نانو پودر چيست ؟

چه پودري را مي توان نانوپودر به شمار آورد؟

پودرها در سه حالت نانوپودر به شمار مي آيند:

حالت اول:

ساختار ذرات تشكيل دهنده ي پودر، در حد نانومتر باشد.

يعني اگر ساختار ذرات تشكيل دهنده ي يک پودر را به صورت يکي از اشكال منظم هندسي در نظر بگيريم، ميانگين اندازه ي اضلاع آن بين تا نانومتر باشد. مهمترين اشكال هندسي، كُره و مكعب اند. اگر ساختار ذرات تشكيل دهنده ي پودر را كُره فرض كنيم، بايد قطر كُره کمتر از نانومتر باشد و چنانچه ساختار آنها مكعب فرض شود، ميانگين اضلاع مكعب بايد در محدوده ي تا نانومتر قرار گيرد. به عبارت حسابي تر، ميانگين اضلاع مکعب بايد در اين رابطه صدق کند: nm nm. براي مثال، بلورهاي نمك طعام ساختاري مكعب شکل دارند.

يادآوري:

اگر بيشترِ ذرات تشکيل دهنده پودر، ابعادي ميان تا نانومتر داشته باشند، آن پودر، نانوپودر محسوب مي شود.

حالت دوم:

دانه هاي تشکيل دهنده پودر، ابعاد نانومتري داشته باشند.

در حالتي که اندازه ي ذرات تشكيل دهنده ي پودر از صد نانومتر بيشتر باشد، کافي است دانه هاي آن ابعاد نانومتري داشته باشند تا نانوپودر به شمار آيند. يک مثال براي فهم اين موضوع، اتم هايي هستند که به صورت منظم و درون سلول هايي که آنها را دانه مي ناميم، کنار هم قرار گرفته اند. مواد بلوري جامد نيز از سلول هاي ريزي تشكيل شده اند كه به آنها دانه مي گويند. درون هر دانه، اتم ها در يك جهت خاص و رديف هاي موازي چيده شده اند و تفاوت دو دانه مجاورِ هم، تفاوت در همين جهت گيري اتم هاست.

در دانه ي ، اتم ها در رديف هاي موازي و با زاويه ي درجه نسبت به افق چيده شده اند. در دانه ي اتم ها با زاويه ي درجه و در دانه ي اتم ها با زاويه ي درجه نسبت به افق چيده شده اند. وقتي اين سه دانه در كنار يكديگر قرار بگيرند، يك ذره تشكيل مي شود. به فضاي خالي بين دانه ها «مرز دانه» مي گويند. مرز دانه محلي است كه جهت چيده شدن اتم ها عوض مي شود.

همچنين دانه ها را مي توان مانند آجرهاي يك ديوار فرض كرد. در اين صورت، مرز بين دانه ها ملات بين آجرهاست. اگر قطر اين دانه ها بين تا نانومتر باشد، ذرات حاصل تشكيل نانوپودر مي دهند.

هر چه قطر دانه هاي يك ذره كمتر باشد (البته با حجم ثابت)، تعداد دانه هاي تشكيل دهنده ي آن بيشتر خواهد بود (واضح است كه هر چه آجرهاي تشكيل دهنده ي يك ديوار متر در متر كوچكتر باشند، تعداد آجرها بيشتر خواهد بود) و هر چه تعداد دانه ها بيشتر شود، مانند گره هاي يک فرش، تار و پود آن محكمتر و درهم تنيده تر است و بنابرين استحكام محصول بيشتر خواهد بود.

يادآوري:

اگر درصد قابل توجهي از دانه هاي تشكيل دهنده ي ذرات، نانومتري باشند، پودر، نانوپودر محسوب مي شود.

حالت سوم:

ذرات نانوپودر و ذرات پودر معمولي ترکيب شوند.

در اين حالت، پودر را «نانوپودر کامپوزيتي» مي نامند. کامپوزيت که از کلمه ي انگليسي composition گرفته شده، به معني ترکيب دو يا چند چيز است. ملموس ترين مثال براي كامپوزيت، كاه گل است. در كاه گل رشته هاي كاه در زمينه ي گِل پراكنده شده اند. در نانوپودرهاي كامپوزيتي نيز ذرات نانومتري در زمينه ي ذرات بزرگتر (غير نانومتري) پراكنده شده اند.

علت ترکيب شدن آنها اختلاف خواص اين دو ماده است. در کامپوزيت معمولاً زمينه از يک ماده ي نرم و افزودني از ماده ي سخت انتخاب مي شود. در اين صورت، هنگامي که به ماده نيرو وارد مي شود، زمينه نيرو را به رشته يا پودر اضافه شده منتقل مي كند تا بتواند در برابر نيروي واردشده مقاومت بيشتري داشته باشد.