زمان توانایی تولید طلا وجود نداشت، اما فعالیت هایی برای تغییر رنگ و خصوصیات فلزهای مختلف انجام می شد که می توان بعضی از مواد مورد استفاده آنها برای ایجاد چنین تغییراتی را از مواد هوشمند به شمار آورد. عبارت مواد هوشمند اکثر اوقات بدون تعریف دقیقی از آنچه مورد نظر محققان است و همچنین بدون در نظر گرفتن کاربرد این مواد به کار گرفته می شود از سوی دیگر ارائه تعریف دقیق از آنچه به عنوان مواد هوشمند معرفی می شود، اغلب با مشکلات بسیار زیادی همراه خواهد بود. اگر چه از این عبارت به صورت گسترده درخصوص بسیاری از مواد که از ویژگی های متفاوتی در مقایسه با نسل گذشته مواد برخوردار هستند، استفاده می شود اما موافقت کلی در ارائه تعریف دقیقی از این واژه وجود ندارد. مواد هوشمند موادی هستند که موقعیت ها را به خاطر می سپارند و با محرک های مشخص می توانند به آن موقعیت بازگردند. به عبارت دیگر می توان گفت مواد و سازه های هوشمند، اشیایی هستند که شرایط محیطی را حس می کنند و با پردازش اطلاعات به دست آمده نسبت به محیط واکنش نشان می دهند. در تعریف اول وقتی از مواد صحبت می کنیم مجموعه ای از عناصر، آلیاژ ها و ترکیب ها در ذهن تداعی می شود که توسط ساختار مولکولی منحصر به فرد خود قابل شناسایی و اندازه گیری هستند. اما در تعریف دوم مواد به صورت مجموعه ای از فعالیت ها در نظر گرفته می شوند، یعنی با مجموعه ای از مواد و سیستم های مرتبط با آنها مواجه هستیم که قابلیت شناسایی و اندازه گیری در آنها کمتر خود را نشان می دهد.
در مواد هوشمند این مواد، همزمان با تاثیر محرک بیرونی شاهد پاسخ دهی به آن هستیم. در اکثر موارد این مواد از توانایی پاسخ به بیش از یک شرایط محیطی برخوردار هستند و پاسخ آنها قابل پیش بینی است.
انواع مواد هوشمند
با توجه به تعاریف ارائه شده برای مواد هوشمند می توان آنها را به 2 گروه تقسیم کرد:
گروه اول این مواد را اصطلاحاً مواد هوشمند نوع اول یا مواد کرومیک می نامند، این مواد یکی از جالب ترین انواع مواد هوشمندی موادی با قابلیت تغییر رنگ هستند. این دسته از مواد در پاسخ به محرک های محیط خارجی در ویژگی ها و خصوصیات شیمیایی، الکتریکی، مغناطیسی، مکانیکی و یا حرارتی دچار تغییر رنگ می شوند، این تغییر رنگ ناشی از تغییر خصوصیات نوری این مواد مانند ضریب جذب، قابلیت بازتاب و یا شکست نور است که در نتیجه تغییر در ساختار این مواد ایجاد می شوند.
انواع گروه اول
مواد فتوکرومیک: در برابر جذب انرژی تابشی در ساختار شیمیایی این مواد تغییر ایجاد می شود و از ساختاری با یک میزان جذب مشخص به ساختاری متفاوت با میزان جذب متفاوتی تبدیل می شود.
مولکول های این مواد در حال غیرفعال بی رنگ هستند و هنگامی که در معرض فوتون های با طول موج خاص قرار می گیرند. برانگیخته شده و شرایط بازتاب آنها تغییر می کند. با از بین رفتن منبع نور ماوراء بنفش این مولکول ها به حالت اولیه خود باز می گردند. کاربرد اصلی مواد فتوکرومیک در عینک ها و ساخت شیشه پنجره برخی از ساختمان ها است.

مواد ترومیک: این مواد در نتیجه جذب گرما با تغییرات شیمیایی با تغییر فاز مواجه می شوند. تغییرات ایجاد شده برگشت ناپذیر است و با از بین رفتن عامل ایجاد کننده تغییرات دمایی این مواد به حالت اولیه باز می گردند. دماسنج های نواری که با قرار گرفتن بر روی بدن تغییر رنگ می دهند بر همین اساس کار می کنند.

