برترین کاربران هفتگی این مقاله

از ۱۳۹۷/۰۴/۰۲ تا ۱۳۹۷/۰۴/۰۸

هیچ کاربری در این بازه زمانی وجود ندارد

آمار مقاله
  • بازدید کل ۵۱,۰۲۳
  • بازدید این ماه ۱۶
  • بازدید امروز ۲
آمار آزمون مقاله
  • کل شرکت کنندگان ۴۹۲
  • قبول شدگان ۳۷۳
  • شرکت کنندگان یکتا ۱۸۷
  • میانگین درصد شرکت کنندگان ۶۹
واژه نامه فناوری نانو

نانو

nano

پيشوندي به معناي يک بيليونم يا (000،000،000،1/1). در متون فناوري‌نانو، معمولا براي مشخص کردن يک واحد اندازه‌گيري برابر با 10 به توان منفي 9 متر استفاده مي‌شود.

سطح مقاله

مقدماتی

نویسندگان
کلمات کلیدی
امتیاز کاربران

اصول سنتز نانوذرات با روش ترسیب شیمیایی (3)

نانوذرات فلزی، اکسیدفلزی و همچنین بسیاری از ترکیبات نیمه‌رسانای فلزی می‌توانند با روش‌های شیمیایی هم‌رسوبی در شرایط متفاوت و با خصوصیات مختلف تهیه شوند. اساس این‌روش‌ها تهیه محصولات کم‌محلول از پیش‌ماده‌های محلول است. در این فرآیندها از سامانه‌های متفاوتی همچون تجهیزات الکتروشیمیایی، تابش ریزموج، فراصوت و پرتوهای پرانرژی نیز بهره گرفته می‌شود.

1- مقدمه
در دو مقاله پیشین این بحث، به معرفی و بررسی تئوری واکنش‌های هم‌رسوبی به‌عنوان پایه بسیاری از فرآیندهای شیمیایی سنتز نانوذرات پرداختیم. در این مقاله به‌صورت موردی (و مختصر) به معرفی بسیاری از فرآیندهای عملی ساخت نانوذرات پرداخته شده‌است. لذا برای توضیح اصطلاحات آورده شده، مطالعه دو مقاله پیشین ضروری به‌نظر می‌رسد. ‌

2- سنتز نانوذرات فلزی از محلول آبی
1-2- سنتز با کمک کاهنده‌های شیمیایی
شاید یکی از ساده‌ترین نانوساختارهایی که امروزه در صنایع نیز به‌طور گسترده مورد استفاده است، نانوذرات فلزی (Metal Nanoparticles - MNPs) باشد. بسیاری از نمک فلزات در محیط آبی محلول هستند. در سنتز های شیمیایی به‌ منظور دستیابی به یک ساختار جامد فلزی، یک ترکیب شیمیایی کاهنده (Reducing Agent) به‌کار گرفته می‌شود. گاز هیدروژن (H2) همواره به عنوان یک عامل کاهنده استاندارد در شیمی شناخته می‌شود. مقدار E0 برای نیم‌واکنش کاهش یون پروتون به هیدروژن صفر ولت است. واکنش مربوط در زیر آورده شده‌است:

filereader.php?p1=main_cda522d4353b166cc

برای ترکیباتی که مقادیر E0 مثبت دارند، هیدروژن نقش یک کاهنده را بازی می‌کند. بسیاری از نمک‌های فلزی در محیط آبی از این دست‌اند. از دیگر ترکیبات کاهنده شیمیایی می‌توان به هیدرازین (Hydrazine – N2H4) و نمک‌های بوروهیدرید با فرمول ABH4 اشاره کرد. در یک ترکیب ABH4، A بیانگر یک فلز قلیایی (معمولا Na) است. مقدار E0 برای هیدرازین و بوروهیدرید به ترتیب230- و 480- میلی‌ولت می‌باشد.
برای مثال یون -AuCl4 که معمولا به عنوان فرم یونی محلول در آب از طلا مورد استفاده قرار می‌گیرد، با E0 در حدود 1+ ولت به عنوان یک اکسنده قوی محسوب می‌شود. علاوه بر عوامل کاهنده فوق، بسیاری از ترکیبات دیگر توسط نمک طلا اکسید می‌شوند و از این رو می‌توانند نمک طلا را به طلای فلزی (Au0) تبدیل کنند. بسیاری از اسیدهای آلی که با نام کربوکسیلیک اسید‌ها شناخته می شوند (یا در برخی موارد یون‌های کربوکسیلات مربوطه) و همچنین بسیاری از الکل‌ها می‌توانند نقش کاهنده را در مقابل یون طلا به عنوان یک عامل اکسنده قوی بازی کنند. به عنوان یک یون کربوکسیلاتی مرسوم، می‌توان از سدیم سیترات (Sodium Citrate) نام برد. علاوه بر نقش یک عامل کاهنده، سیترات همزمان نقش یک عامل پوشاننده (پایدارکننده) را نیز بازی می‌کند. درخصوص یون‌های فلزی واسطه دیگر، مقدار E0 معمولا مقادیر منفی‌تری دارد و لذا در خصوص انتخاب عامل کاهنده باید دقت بیشتری به‌کار گرفته شود.



