بسم الله الرحمن الرحيم.ppt النانو في الصناعة
TRANSCRIPT
الرحيم الرحمن الله بسم
النان " الصناعة ومواد أساسأحمد / م.د الحديثة" الرحمن هبة
- مصر وتطبيقاتها المواد علوم استشاري
تكنولوجي النانو تاريخ ليس انه كما النانو، تقنية لبروز معينة حقبة او عصر تحديد اليمكن
النانوي الحجم ذات للمادة اإلنسان استخدام بداية المعروف من ) ( ماهيتها يدركوا ان بدون التقنية هذه استخدموا الذين الناس اوائل
المعروفة الدمشقية السيوف كانت حيث والمسلمون العرب هم كما ميكانيكية، صالبة تعطيها نانوية مواد تركيبها في يدخل بالمتانة
الذهب حبيبات يستخدمون الوسطى العصور في الزجاج صانعوا كان للتلوين الغروية النانوية
الملك كأس وهو الزجاجية المقتنيات الروماني أحدفي( Lycurgusاليكورجوس ) الموجودة الميالدي الرابع القرن في
حيث نانوية، وفضة ذهب جسيمات على يحتوي البريطاني المتحف فيه يوضع عندما الغامق األحمر إلى األخضر من الكأس لون يتغير
. ضوئي مصدر عشر الثامن القرنين منذ الفوتوغرافي التصوير تقنية تعتمد
مصنوع غشاء أو فيلم انتاج على الميالديين عشر والتاسع . للضوء حساّسة نانوية فضية جسيمات من
النانو لتقنية ادي الذي هو الترانستور صناعة تطوير
النانو تعريفتكنولوجي
أو الصغائر، تقنية أو الصغر، متناهية الجزيئات تقنية : معالجة بدراسة يهتم الذي العلم هي النانو تقنية
والجزيئي الذري المقياس على .المادة عن عبارة أنـها على النانوية الجسيمات تعريف يمكن
من عددها يتراوح ميكروسوبي جزئي أو ذري تجمعببعضها ) ( مرتبطة ذرة، مليون إلى جزئي ذرات بضع
من أقل قطر بنصف تقريباً كروي . 100بشكل نانومتر تشكيل وإعادة اندماج، فصل، عمليات على ترتكز
جزيء أو واحدة ذرة بواسطة المواد تشكيل وإعادة اندماج، فصل، عمليات على ترتكز
جزيء أو واحدة ذرة بواسطة المواد تقاس جديدة ووسائل تقنيات بابتكار النانو تقنية تهتم
الميكرومتر من األلف من جزء وهو بالنانومتر أبعادهاالميليمتر من المليون من جزء .أي
المواد أشكال النانومترية
الكمية عن :Quantum dotsالنقاط عبارةاألبعاد ثالثي موصل شبه نانوي تركيب
بين إبعاده نانومتر 10إلى 2يتراوح - الفولورينFullerene : النانوية nanoballsالكرات : النانوية Nanoparticlesالجسيمات : النانوية Nanotubesاألنابيب - النانوية Nanofibresألياف : النانوية Nanowiresاإلسالك : النانوية Nanocompositesالمركبات
المميزة الخصائصالنانو لجسيمات النانوية التقانة إلي خصائص اـلسطح نسبة ارتفاعتعذي خواص ‘مساحة
داخل اإللكترونات خاللهـا من تتحرك التى المساحة على تعتمد المادةخواص . على ذلك يؤثر المساحة هذه تتغير فعندما المادة هذه
نتيجة. تماما خصائصها تتغير النانو مقياس إلى المادة تحويل فعند المادة . الخواص فأن وباـلتالي االلكترونات خاللها من تتحرك التى المساحة تغير
. ) - - - ستتغير) كلها الحرارية الميكانيكية اـلكيميائية الفيزيائيةلنفس الصالبة: النانونية غير الجسيمات صالبة النانو جسيمات صالبة تفوق
السيلكون من المصنعة النانو جسيمات صالبة فمثال المرات مئات المادةبين ما صالبة تمتلك وبالتحديد المرات مئات السيلكون صالبة تفوق
. واـلماس الياقوت: الكهربي التوصيل لتوصيل جيدة مواد إلي تتحول العازلة المواد بعض
. صحيح والعكـس النـانو حجم في وجودها نتيجة للكهرباءالبصرية :ا الخواص اللون تغير علي بتغير لقدرة النانو جسيمات لون يتغير
النانو جسيمات في بوضوح الظاهرة هذه وتظهر وشكلها حجمها. والفضة الذهب لعنصري
للضوء لشفافية: الموحية األطوال من اقل أبعاد ذات النانو جسيماتشفافية ذات يجعلها مما المرئي الضوء تكسر أو تعكـس ال ولذلك المرئيأن دون المنتجات من الكثير لتغلفه تستخدم أن الممكن من ولذلك عالية
. التجميل ومواد الشفافة األغلفة مثل لونها علي تؤثرالمغناطيسية مقاييس :الخواص عمى كميا اعتمادا المغناطيس قوة تعتمد
منيا المصنوع المادة حبيبات تمك ابعاد صغرت ،وكمما المغناطيسعمى الذرات جود وو الخارجية اسطحيا مساحة وتزايدت تمك الحبيبات
وشدته المغناطيس وفعالية قوة ازدادت ،كمما .االسطحال ابعاد نصهار:انقطة بتصغير المادة انصيار حرارة درجات قيم تتأثر
