کبالت

اطلاعات اولیه
کبالت ، عنصر شیمیایی است که با نشان Co و عدد اتمی ۲۷ در جدول تناوبی قرار دارد.

تاریخچه
کبالت و ترکیبات آن در دوران باستان شناخته شد که برای آبی کردن رنگ شیشه از آنها استفاده می‌کردند. “George Brand” به خاطر کشف کبالت شهرت یافت. تاریخ کشف این عنصر در منابع مختلف ، متفاوت است، اما این کشف بین سالهای ۱۷۳۰ و ۱۷۳۷ اتفاق افتاده است. او موفق به اثبات این نکته شد که منبع رنگ آبی شیشه‌ها کبالت است. قبلا” بیسموت همراه کبالت را عامل رنگ آبی شیشه‌ها می‌دانستند.

در خلال قرن نوزدهم ، کبالت آبی (۸۰ -۷۰% کبالت جهان ) در Blaafarvaerket در نروژ ، به رهبری صنعتگر پروسی “Benjamin Wegner” تولید شد. “John Livingood” و “Glenn Seaborg” در سال ۱۹۳۸ کبالت ۶۰ را کشف کردند. کلمه کبالت از واژه آلمانی kobalt یا kobold ، به معنی روح شیطان گرفته شده است. این نام را کارگران معدن به‌علت سمی و دردسرساز بودن این عنصر برای آن انتخاب کردند. ( کبالت سایر عناصر معدن را آلوده و کم عیار می‌کرد. )

پیدایش
کبالت ، بصورت فلز آزاد وجود ندارد و عموما” به‌صورت سنگ معدن یافت می‌شود. کبالت معمولا” به‌تنهایی استخراج نمی‌شود و به‌عنوان محصول جانبی فعالیتهای استخراج مس و نیکل بدست می‌آید.

سنگ معدنهای اصلی کبالت عبارتند از: کبالتیت ، اریتریت ، گلائوکودوت و اسکوترودیت. عمده‌ترین تولید کنندگان کبالت در جهان ، چین ، زامبیا ، روسیه و استرالیا هستند.

ترکیبات
به‌علت وجود حالتهای اکسیداسیون مختلف ، تعداد زیادی از ترکیبات کبالت وجود دارد. هر دو اکسید در دمای پایین ، ضدفرومغناطیس می‌باشند؛ CaO ، Co۳O۴ .

خصوصیات قابل توجه
کبالت ، عنصر فرومغناطیس سختی است که دارای رنگ خاکستری براقی می‌‌باشد.دمای کوری آن ، K۱۳۸۸ با ممنتم بور ۶/۱ – ۷/۱ در هر اتم است. این عنصر اغلب با نیکل همراه است و هر دوی آنها از اجزای مشخص فلز شهاب سنگی می‌باشند. پستانداران ، نیازمند مقدار بسیار کمی از نمکهای کبالت هستند. کبالت ۶۰ که ایزوتوپ رادیواکتیو و مصنوعی کبالت است، یک ردیاب رادیواکتیو مهم و عامل معالج سرطان به‌شمار می‌آید. نفوذ پذیری نسبی کبالت ، دو سوم آهن است. کبالت ، فلزی عموما” دارای مخلوطی از دو ساختار شکل بلورین fcc و hcp با دمای انتقال fcc –> hcp K۷۲۲ می‌باشد. حالات اکسیداسیون عادی کبالت ، شامل ۲+ و۳+ است، گرچه ۱+ نیز دیده شده است.