2-2- کاهش فلزات با فرآیندهای الکتروشیمیایی
در صورتی که الکترون مورد نیاز برای کاهش یون‌فلزی در ازای یک‌ماده شیمیایی (کاهنده) بر سطح یک الکترود فراهم آید، سنتز یک فرآیند الکتروشیمیایی نامیده می‌شود. همانگونه که ذکر شد، کاهنده‌های شیمیایی مختلف توانایی ‌های متفاوتی برای کاهش کاتیون‌های فلزی دارند (برحسب مقادیر E0) و برای انواع مختلف سنتز باید کاهنده مناسبی انتخاب شود. در سامانه‌های الکتروشیمیایی، قدرت کاهندگی یک‌الکترود تابعی از پتانسیل الکتریکی اعمال‌شده بر سطح است. عاملی همچون چگالی جریان (Current Density) نیز در حکم غلظت عوامل کاهنده دخالت دارد و می تواند به‌طور مستقیم بر فرآیندهای هسته‌زایی و رشد اثر بگذارد. همچنین نحوه اعمال پتانسیل (Waveform) نیز می‌تواند اثرگذار باشد. الکترودی که فرآیند احیا بر سطح آن اتفاق می‌افتد اصطلاحا تحت عنوان کاتد (Cathode) شناخته می‌شود. در این روش‌ها نیز استفاده از عوامل پایدار کننده ضروری به‌نظر می‌رسد.
 
3-2- کاهش فلزات با استفاده از فرآیندهای نوری
زمانی که پرتو نور پر انرژی به محلول آبی برخورد می‌کند، می‌تواند منجر به تخریب مولکول‌های آب و درنتیجه آزاد سازی الکترون هایی (به صورت ناپایدار و گذرا) در محلول شود. اگر کاتیون‌های فلزی همزمان در محیط آبی مورد تابش حضور داشته باشند، می‌توانند با الکترون‌های ایجاد شده وارد واکنش شده و در نتیجه بدون حضور هیچ عامل کاهنده دیگری احیا شوند. مولکول‌های آب در این فرآیند خود به ترکیباتی مثل هیدروژن گازی، پراکسید هیدروژن (H2O2)، رادیکال هیدروکسیل (OH.)، رادیکال پروتون (H.) و ... تبدیل می‌شوند. هرچند در این زمینه گزارشاتی از فرآیند احیا توسط نور فرابنفش (UV) برای فلزاتی همچون نقره بیان شده‌است، پرتوهای قدرتمند تر همچون اشعه گاما برای فرآیند کاهشی مطلوب به‌نظر می‌رسد. تقریبا نانوذرات تمامی فلزات نجیب (Noble Metals) و برخی دیگر از فلزات الکترونگاتیو با این روش تهیه می‌شود. در این مورد نیز حضور عوامل پایدار کننده امری ضروری به‌نظر می‌رسد. همچنین افزودن الکل‌های کوتاه‌زنجیر (مثل متانول) نیز می‌تواند در فرآیند کاهشی نقشی موثر را بازی کند.