مواد مکانوکرومیک و کموکرومیک: تغییرات فشار یا تغییر شکل از خصوصیات بازتابی متفاوتی برخوردار خواهند بود. در برخی از محصولاتی که از این مواد ساخته شده اند با تغییر فشار، نوشته های مخفی شده در سطح به نمایش در خواهند آمد. کاغذهای تورنسل که در محیط های اسیدی و بازی رنگهای متفاوتی دارند نمونه ای از محصولاتی هستند که براساس ویژگی مواد کموکرومیک ساخته شده اند و در برابر تغییرات PH محیط واکنش نشان می دهند.

مواد الکتروکرومیک: این گروه از مواد هوشمند، موادی هستند که در نتیجه قرار گرفتن در یک جریان یا اختلاف پتانسیل الکتریکی رنگ آنها به صورت بازگشت پذیر تغییر می کند.
پنجره هایی که به وسیله عبور جریان الکتریسیته تیره و روشن می شوند از کاربردهای این نوع مواد هستند به طور کلی مواد هوشمند ترکیبی از مواد مختلف هستند که در تعامل با یکدیگر عمل می کنند و از ویژگی های منحصر به فردی برخوردار خواهند بود.

گروه دوم مواد هوشمند را گروهی از مواد تشکیل می دهند که دارای قابلیت تبدیل انرژی از سطحی به سطح دیگر هستند.
همه اجسام و محیط های پیرامون آنها دارای سطح مشخصی از انرژی هستند. هنگامی که سطح انرژی ماده و محیط اطراف آن یکسان است می گوییم ماده در تعادل با محیط است یعنی در این حالت تغییر انرژی وجود نخواهد داشت. اما اگر ماده در سطح انرژی متفاوتی نسبت به سطح انرژی به وجود خواهد آمد در مواد هوشمند و غیرهوشمند سطح انرژی همواره باید ثابت باشد؛ با وارد کردن انرژی به مواد سطح انرژی در آنها افزایش می یابد که معمولاً این انرژی افزوده شده به صورت افزایش انرژی درونی جسم خود را آشکار می کند. اما از ویژگی های مواد هوشمند این است که این انرژی را به صورت های مختلفی که از کارآیی و عملکرد بیشتری برخوردار است تبدیل می کنند

[ هفدهم اسفند 1391 ] [ 7:56 بعد از ظهر ] [ علی رنجبریان ]

چرا سقف نيروگاههاي هسته‌اي گنبدي شكل است؟

آیا می دانید : سقف های گنبدی بسیار محکم تر از سقف های معمولیست ؟؟

سوخت یک نیروگاه هسته ای ، اورانیوم است. اورانیوم عنصری است که در اکثر مناطق جهان از زیرزمین استخراج می شود. اورانیوم بعداز مرحله کانه آرایی بصورت قرصهای بسیار کوچکی در داخل میله های بلند قرار گرفته و داخل رآکتور نیروگاه نصب می شوند. کلمه «Fission» به معنی شکافت است. در داخل رآکتور یک نیروگاه اتمی ، اتمهای اورانیوم تحت یک واکنش زنجیره ای کنترل شده ، شکافته می شوند. در یک واکنش زنجیره ای ، ذرات حاصل از شکافت اتم به سایر اتمهای اورانیوم برخورد کرده و باعث شکافت آنها می گردند. هریک از ذرات آزاد شده مجدداً باعث شکافت سایر اتمها در یک واکنش زنجیره ای می شود. درنیروگاههای هسته ای ، معمولاً از یک سری میله های کنترل جهت تنظیم سرعت واکنش زنجیره ای استفاده می گردد. عدم کنترل این واکنشهامی تواند منجربه تولید بمب اتم شود. اما در بمب اتم ، تقریباً ذرات خالص اورانیوم 235 یا پلوتونیوم (باشکل و جرم معینی) باید با نیروی زیادی در کنارهم قرار گیرند. چنین شرایطی در یک رآکتور هسته ای وجود ندارد.