کاربردها

* آلیاژهایی از قبیل :
o آلیاژهای دیرگداز ، برای قطعات توربین گاز موتورهای هواپیما.
o آلیاژهای مقاوم در مقابل فرسایش و آسیب بر اثر کارکرد بالا.
o فولاد ، در سرعتهای بسیار زیاد.
o کاربیدهای روکشدار ( فلزات سخت هم نامیده می‌شوند ) و ابزارهای الماسه.
* آهن ربا و واسطه ضبط مغناطیسی ( ازقبیل نوار کاست و ویدئو ).
* کاتالیزور برای مصرف در صنایع شیمیایی و نفتی.
* در آبکاری الکتریکی برای ظاهر ، استحکام و مقاوت در برابر اکسیداسیون.
* عامل خشک کننده در رنگها ، جوهر و براق‌کننده‌ها.
* لایه زیرین در لعابهای چینی.
* رنگدانه ( کبالت آبی و سبز ).
* الکترودهای باطری.
* تایرهای رادیال تسمه فولادی.
* کبالت –۶۰ بعنوان منبع اشعه گاما دارای چندین کاربرد است :
o در پرتو درمانی ( رادیوتراپی ) بکار می‌رود.
o در استرلیزه کردن غذاها با روش تابشی ( پاستوریزه کردن سرد ) بکار می‌رود.
o در رادیوگرافی صنعتی به‌منظور تشخیص عیوب ساختاری قطعات فلزات بکار می‌رود.

کاربردهای پزشکی
کبالت ۶۰ ( Co-۶۰) ، فلزی رادیواکتیو است که در پرتودرمانی کاربرد دارد. کبالت ۶۰ دو اشعه X و گاما با انرژیهای ۱.۱۷MeV و ۱.۳۳MeV تولید می‌کند. منبع کبالت ۶۰ تقریبا” به قطر ۲ سانتیمتر است که نتیجه آن ، تشکیل یک نیم سایه هندسی است که لبه میدان تشعشع را نامشخص می‌کند. از ویژگیهای بد این فلز ،‌ تولید مقدار کمی غبار رقیق است که باعث بروز مشکلاتی در حفاظت مقابل اشعه می‌گردد.

منبع کبالت ۶۰ تقریبا” برای ۵ سال مفید است، اما بعد از این مدت هم بسیار رادیواکتیو می‌باشد و بنابراین دستگاههای کبالت در جوامع غربی که لیناکس متداول است، کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. اولین دستگاه کبالت ۶۰ درمانی ( بمب کبالت ) برای اولین در کانادا ساخته شد و نیز برای اولین بار در همانجا مورد استفاده قرار گرفت. در واقع اولین دستگاه در مرکز سرطانی Saskatoon به نمایش در آمده است.

نقش بیولوژیک
مقادیر کم کبالت برای بسیاری از موجودات زنده از جمله انسان ، حیاتی است. وجـــــــــــــــــود ۰.۳ تا ۰.۱۳ قسمت در میلیون کبالت در خاک برای سلامتی حیوانات علف‌خوار مفید است. این عنصر ، جزء اصلی ویتامین کبالامین یا ویتامین B-۱۲ می‌باشد.

ایزوتوپ ها
کبالت ، بصورت طبیعی دارای ۱ ایزوتوپ پایدار ( ۵۹- Co) می‌باشد.۲۲ رادیوایزوتوپ نیز شناخته شده که پایدارترین آنها Co-۶۰ با نیمه عمر ۵,۲۷۱۴ سال ، CO-۵۷ با نیمه عمر ۲۷۱,۷۹ روز ، Co-۵۶ با نیمه عمر ۷۷,۲۷ روز و Co-۵۸ با نیمه عمر ۷۰,۸۶ روز هستند. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو ، دارای نیمه عمری کمتر از ۱۸ ساعت هستند که اکثریت آنها نیمه عمری کمتر از ۱ ثانیه دارند. این عنصر همچنین دارای ۴ حالت برانگیختگی است که تمامی آنها نیمه عمری کمتر از ۱۵ دقیقه دارند.

ایزوتوپهای کبالت از نظر وزن اتمی ، بین ۵۰amu و amu ۷۳ قرار دارند. حالت فروپاشی اصلی قبل از فراوانترین ایزوتوپ پایدار ۵۹-Co ، الکترون گیری و حالت اصلی بعد از آن کاهش بتا می‌باشد.محصول فروپاشی اصلی پیش از ۵۹-Co ایزوتوپهای عنصر ۲۶ (آهن) و محصولات اصلی بعد از آن ایزوتوپهای عنصر ۲۸ (نیکل) می‌باشند.