3- سنتز اکسیدها از محلول آبی
در مقایسه با سنتز نانوذرات فلزی، سنتز اکسیدها فرآیندی پیچیده‌تر است. در یک رویکرد سنتزی، ماده اکسیدی به عنوان محصول اصلی مستقیما ایجاد می‌شود. در رویکرد دیگر در ابتدا نانوذرات فلزی به عنوان پیش ماده سنتز شده و در مرحله بعد تحت تاثیر فرآیندهایی به نانوساختارهای اکسیدی تبدیل می‌شوند. حضور عوامل پایدار کننده در این مورد نیز برای کنترل ساختار و همگنی در ابعاد نانو (پیشگیری از کلوخه‌ای شدن) ضروری است. در رویکرد دوم یا به طور کلی در مواردی که فرآیندهای دمایی (Annealing, Calcination) مورد نیاز است، میزانی از کلوخه‌ای شدن همواره دیده می‌شود. تهیه نانوذرات تک‌پخش با این روش به مهارت و کنترل ویژه نیاز دارد.

(الف) بسیاری از نانوذرات اکسید فلزی، با اعمال فرآیندهای دمایی (کلسینه‌کردن) بر ذرات هیدروکسید فلزی (M(OH)n) رسوب داده شده، سنتز می‌شوند. (ب) همچنین تشکیل اکسید فلزی می‌تواند بر اثر تخریب حرارتی رسوب‌های نانوساختار کربنات، بی‌کربنات و اگزالات فلز باشد. (ج) سنتز مستقیم اکسید های فلزی (مثل TiO2) می‌تواند بر اثر فرآیند آب‌کافت (Hydrolysis) برخی نمک‌ها (مثل TiCl3) اتفاق بیفتد. (د) در رویکردی متفاوت جهت تولید نانوذرات اکسید فلزی، می‌توان از کاهش نمک‌های محلول با عدد اکسایش بالاتر (برای فلز مرکزی) به محصول غیر محلول استفاده کرد. برای مثال نمک‌های K2Cr2O7 و KMnO4 در آب محلول می‌باشند و بر اثر کاهش به ترتیب به ترکیبات Cr2O3 و Mn2O3 تبدیل می شوند (که این ترکیبات در محیط آبی کم‌محلول و به‌صورت رسوب هستند).

4- سنتز کلکوژنایدهای فلزی (Metal Chalcogenides)
عناصر هم‌گروه گوگرد (S)،همچون سلنیم (Se) و تلوریوم (Te) با عنوان کلکوژن (Chalcogen) و ترکیبات آن‌ها با فلزات تحت عنوان کلکوژنایدهای فلزی شناخته می‌شود. ترکیبات کلکوژناید فلزی (برای مثال سلنید کادمیم CdSe) به‌دلیل خصوصیات نیمه‌رسانایی خود (به عنوان نقاط کوانتمی) امروزه از اهمیت بسیاری در مباحث اپتوالکترونیک برخوردارند. این ترکیبات به‌طور مستقیم می‌توانند از واکنش رسوبی میان نمک‌های کلکوژن (مثل Na2S) با کاتیون فلزی تهیه‌شوند. برای جلوگیری از کلوخه‌ای شدن و کنترل گستره اندازه (Size Distribution) ذرات، می‌توان از روش‌هایی مثل میکروامولسیون (Microemulsion) استفاده نمود (می‌توانید به مقاله اختصاصی در خصوص این روش سنتزی مراجعه نمایید).
راهکار متفاوت برای سنتز نانوذرات کلکوژناید فلز، استفاده از واکنش بین پیش‌ماده‌ آلی از فلز (برای مثال Cd(CH3)2) و پیش‌ماده آلی از کلکوژن مورد نظر (مثلا R3PSe, R3Si2S) است. معمولا واکنش‌های فلز آلی (Organometallic) از نوع هسته‌دوستی (Nucleophilic) میان این دو پیش‌ماده اتفاق می‌افتد که منجر به سنتز کلکوژناید فلز می‌شود. برخلاف روش بالا (واکنش نمک‌های معدنی)، واکنش بین پیش‌ماده‌های آلی فلز و کلکوژن به انرژی فعال‌سازی بالا و درنتیجه اعمال حرارت نیازمند است و از همین طریق نیز سینتیک واکنش کنترل می‌شود. لذا می‌توان گفت که فرآیند‌های هسته‌زایی و رشد با کنترل دما تنظیم می‌شوند. در این روش سنتزی معمولا از یک حلال کوئوردینه کننده قوی مثل تری‌اکتیل‌فسفین (TOP) و تری‌اکتیل‌فسفین‌اکسید (TOPO) استفاده می‌شود. علاوه بر کوئوردینه‌کردن فلز و کلکوژن، این حلال نقش عامل پایدار کننده را برای نانوبلورهای تشکیل‌شده بازی می‌کند.