حبيباتيا . مقاييـسالضوئي االمتصاص - الحفز ظاهرة
النانومترية المواد مصادر
النانو مواد تحضير طرقالفيزيائيـة بالطرق :التحضير
*بتسخين عليها يحصل التي للمادة البخاريـة الحالة من انطالقا التحضيربصدمة الليزر بأشعة حراريا حلها أو إلكترونات بحزمـة قذفها أو المادةسطح على بسرعة وضعه ذلك بعد ويتم إشباعا أكثر فيصبح محايد بغاز
. األكوام التحام أو البلوري البناء لتجنب بارد *على الموجات باستعمال الصغر في المتناهية المساحيق تحضير
. ملوثة غير أنها التقنية هذه مميزات من مليمتريه، أبعاد من مساحيق : الكيميائيـة بالطرق التحضير
*في تحضيرها يراد التي المادة بخار يدخل البخاريـة الحالة في التفاعالتحرارة CVDمفاعل بدرجـة أساس سطح على المادة جزيئات تمتز حيث
. أخرى غازات مع تتفاعل أو تتفكك إما الممتزة الجزيئات مالئمـة *أو الـماء هي استعماال األكثر السوائل سائل، وسط في التفاعالت
شروط بتغيير النانومترية الجزيئات ترسيب ويتم العضوية السوائل. الفيزيائي – الكيميائي التوازن
: الميكانيكيـة بالطرق التحضير *من مكونة مادة سحق على التقنيـة هذه تعتمد الميكانيكي التركيب
من ميكرومترية . 30umإلى 1umجزيئات الميزة لمزجها خالئط لعدةأجسام أو نانومترية رواسب بدخول تسـمح أنها التقنية لهذه األساسيـة
بإنتاج تسمح كما المادة داخل متجانس بشكل موزعة الصغر قي متناهية. أطنان حتى أو إلى كيلوغرامات عدة من ضخمـة مواد
*ذروريـة مادة تحويل من العملية هذه تمكن األولى والتزجيج الرص عملية: مرحلتين في وتتركز ضخمة قطعـة إلى
. الميكانيكي - الرـص عملية. التبريد - بعد لتكثيله المعادن مسحوق إذابة عملية
للمواد الطبيعية المصادرالنانومترية خالل من الطبيعية العضوية غير النانوية المواد تحدث
من المختلفة الكيميائية ظروف في البلورات نمو. األرضية البازلت القشرة الجرانيت البركانية الصخور
وغيرها البيرليت والسليولوز اللجنين الطبيعي الحرير العنكبوت خيوط الحية الخاليا ومكونات البروتين الطين والسوداء البيضاء الرمال واالسمنت الكوك صناعة مخلفات المعدنية والصناعات السيراميك صناعة مخلفات
والمعدات االجهزة
اإلنفاذي اإللكتروني (TEM ) المجهر الماسح اإللكتروني (SEM ) المجهر الذرية القوى العوازل ( AFM )مجهر مع السينية األشعة (.XRD )حيويةnano indentation الماسح النفقي الميكروسكوب
Scanning Tunneling Micropscpe) STM
nano indentation
Atomic Force Microscopy (AFM)
Scanning Tunneling Microscope (STM)
Transmission Electron Microscopy (TEM/EDS)
Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Analysis (SEM/EDX)
في المتداولة الصناعاتاالسواق
الكيماوية و الدوائية الصناعاتالبنفسجية فوق لألشعة المضادة والمراهم التجميل مواد
UV شفافا نفسه الوقت في المرهم ويبقى كلها. . الحيوية المضادات للتبقع المضادة أللبسة
االلكترونية صنعها الصناعات في يدخل رقاقاتأكثر المعلومات حفظ على قادرة اليكترونات نانو
حاليا الموجودة الذاكرة من المرات بآالف الطائرات البالستيك صناعة إلى تضاف مواد
خفيفة كالفوالذ قويه فتصبح والمعادن والسيراميكفي خصوصا كثيرة استعماالت لها وستكون كالعظام
ومقاومة للجليد مضادة فهي واألجنحة، الطائرات هيكلحتى مئوية 900للحرارة درجة
الزجاج المقاوم صناعة والزجاج الملون الزجاجلالتربة
النانو صناعة مستقبل الورق من صناعة الورق من متطورة أنواع تحضير
الزراعية المخلفات من استخدامها تم متربة نانو أليافالقصب ومصاصة األرز قش مثل
السيارات تزويد يمكنها للبيئة صديقة بطاريات صنعوذلك الالزمة، بالطاقة النقالة والهواتف الهجين
والفيروسات الصغر المتناهية النانو تقنية باستخدامالمعدلة
هذه على يحتوي الذي البالستيك من جديدة أنواعاًوتختبره الدولية، الفضاء محطة هيكل على الجسيماتالستخدامه الطيران وشركات العسكـرية القوات أيضا
والصواريخ الطائرات على المعدنية للهياكل كبديل. الصناعية واألقمار
لها بأن الدهانات هذه تميز األصباغ و الدهانات صناعةالتفتت و التآكل و الخدش مقاومة على القدرة
و المرونة إلكسابها ثانيا و الرياضية، األدوات تقويةالخفة.
