انرژی سطحیبر اساس تعریف، انرژی سطحی که آن را با حرف یونانی γ (گاماGamma -) نشان میدهیم، برابر است با میزانی از انرژی که برای ایجاد سطح جدیدی به اندازه واحد اندازهگیری لازم است. برای مثال، میتوانیم برش دادن یک مکعب مستطیل و تبدیل آن به دو مکعب مستطیل دیگر را در نظر بگیریم (شکل 1).شکل 1- برای بریدن یک مکعبمستطیل و تبدیل آن به ...
اهمیت سطح در دنیای نانو(5)
شرکت در آزمون
اتم های تشکیل دهنده ی ماده، با قرارگیری در کنار یکدیگر به هم انرژی وارد می کنند و مانع از گسیختگی ماده می شوند. در این بین،اتمهای درون حجم تحت تاثیر انرژی بیشتری نسبت به اتم های سطحی می باشند؛ چرا که اتم های درون حجم، نسبت به اتم های سطحی، تعداد بیشتری اتم در همسایگی خود دارند. به دلیل همین ...
پرسش 10: بر اساس آنچه که تاکنون آموختهایم، برخی از مواد در هنگام قرارگیری در محیط خورنده مانند آب دریایا محیطهای اسیدی، خود را از خوردگی حفظ میکنند. به این ترتیب که یک لایهاکسیدی روی آنها تشکیل میشود. این لایه اکسیدی در آلومینیوم، Al2O3، درتیتانیوم، TiO2و در فولاد ضد زنگ، اکسید کروم یا Cr2O3است. این لایه ...
اهمیت سطح در دنیای نانو(4)
شرکت در آزمون
اهمیت اتم های سطحی در تعییت خواص مختلف ماده از جمله واکنش پذیری خیلی بیشتر از ابعاد بزرگتر ماده است؛ زیرا نسبت سطح به حجم در ابعاد کوچکتر ماده بیشتر است و از طرفی این اتم های سطحی هستند که در خط مقدم برخورد با سایر مواد و واکنشگرها هستند.در برخی مواد مانند فلزات نیز در شرایط خوردگی، اتم ...
پرسش 8: در مواد بزرگتر از نانومتر، تعداد اتمهای سطحی ماده ناچیز بوده و نقش آنها در تعیین خواص مواد نادیده گرفته میشد. اما با کاهش اندازهی ذرات و افزایش نسبت اتمهای سطحی، نقش آنها پررنگتر شده و خواص مواد دچار دگرگونی میشود. سوالی که پیش میآید این است که: اتمهای سطحی چه ویژگیهای متفاوتی از اتمهای ...
اهمیت سطح در دنیای نانو (3)
شرکت در آزمون
هرچه اندازه ی ابعاد یک ماده کوچکتر می شود،نسبت سطح به حجم در آن افزایش می یابد و نسبت اتمهای سطحی به کل اتم ها بیشتر می شود.مثلا در خوشه های تک پوسته،نسبت اتمهای سطحی به کل اتمها 92% است در حالیکه این نسبت در خوشه های هفت پوسته کم می شود و به 35% می رسد!از آنجایی که اتمهای سطحی تعیین کننده ی ...
پرسش 7: آیا همیشه با کوچکتر شدن اندازهی ماده، خواص آن تغییر میکند؟ این خواص شامل چه مواردی هستند؟همانگونه که میدانید، در ابعاد نانو، خواص نوری، الکتریکی، مغناطیسی و شیمیایی مواد به شدت تغییر میکند. برای مثال، نقطهی ذوب ذرات 50 نانومتری طلا با نقطهی ذوب ذرات 10 نانومتری طلا بسیار متفاوت است. رنگ نانوذرات طلا ...