5- سنتز نانوذرات فلزی و اکسیدها از محلول‌های غیرآبی
در بسیاری موارد در شیمی، از حلال‌هایی غیر از آب در فرآیندهای مختلف از جمله سنتز استفاده می‌شود. این حلال‌ها که بیشتر ترکیبات حلالی آلی (Organic Solvents) هستند، در اصطلاح کلی به عنوان حلال‌های غیرآبی (Nonaqueous Solvents ) شناخته می‌شوند. چنین حلال‌هایی از نظر بسیاری پارامترها مثل ثابت دی‌الکتریک (Dielectric Constant)، قطبیت (Polarity)، توانایی ایجاد پروتون (Protic and Aprotic Solvents) و توانایی کوئوردینه‌کردن (Coordination Ability) با آب متفاوت هستند. در برخی موارد این ترکیبات با نسبت مشخص با آب امتزاج‌پذیر بوده (مثل الکل‌های کوتاه زنجیر، استون و ...) و در بسیاری موارد نیز غیرقابل امتزاج هستند (تولوئن، کلروفرم و ...). براساس همین‌ تفاوت‌های ساختاری و نقش اساسی حلال است که روند سنتز می‌تواند به کل با شرایط متفاوت پیش‌رود و محصول خاصی نیز به دست آید.

1-5- سنتز نانوذرات فلزی در محیط غیرآبی
در سنتز نانوذرات فلزی در محیط غیرآبی، از آنجا که معمولا نمک فلز و عامل کاهنده در محیط آبی قابل انحلال‌اند، سنتز در یک محیط دوفازی (حلال آبی و آلی در کنار هم) اتفاق می‌افتد. این سنتز زمانی ارزشمند است که نانوذرات اصلاح شده (Modified Nanoparticles) با مولکول‌های آلی (غیرقابل انحلال در آب) به‌عنوان محصول مورد نیاز باشد. برای مثال در سنتز نانوذرات طلا می‌توان ترکیبات پوشاننده آلکان-تیول (Alkane Thiol R-SH) که به‌طور معمول در آب غیرقابل انحلال‌اند را به‌کار برد. در خصوص نانوذرات طلا، روش‌های سنتز با عامل پوشاننده سیترات در فاز آبی (Citrate Redusction Method) و سنتز با کمک عوامل پایدار کننده تیول در حلال غیرآبی (Thiol Stabilized Gold Nanoparticle) دو روش استاندارد محسوب می‌شوند که به کرات مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر لیگاندهای پوشاننده تیولی، لیگاندهای آمین‌دار، فسفین و سیلان نیز جهت اصلاح نانوذرات در حلال‌های آلی به‌کار گرفته می‌شوند. گستره زیاد لیگاندهای مورد استفاده می‌تواند منجر به ایجاد نانوذرات مختلف با خصوصیات منحصر به فرد شود. در برخی مطالعات نیز از جابجایی لیگاندها (Ligand Exchange) با یکدیگر صحبت شده است.

از آنجا که فاز آبی (معمولا حاوی نمک فلز یا عامل کاهنده شیمیایی) و فاز آلی (معمولا حاوی عامل پایدار کننده یا لیگاند اصلاح کننده سطح) امتزاج ناپذیرند، واکنش ترکیبات درون دوفاز با یک‌دیگر با مشکل مواجه می شود. جهت ایجاد واکنش‌پذیری، معمولا از فرآیند به‌هم خوردن شدید و یا عوامل کاتالیستی انتقال فاز (Phase Transfer Catalyst - PTC) استفاده می‌شود. کاتالیست‌های انتقال فاز مولکول‌هایی هستند که برای مثال ساختاری آلی دارند اما در مرکز مولکول فضایی آب دوست وجود دارد (یا ساختار برعکس). یون فلزی در حفره مرکزی یا بخش آب‌دوست کاتالیست انتقال فاز قرار می‌گیرد و از آنجا که به‌دلیل ساختار آلی، مولکول کاتالیست در فاز آلی محلول است، به راحتی فلز را با خود به فاز آلی می‌برد. برای مثال ساختارهای اتر تاجی (Crown Ethers) از این دسته‌اند. در مقاله اختصاصی‌ "کاتالیست‌های انتقال فاز" این ترکیبات بیشتر معرفی شده اند.