والشاشات الشمسية النظارات صناعة : على المستخدمة النانو جسيمات ستعمل المياه تنقية
الدقيقة حجز الحية الكائنات و العوالق مرور منع والمياه في
: أن لإلنسان يمكن رقيقة أنسجة إنتاج المالبس صناعة. الطلب حسب لونها يغير
التوـظيف توجهاتالعسكري
اليد راحه بحجم تجسسية طائرات صنع في السموم وحقن المحميين غير األشخاص تعقب على القادرة أسلحة
تبلغ. المميتة الجرعات هذه أو 100أجسادهم .1/100نانوجرام السالح حجم من ( قرن باسم المعروف البشرية األدمغة من الحيوي للجزء إلكتروني بديل ايجاد
)ً إلكترونيا المعدل الدماغ صاحب معه يستطيع وضع إلى للوصول ، آمونالمعقدة، التعليمات وتخزين طبيعياً، متاح هو ما أضعاف بمئات الذاكرة تحميل
. وآخر بشري دماغ بين والتواصل االتصال تحقيق على والقدرة وقدرات مستوى رفع يتيح بما الجسم من ألجزاء مصنعة وبدائل أعضاء ابتكار
. البشري األداء البقاء على القدرة يمنحهم بما الجنود أجسام خاليا في تغير أقراص صناعة
. طعام أو نوم بدون أيام لعدة الجدران على التسلق تستطيع ، الحية الكائنات تطابق تكاد روبوتات صنع
. المختلفة الصخرية والتضاريس والساللم. المتفجرات اكتشاف على القدرة لها اجسام تصنيع ،بهم المشكوك لألشخاص الذهنية الحالة بعيدة مسافة من ترصد أنظمة صنع
من قريبة تقنية باستخدام أفكارهم، على والتجسس بمراقبتهم المرغوب أوكشف من األنظمة هذه تتمكن بحيث وسواه، المغناطيسي بالرنين التصوير
أفكاره وقراءة الشخص نوايا
ومحاذير النانو مخاطر استخدامها
التنفس عند استنشاقها يتم وكذلك الجلد اختراق علي قدرة لها النانو موادف الهضمي الجهاز طريق عن تناولها جسم او إلى الجسيمات دخول عند
من أنه يعني مما األعصاب، و الدم خاليا و الدماغ في تتجمع فإنها اإلنسان. اإلنسان لجسم التدميرية المواد ضمن الجسيمات هذه تصنيف الممكن
النووي الحمض بالضرر DNAأصابت إلى النانو للجلد جداً صغيرة جزيئاتالبشري الجسم في المناعة جهاز وراء التسلل من يمكنها الذي الحد
و فيها مرغوب الغير النانو مواد تراكم من ينشأ الذي و البيولوجي التراكم. البيئة من إزالتها و تنظيفها و كشفها سيصعب حيث حجمها صغر في اآلخر
النفايات في العضوية المواد تحطيم في المهمة النافعة البكتيريا قتل على قادرة وهي. المزارع أو المعالجة ومحطات
: ذلك و االنفجار، عالية مواد تكون قد النانو مواد العمل أماكن في مخاطر . بكميات النانو مواد فتخزين بحجمها مقارنة سطحها مساحة كبر إلى نظرا
لالنفجار يعرضها قد كبيرة لمدة المكان نفس و كبيرة ال جزئيات الطبيعة نانومعظم في مرئيٍة غير اإلنسان صنعها التي للتحلل قابلة الغير الملوثات من جديدةً طبقًة ستشكل الصغائر جزئيات
كاملٍة بصورٍة الحيوي من وإزالتها الملوثات تلك من التخلص كيفية كذلك المعلوم غير فمن
تلك مثل ألداء مالئمٍة غير التقليدية المرشحات أن بسبب الماء أو الهواءا ) بجزئيات االمساك من لتتمكن جداً كبيرٍة مسامها أن حيث لنانو.المهام
الصحية بالمشاكل ملىء طويل طريق الى البشرية تقود سوف النانو تقنيةالمصنعة، والمادية الصغائر لجزئيات الصحية المخاطر لتقييم
دورة تقويم من البد المصنعة، الصغائر لجزئيات الصحية المخاطر لتقييموتوزيعها تخزينها تصنيعها، عملية متضمنًة الجزئيات، لتلك الكاملة الحياة
منها والتخلص استخدامها وإساءة تطبيقها إلى باإلضافة النانو مواد لجميع عامة افتراضات وضع يمكن فيما nanomatrials ال
معها التعامل بكيفية يتعلق
رب لله الحمدالعالمين