پرسش 6: به نظر شما اندازهی پودرهای آلومینیوم چه تاثیری بر میزان انرژی آزاد شده و در نتیجه بازده سوخت دارد؟برای پاسخ به این پرسش، شکل 2 را در نظر بگیرید. در این شکل فرض کردهایم که پودر آلومینیوم ، به شکل کره است. در صورتی که این ذرهی پودر در معرض اکسیژن قرار بگیرید و واکنش دهد، یک لایه از اکسید آلومینیوم روی آن قرار ...
پرسش 5: آیا میتوانید کاربردهای واکنشهای شیمیایی مواد را نام ببرید؟ چه مواقعی نیاز داریم تا از واکنشهای شیمیایی مواد جلوگیری کنیم؟یک راه دیگر، کوچکتر کردن اندازهی مواد واکنشدهنده است. برای بیان این موضوع، توضیحات را در قالب یک مثال ادامه میدهیم. ممکن است مطالبی را در رابطه با سوختهای جامد شنیده باشید. ...
پرسش 4: طبق مطالب بیان شده، با تشکیل لایهی اکسید، بر روی ِ آلومینیوم، این ماده از نظر شیمیایی غیرفعال شده، و واکنش متوقف میشود. به نظر شما این پدیده دارای چه مزیتها و مضراتی است؟اکسید شدن آهن با اکسید شدن آلومینیوم تفاوت دارد. اگر دقت کرده باشید، زنگ آهن، مادهای است قرمز رنگ که به راحتی میشکند و میریزد. این ماده ...
اهمیت سطح در دنیای نانو (2)
شرکت در آزمون
واکنشهای شیمیایی در سطح مواد،جایی که مواد از طریق آن با یکدیگر در تماس اند،به وقوع می پیوندند.در نتیجه هرچه سطح تماس بیشتر باشد، واکنشها آسان تر انجام می گیرند.در این مورد ، هم می توان از طریق افزایش تعداد اتمهای سطحی و هم از راه افزایش نسبت سطح به حجم ، اقدام به تسهیل واکنشهای شیمیایی ...
اهمیت سطح در دنیای نانو (1)
شرکت در آزمون
مواد مختلف،خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی از خود نشان می دهند.از جمله عواملی که بر خواص مواد تاثیر گذارند،می توان به عدد اتمی(تعداد پروتون ها)،تعداد نوترونها در ایزوتوپهای مختلف یک ماده،آرایش الکترونهای آخرین لایه ی الکترونی اتم اشاره کرد.ساختار مولکولی و شبکه ی بلوری ماده نیز در تعیین ...
1.حوزه علوم نانوفاینمن:میخواهم حوزهای را شرح دهم که هنوز جای کار زیادی دارد. این حوزه شبیه حوزه فیزیک ذرات بنیادی نیست، زیرا چیز زیادی در مورد اینکه ذرات بنیادی عجیب چه هستند نمیگوید. بلکه بیشتر شبیه فیزیک حالت جامد است، چون در مورد پدیدههای عجیبی که در شرایط پیچیده اتفاق میافتند، اطلاعات جالبی میدهد. به علاوه، ...
پیشنهادهای فاینمن درباره فناوری نانو
شرکت در آزمون
ریچارد فاینمن،فیزیکدانی است که نقش به سزایی در شکل گیری علوم نانو داشته است.در زمانی که کسی اطلاعات چندانی در زمینه ی علوم نانو نداشت ،او در یک سخنرانی در انجمن فیزیک آمریکا با عنوان«در پایین دست ،فضای زیادی وجود دارد»، سوالاتی در زمینه کار با مواد و اجسام در ابعاد ...
چه چیزی خواص مواد را مشخص میکند؟ قسمت دوم
شرکت در آزمون
ریزساختار چیست؟با شناختی که نسبت به ساختار مواد پیدا کردهاید، ممکن است گمان کنید موادی که ما به صورت تودهای در اطراف خود میبینیم ،از گستردهتر شدن نظم ساختاری اولیه خود، به وجود آمدهاند. به عبارت دیگر ممکن است تصور شود که مواد تودهای، شکل گسترش ...