روش پلی‌اول (Polyol Method): الکل‌ها نیز به عنوان حلال‌های غیرآبی پتانسیل کاهش بسیاری از نمک‌‌های فلزی را دارند. در این روش سنتزی، الکل به عنوان حلال و همچنین عامل کاهنده مورد استفاده قرار می‌گیرد. مشکل حلال‌های الکلی معمول، کلوخه‌ای شدن محصول حتی در حضور عوامل پایدار کننده است. این مشکل در خصوص ترکیبات پلی‌اول (الکل با چندین گروه عاملی هیدروکسیل) کمتر مشاهده می شوند. این الکل‌ها نقش عوامل پایدار کننده را بازی کرده و در نقش یک لیگاند کی‌لیت دهنده (Chelating Agent) عمل می‌کنند. سنتز کاهشی فلزات بر این اساس به سنتز پلی‌اول (Polyol Synthesis Procedure) معروف است. معروف‌ترین پلی‌اول که در این مورد استفاده می‌شود، اتیلن‌گلیکول (Ethyleneglycol) است.

الکتریدها (Electrides): در مواردی که مقدار E0 برای تبدیل کاتیون فلزی به حالت اکسایش صفر (نانوذره فلزی) بسیار منفی است، کاهنده قوی عملا در آب مورد استفاده نیست. دلیل آن‌است که در این حالت کاهنده (با E0 منفی‌تر از پتانسیل استاندارد احیای آب) آب را به گاز هیدروژن کاهش می‌دهد و لذا فرآیند سنتز به‌کل مختل می شود. در مقابل برخی حلال‌های آلی آپروتیک (Aprotic) قادرند تا با حل کردن فلزات قلیایی درون خود و تفکیک آن‌ها (در حضور یک عامل کی‌لیت دهنده قوی)، الکترون‌های حلال‌پوشی شده (-es) را فراهم آورند. به چنین محلول‌هایی از حلال‌های غیرآبی که حاوی الکترون‌های حلال‌پوشی شده (Solvated Electrons) هستند در اطلاح آلکالید (Alkalide) و الکترید (Electride) گفته می‌شود. هرچند چنین محلول‌هایی بسیار ناپایدارند و باید در شرایط خلوص بالا و اتمسفر بی‌اثر تهیه شوند، اما کاهنده‌هایی بسیار قوی می‌باشند. همانگونه که ذکر شد، چنین محلول‌هایی قادرند تا بسیاری از فرآیندهای کاهشی را که در محلول آبی غیر ممکن است، به‌انجام برسانند.

2-5- سنتز اکسیدها در محیط غیرآبی
درخصوص اکسیدهای فلزی، می‌توان اکسید بسیاری از ترکیبات همچون LiOH که در محیط آبی ایجاد نمی‌شود، را با کمک حلال غیرآبی سنتز کرد. در ابتدا نمک فلز (ممکن است همراه با نمک دیگر فلزات مطلوب) به صورت هیدروکسید در حلال مناسب رسوب داده شده و سپس محصول تحت تخریب حرارتی قرار می‌گیرد تا Li2O تولید شود. همچنین در فرآیندهایی که همچون فرآیند سل-ژل بر پایه آب‌کافت استوارند، حلال غیرآبی توانایی کنترل پیشرفت آب‌کافت و درنتیجه تشکیل ذره محصول (یا ذره پیش‌ماده) را فراهم می‌آورد. چنین واکنش‌هایی در حلال آبی بی‌تناسب پیش می‌روند و محصول دلخواه دست‌یافتنی نیست.

6- تولید نانوذرات با فرآیندهای تخریب حرارتی (Thermal Decomposition)
سنتز با روش تخریب حرارتی برپایه واکنش‌های گرماکافت (Thermolysis) اتفاق می‌افتد. هرگاه محصول واکنش گرماکافت در محیط واکنش به صورت رسوب باشد، کل فرآیند یک واکنش هم‌رسوبی به حساب آمده و می‌تواند جهت سنتز نانوذرات (البته در حضور عوامل پایدار کننده) مورد استفاده قرار گیرد. در این مورد از ترکیبات پیش‌ماده فلز-آلی (Organometallic Complexes) با پایداری حرارتی پایین و یک حلال با پایداری حرارتی بالا استفاده می‌شود. با انتخاب نوع پیش‌ماده (از نظر عدد اکسایش فلز مرکزی و نوع لیگاند متصل به فلز مرکزی)، نوع حلال، ترکیبات افزودنی و اتمسفر مورد استفاده بر رآکتور سنتز، می‌توان به نانوذرات فلزی خالص و یا اکسیدهای فلزی دست یافت. در مقاله‌ی اختصاصی مربوطه این روش به‌صورت کامل شرح داده شده است.