[ هفدهم اسفند 1391 ] [ 7:54 بعد از ظهر ] [ علی رنجبریان ]

کارایی ریزلوله‌های کربنی نانولوله های کربنی

ریز لوله های کربنی نانولوله های کربنی چندین دهه است که مورد مطالعه و مصرف قرار گرفته اند، اما تا زمانی که بتوانند در قالب مصرف عمومی تحولی بزرگ ایجاد کنند، راه درازی در پیش دارند. اینکه چه زمانی قرار است این رشته های سبک، قدرتمند و میکروسکوپی جهان را تغییر دهند نامشخص است اما در ادامه چند شیوه جدید که محققان از این نانو لوله ها استفاده می کنند تا جهان را به مکانی شگفت انگیزتر تبدیل کنند، معرفی می شوند:

اگر در یک سیستم رایانه ای یک کابل مسی نتواند الکترونها را انتقال دهد کل سیستم از کار خواهد افتاد.در حالی که بیشتر مطالعات بر روی تولید نانولوله های کربنی متمرکز شده که کم هزینه و کارآمد هستند، محققان در موسسه ملی استاندارد و تکنولوژی یا NIST در حال اکتشاف بر روی کاربردهای واقعی نانولوله های کربنی هستند.با کوچکتر شدن روز به روز الکترونیکها، تولید کنندگان در جستجوی شیوه هایی برای بهبود گنجایش آنها برای گنجاندن تجهیزات مورد نیاز هستند و به نظر می آید نانولوله ها بهترین راهکار برای مینیاتوری کردن اتصالات میان رایانه ها باشند.علاوه بر ابعاد کوچک این نانولوله ها، از کارایی بسیار زیادی برخوردارند و به صورت نظری می توانند هزار برابر رساناهای رایج فلزی جریان الکتریکی را انتقال دهند

تصور نانو لوله های کربنی در حالی که در آینده ای نه چندان دور درون الکترونیکهای مصرفی جایگزین کابلهای مسی شده اند کار چندان دشواری نیست.با این همه توماس ادیسون نیز در زمان خود و در حالی که بر روی ساخت لامپ کار می کرد از رشته های کربنی استفاده کرد، رشته هایی که ابعاد نانویی نداشتند و به سرعت در آزمایشها سوخته می شدند، مشکلی که دانشمندان امروزی نیز باید برای برطرف کردن آن راهکاری بیاندیشند.

محققان بر این باورند که باید سطح مشترک نانولوله ها با دیگر فلزات به دقت مورد بررسی قرار گیرد. اکتشافات جدید در این زمینه می تواند منجر به مقرون به صرفه شدن و امکان پذیرشدن تولید انبوه نانولوله ها شده و سرعت جایگزینی آنها را درون الکترونیکهای مصرفی بالا ببرد.متاسفانه جایگزینی کابلهای مسی توسط این نانولوله های کربنی در یک تراشه امیدوار کننده نبود زیرا الکترودهای فلزی تراشه زمانی که جریان از سطحی بالاتر رفت، مختل شدند و مدار طی 40 ساعت از کار افتاد.

به گفته محققان NIST شاید این ریز رشته ها برای جایگزینی سیمهای مسی در ابزارهای مختلف کارامد نباشند، اما به طور حتم در ساخت ابزارها و نمایشگرهای قابل انعطاف کاربردی خواهند بود. با وجود اینکه نانولوله ها هنوز در مرحله مطالعاتی به سر می برند از زمان کشف خود تا کنون مسیر طولانی را پشت سر گذاشته اند. زمانی که این ریزساختارها را بتوان با کمترین هزینه به تولید انبوه رساند، مطالعاتی مانند آنچه در بالا گفته شد می تواند زمینه کاربرد گسترده نانولوله های کربنی را در صنایع مختلف فراهم آورد.

