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 ۱,۳۶۳
  • بازدید این ماه ۳
  • بازدید امروز ۲
آمار آزمون مقاله
  • کل شرکت کنندگان ۰
  • قبول شدگان ۰
  • شرکت کنندگان یکتا ۰
  • میانگین درصد شرکت کنندگان ۰
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

ویژه المپیاد دانش‌آموزی

طرح درس

منابع پیشنهادی نهمین المپیاد دانش آموزی نانو

نویسندگان
امتیاز کاربران

فروسیالات

فروسیالات یا نانوسیالات مغناطیسی، مخلوطی کلوئیدی از ذرات مغناطیسی پایدار به قطر کمتر از 10 نانومتر در یک سیال حامل هستند. آنها به طور هم‌زمان هم خاصیت مایع و هم خاصیت مغناطیسی دارند. به همین سبب دارای کاربردهای قابل توجهی در صنایعی چون پزشکی و الکترونیک هستند.
در این جلسه با این نوع از نانوسیالات و کاربردهای آنها آشنا می‌شویم.
مقدمه:
فروسیالات یا نانوسیالات مغناطیسی، مخلوطی کلوئیدی از ذرات مغناطیسی پایدار به قطر کمتر از 10 نانومتر در یک سیال حامل هستند. آنها به طور هم‌زمان هم خاصیت مایع و هم خاصیت مغناطیسی دارند. به همین سبب دارای کاربردهای قابل توجهی در صنایعی چون پزشکی و الکترونیک هستند.
در این جلسه با این نوع از نانوسیالات و کاربردهای آنها آشنا می‌شویم.

1- فروسیال چیست؟
فروسیالات نوع خاصی از نانوسیالات هستند که از سوسپانسیون ذرات سوپر پارامغناطیس در یک مایع مناسب (معمولا آب یا روغن) تشکیل می‌شوند. از آنجا که امکان دارد ذرات به واسطه خاصیت مغناطیسی‌شان به یکدیگر چسبیده و آگلومره شوند بایستی سطح ذرات با یک فاز ثانویه پوشش داده شود. این دسته از نانوسیالات معمولا دارای 3 تا 8 درصد حجمی نانوذرات سوپر پارامغناطیس و معمولا بیش از 10 درصد حجمی ماده سطح‌ساز می‌باشند. در صورت عدم وجود میدان مغناطیسی خارجی نانوذرات به واسطه وجود حرکت براونی که نوعی حرکت تصادفی ذرات است، رسوب نمی‌کنند؛ به محض اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی، ذرات در راستای آن آرایش می‌یابند؛ به همین دلیل می‌توان از میدان خارجی جهت حرکت دادن فروسیال‌ها بهره برد.
یکی از نکات جالب در مورد فروسیال، سطح آن در معرض یک میدان مغناطیسی ناهمگن است که به جای صاف یا خمیده بودن، به شکل سطحی محدب با بیرون زدگی‌های میخ مانند دیده می‌شود؛ علت آن نیز اعمال نیروی مغناطیسی بیش از حد بحرانی است که سبب برهم‌کنش میان نیروهای سطحی، گرانشی و مغناطیسی می‌گردد.

2- خواص فروسیال
از این سیالات می‌توان جهت انتقال میدان مغناطیس یا ایجاد یک مدار مغناطیسی بدون نیاز به قطعات با اشکال و طراحی‌های پیچیده بهره برد.
از ویژگی‌های مهم فروسیالات، تغییر گرانروی آنها در اثر تغییر میدان مغناطیسی خارجی است؛ چنانچه در میدان‌های مغناطیسی نسبتا کوچک گرانروی فروسیالات به شدت افزایش می‌یابد.
یکی دیگر از مشخصه‌های فروسیالات آن است که در اثر اعمال میدان مغناطیسی دائمی، گرانروی‌شان افزایش می‌یابد، اما در اثر اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی متناوب در فرکانس‌های کم و یا زیاد شرایط کمی پیچیده شده و به ترتیب شاهد تاثیرات مثبت و منفی بر گرانروی خواهیم بود.

3- کاربردهای فروسیالات

3-1- مجرای تغذیه
در این کاربرد همانند بسیاری دیگر از کاربردها از خاصیت افزایش گرانروی در اثر اعمال میدان مغناطیسی استفاده می‌شود. استفاده از فروسیالات جهت آب بندی مجراهای تغذیه از اولین کاربردهای این نوع از نانوسیالات می‌باشد. در این مورد از مغناطیس‌های دائمی جهت ثابت نگه داشتن فروسیال استفاده شده برای آب بندی، استفاده می‌شود.

3-2- بلندگو
استفاده از فروسیالات در بلندگوها جزو کاربردهای تجاری موفق این دسته از نانومواد بوده است. فروسیال در بلندگو سه نقش مهم ایفا می‌کند؛ اول آنکه پیچک صدا در آهنربا را در مرکز قرار می‌دهد؛ دوم آنکه نقش انتقال حرارت و خنک کننده را ایفا می‌کند و نهایتا اینکه به عنوان محیط میرا کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3-3- حسگر ارتعاشی بر پایه فروسیالات
از فروسیالات می‌توان جهت حس کردن ارتعاشات استفاده کرد. طی تحقیقاتی نشان داده شده است که یک فروسیال مرتعش درون یک میدان مغناطیسی استاتیک می‌تواند ولتاژ الکتریکی در یک سیم پیچ حس کننده القا نماید.

3-4- کنترل کیفیت تجهیزات ذخیره مغناطیسی
از دیگر کاربردهای گسترده فروسیالات، مشاهده‌ی ساختارها و حوزه‌های مغناطیسی است. فروسیالات به طور گسترده در کنترل کیفیت تجهیزات ذخیره اطلاعات مانند نوارهای مغناطیسی، فلاپی دیسک‌ها و دیسک‌ها مغناطیسی-نوری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این کاربردها، میدان‌های مغناطیسی خارجی کوچک، غالبا برای بهبود کنتراست و تشخیص عیوب استفاده می‌شود.

3-5- تصویربرداری در پزشکی
در علم تشخیص در پزشکی از فروسیالات جهت افزایش کنتراست در تصویربرداری تشدید مغناطیسی هسته‌ای (NMR) استفاده می‌شود. در یک دستگاه NMR، یک میدان مغناطیسی بزرگ و ثابت با یک میدان مغناطیسی کوچک و فرکانس بالا همراه می‌شود تا سبب تغییر میدان مغناطیسی و نهایتا تغییر کنتراست تصاویر حاصله گردد.

منابـــع و مراجــــع

1. Keblinski.p, Phillpot, S.R, Choi, S.U.S & Eastman, Heat mass transfer

2. www.Wikipedia.org

3. کتاب نانومواد، ترجمه حمیدرضا رضایی