7- فرآیندهای سنتز رسوبی دستیاری شده با تابش ریزموج (Microwave Assisted Synthesis)
معمولا تابش ریزموج (Microwave) در مواردی کاربرد دارد که از یک حلال قطبی (آب، پلی الکل‌ها (پلی‌اول‌ها) و ...) در فرآیند سنتزی استفاده می‌شود. این مواد قطبی به خوبی انرژی ریزموج تابیده شده را جذب می‌کنند. هرچند در این بحث تابش ریز موج به‌سادگی به‌عنوان یک منبع انرژی مطرح شده است، اما مکانیسم اثر این پدیده در فرآیندهای سنتزی بسیار پیچیده تر است. تابش ریز موج به عنوان یک منبع انرژی برای پیشرفت واکنش‌های رسوبی مزایای بسیاری را فراهم می‌آورد. تابش ریزموج به‌صورت فراگیر است و یک‌نواخت کل محیط واکنش را تحت تاثیر خاص خود قرار می‌دهد. در نتیجه فرآیند ایجاد رسوب به‌طور یک‌نواخت و همزمان در تمامی حجم محلول اتفاق می‌افتد. همانگونه که در بحث مکانیسم روش‌های رسوبی ذکر شد، این روند می‌تواند به تولید ذراتی ریز و باگستره محدود از اندازه بی‌انجامد. از مزیت‌های دیگر روش ریزموج، تسریع سرعت واکنش و در نتیجه کامل شدن فرآیند سنتز در زمان‌های بسیار کوتاه است.
علاوه بر آب که به‌دلیل خصوصیات منحصر به فرد خود یک حلال استثنائی در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی محسوب می‌شود، پلی اول‌ها (Polyol) نیز حلالی ویژه محسوب می شوند. همانگونه که در بالا ذکر شده، پلی‌اول‌ها، علاوه‌بر خاصیت حلالی، تا حدودی نقش کاهنده را بازی نموده و همچنین می‌توانند بر ساختار نهایی محصول اثر گذار باشند. از آن‌جا که پلی‌اول‌ها به دلیل قطبیت بالا جاذب خوبی برای امواج ریزموج محسوب می‌شوند، روش سنتزی از ادغام این دو فرآیند ابداع شده است (Plyol-Microwave Synthesis). این روش مزایای سنتز با روش ریزموج (زمان پایین و یک‌نواختی محصول) و همچنین مزایای روش پلی‌اول (ساختار کنترل شده و ویژه برای محصول) را داراست.

8- فرآیندهای سنتز رسوبی دستیاری شده با تابش فراصوت (Sonication Assisted Synthesis)
تابش‌فراصوت نیز در فرآیند سنتزی به‌عنوان یک سامانه حرارتی معرفی می‌شود. با ورود امواج فراصوت به‌درون محلول، حباب‌های بسیار ریزی ایجاد می‌گردد. بر اثر فروپاشی حباب‌های ایجاد شده، انرژی زیادی در یک بازه زمانی بسیار کوتاه (در گستره نانوثانیه و حتی کمتر) در حجم بسیار کوچک از محلول آزاد می‌شود. به این نقاط پرانرژی درون محلول در اصطلاح نقطه داغ (Hotspot) می‌گویند. دما به‌صورت نقطه‌ای در این موارد حتی به  5000K نیز می‌رسد.

پدیده ایجاد نقطه‌داغ درون محلول که با بهره‌گیری از تابش فراصوت اتفاق می‌افتد، به دلیل آزاد نمودن مقدار زیادی از انرژی (در حجم و گستره زمان محدود)، می‌تواند در روند سنتزی نانوذرات مورد استفاده قرار گیرد. هرچند انرژی آزاد شده منجر به پیشرفت واکنش (معمولا هسته‌زایی) و ایجاد ذرات ریز می‌شود، انرژی درست به‌همان سرعت نیز درون محلول پخش می شود. از همین روست که محصول واکنش‌های سونوشیمیایی معمولا ذرات بی شکل (Amorphous) و غیر‌بلوری هستند. همانگونه که در بالا نیز آورده شده، روش‌های سونوشیمیایی می‌توانند به خوبی با فرآیند‌های سنتزی نیازمند دما مثل فرآیندهای تخریب حرارتی (Thermal Decomposition) تلفیق شوند. نانوذرات اکسیدی نیز در یک اتمسفر اکسنده می‌توانند با استفاده از تابش فراصوت تولید شوند.