[ هفدهم اسفند 1391 ] [ 7:48 بعد از ظهر ] [ علی رنجبریان ]

تولید ابر بلور از نانو بلورهای چند وجهی

محققان روشی ارائه کردند که با آن می توان نانو بلورهای چند وجهی نقره را با هم ترکیب و ابر بلور ایجاد کرد. با کنترل برخی پارامترها نظیر غلظت محلول مورد استفاده، می توان سرعت تشکیل این ابر بلور را افزایش داد. از ابر بلور تولید شده می توان در حوزه پلاسمونیک استفاده کرد.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، این که چند نانوبلور چندوجهی می تواند درون یک ابربلور چندمیلیمتری جا شود، ممکن است سوالی نباشد که هر کسی به دنبال پاسخ آن باشد، اما این موضوع یکی از داغ ترین موضوعات در حوزه پلاسمونیک است. محققان دپارتمان انرژی در آزمایشگاه ملی «برکلی» روشی ساده برای تولید مواد پلاسمونیک یافته اند. با این روش می توان نانوبلورهای نقره به شکل چندوجهی را به نحوی تحریک کرد که در نهایت خودآرایی داده و به صورت ابربلورهای سه بعدی با بیشترین دانسیته ممکن در آیند.

پلاسمونیک پدیده ای است که با آن یک پرتو نور در فضایی بسیار فشرده محدود می شود. با این کار می توان از نور به عنوان ابزاری استفاده کرد تا با آن عملی را که نور آزاد قادر به انجام نیست، انجام شود. این موضوع برای ساخت کامپیوترهای بسیار سریع و میکروسکوپ ها می تواند بسیار مفید باشد. چالش اصلی بر سر این راه آن است که تولید نانومواد از فلزات نجیب و دی الکتریک بسیار دشوار است.

«پدونگ یانگ»، شیمی دان این مرکز که رهبری این تیم تحقیقاتی را به عهده دارد، روی روشی کار می کند که با آن می توان نانوبلورهای نقره با شکل های مختلف را خودآرایی داد و در نهایت یک ابربلور تولید کرد. در مقاله آنها توضیح داده شده که چگونه می توان نانوبلورهایی به شکل مکعبی، هشت وجهی، مکعبی ناقص و هشت وجهی ناقص در محدوده ۱۰۰ تا ۳۰۰ نانومتر تولید کرد. این نانوبلورهای چندوجهی درون محلولی قرار داده می شوند تا خودآرایی داده و یک ابربلور متراکم ایجاد کند. این ابربلور ۲۵ میلیمتر مربع مساحت دارد. هرچند فرایند خودآرایی در محیط توده ای انجام می شود، اما این تیم تحقیقاتی یک کانال بسیار کوچک ساخته اند که کار خودآرایی با دقت بالایی درون آن انجام می شود.

یانگ» می گوید ما با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری و کار آزمایشگاهی نشان دادیم که بلورهای چندوجهی نانومقیاس نقره با اشکال کاملا یکنواخت می تواند خودآرایی داده و ابربلور بسازد. در این آزمایش، یک محلول رقیق از نانوذرات به درون مخزنی ریخته می شود و سپس آن مخزن به آرامی شروع به چرخش می کند، با این کار بلورها به هم متصل شده و در انتهای مخزن رسوب می کنند. هر قدر غلظت محلول بیشتر بوده و زاویه چرخش بیشتر باشد،موجب میشود تا خودآرایی سریعتر انجام شود.

[ هفدهم اسفند 1391 ] [ 7:45 بعد از ظهر ] [ علی رنجبریان ]

.: Weblog Themes By Pichak :.

درباره وبلاگ

بنام خدا-
اين وبلاگ محيطي براي تعامل نظر بيشتر با استادان ،همکاران، دانش آموزان و تمامی علاقمندان به آموزش شيمی است.
آمده ايم تا بيشترياد بگيريم واميدواريم که ياري شويم.
وثواب یادگیری آن برای روح پدرومادرم .
دبیرشیمی شهرستان ری : رنجبریان

برچسب‌ها وب

شناساگرها (1)

سوالات شيمي آزمون سراسري (1)

نمونه سوالات درس شیمی 1 (1)

نمونه سوالات درس شیمی 2 (1)

نمونه سوالات درس شیمی 1و2 پیش دانشگاهی (1)

سوالات و پاسخ المپياد آنلاين شيمي 3 (1)

بارم بندی دروس شیمی پایه (1)

دفترچه‌هاي آزمون پيشرفت تحصيلي (1)

آشنایی با خواص فیزیکی و شیمیایی (1)

کاربرد بلورهای نمک طعام (1)

امکانات وب

ساعت فلش

كد ساعت

وبلاگ استت

رنک الکسا