9- نتیجه‌گیری
سنتزهای هم‌رسوبی به‌عنوان گونه‌ای از سنتز نانوذرات با روش‌های شیمی مرطوب (شیمیایی) گستره خاصی از روش‌ها را در بر می‌گیرند. استفاده از پیش‌ماده‌ها و تولید محصولاتی با خصوصیات مختلف، استفاده از حلال‌ها و عوامل پایدارکننده متفاوت و همچنین بهره‌گیری از سامانه‌های انرژی‌زای متفاوت (دما دهی معمولی، ریزموج، تابش پر انرژی، سامانه‌های الکتروشیمیایی، فراصوت و ...) این روش‌ها را بسیار متنوع می کند. پایه تمامی این روش‌ها ترسیب پیش‌ماده‌ها از فاز محلول است. هریک از انواع این روش‌ها به‌صورت پیشرفته در مقالاتی دیگر آورده‌اند شده‌اند یا در آینده ارائه خواهند شد.


منابـــع و مراجــــع

1. Cui, H, Feng, Y., Ren, W., Zeng, T., Lv, H., Pan, Y., “Strategies of Large Scale Synthesis of Monodisperse Nanoparticles”, Recent Patents on Nanotechnology, Vol. 3, pp. 32-41, (2009).

2. Cushing, B.L., Kolesnichenko V.L., O'Connor, C.J., “Recent Advances in the Liquid-Phase Syntheses of Inorganic Nanoparticles”, Chemical Reviews, Vol. 104, pp. 3893-3946 (2004).

3. Bang J.H., Suslick K.S., “Applications of Ultrasound to the Synthesis of Nanostructured Materials”, Advanced Materials, Vol. 22, pp. 1039-1059 (2010).

4. Polshettiwar V., Nadagouda M.N., Varma R.S. “Microwave-Assisted Chemistry: a Rapid and Sustainable Route to Synthesis of Organics and Nanomaterials”, Australian Journal of Chemistry, Vol. 62, pp. 16–26 (2009).

5. عبدالرضا سیم‌چی، آشنایی با نانوذرات (خواص، روش‌های تولید و کاربرد)، چاپ اول، تهران، موسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شریف (1387).

6. مسعود صلواتی نیاسری، زینب فرشته، نانوشیمی، روش‌های ساخت، بررسی خواص و کاربردها، چاپ اول، تهران،انتشارات سخنوران (1390).

نظرات و سوالات

نظرات

6 0

ارسلان فائق فرید - ‏۱۳۹۳/۰۵/۰۲

با تشکر از نگارنده این مقاله ؛

این مقاله بسیار تخصصی و کاملا شیمی محور و فاقد هیچگونه عکس برای درک بهتر بود که فهم مطالب را برای مخاطبان (سایر رشته ها) بسیار سخت می کند . همچنین حجم مطالب که حاوی جزئیات بالایی هم هست، برای طرح در یک جلسه بسیار زیاد بود!

2 -1

داود کاظمی - ‏۱۳۹۲/۰۹/۱۶

با سلام

در صورت امکان بالای هر ازمون عنوان و اطلاعات ازمون آورده شده است، به عنوان مثال نوشته شود: "جلسه سوم، اصول سنتز نانوذرات با روش ترسیب شیمیایی (3)، آزمون آسان" وحتی اگر بتوان اطلاعات بیشتری نیز داد که خیلی بهتر است مثلا چند بار این آزمون را شرکت کرده اید، چه امتیازهایی گرفته اید، چند بار قبول شده اید چند بار مردود و ...

با احترام

پاسخ مسئول سایت :
با سلام
شما می توانید اطلاعات آزمون های برگزار شده را در یخش سوابق کاربری، که در منوی شخصی اعضا قرار دارد، ملاحظه بفرمایید.
با آرزوی توفیق الهی