هشدارهــــــــــا
فلز کبالت پودر شده ، خطر آتش سوزی به همراه دارد. بهتر است همه ترکیبات کبالت را سمی در نظر گرفت، مگر اینکه خلاف آن ثابـت شده باشد. احتمالا”بیشتر ترکیبات کبالت خیلی زهرآگین نیستند. کبالت ۶۰ ، ارسال کننده اشعه گامای قوی است، لذا تماس با این نوع کبالت خطر ابتلا به سرطان را ایجاد می‌کند. بلع کبالت ۶۰ منجر به ورود مقداری کبالت درون بافتهای بدن می‌شود که به‌کندی از بدن خارج می‌شود.

کبالت ۶۰ در مقابله‌های اتمی ، عاملی خطرساز است، چون ارسالهای نوترونی مقداری از آهن را به این ایزوتوپ رادیواکتیو تبدیل می‌کند. بعضی طراحی‌های تسلیحات اتمی ، عمدا” به گونه ای می‌باشد که میزان کبالت ۶۰ را که بعنوان ذرات رادیواکتیو پراکنده می‌شوند، افزایش دهند. گاهی اوقات آنها را بمب کثیف یا بمب کبالت می‌نامند. خطر در مواقع غیر از جنگ اتمی ، استفاده نادرست ( یا سرقت ) از واحدهای رادیوتراپاتیک پزشکی است.

آبکاری

پوشاندن یک جسم با یک لایه نازک از یک فلز با کمک یک سلول الکترولیتی آبکاری نامیده می‌شود. جسمی که روکش فلزی روی آن ایجاد می‌شود باید رسانای جریان برق باشد. الکترولیت مورد استفاده برای آبکاری باید دارای یونهای آن فلزی باشد که قرار است لایه نازکی از آن روی جسم قرار بگیرند.

نگاه کلی
فرایند آبکاری معمولا″ با فلزات گرانبها چون طلا و نقره ‌و کروم جهت افزایش ارزش فلزات پایه مانند آهن ‌و مس ‌و غیره و همچنین ایجاد روکشی بسیار مناسب (در حدود میکرومتر) برای استفاده از خواص فلزات روکش کاربرد دارد. این خواص می‌تواند رسانایی الکتریکی و جلوگیری از خوردگی باشد. فعل و انفعال بین فلزها با واسطه‌های محیطی موجب تجزیه و پوسیدگی آنها می‌شود چون فلزها میل بازگشت به ترکیبات ثابت را دارند. پوسیدگی فلز ممکن است به صورت شیمیایی(توسط گازهای خشک و محلولهای روغنی گازوئیل و نفت و مانند اینها) و یا الکتروشیمیایی (توسط اسیدها و بازها و نمک‌ها) انجام پذیرد. طبیعت و میزان خوردگی به ویژگی‌های آن فلز٬ محیط و حرارت وابسته است. روشهای زیادی برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد که یکی از آنها ایجاد روکشی مناسب برای فلزها می‌باشد و معمول‌ترین روشهای روکش فلزها عبارتنداز: رنگین کردن فلزات ٬ لعابکاری ٬ آبکاری با روکش پلاستیک٬ حفاظت کاتدیک‌ و آبکاری با فلزات دیگر.

اصول آبکاری
به طور کلی ترسیب فلز با استفاده از یک الکترولیت را می‌توان به صورت واکنش زیر نشان داد:
فلز <-------- (الکترون) z + کاتیون فلزی

ترسیب فلز با روشهای زیر انجام می‌شود:
آبکاری الکتریکی
در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می‌گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون‌ها یا دریافت می‌شوند (احیا) و یا واگذار می‌شوند (اکسیداسیون). برای اینکه واکنشها در جهت واحد مورد‌ نظر ادمه یابند لازم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنشهای مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می‌گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز رسوب‌کننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا قطبی که دارای الکترون اضافی می‌باشد (قطب منفی یا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می‌شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت:
- یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت یون مثبت در می‌آید.
- یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند.
- این یون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می‌کند.
قوانین فارادی
قوانین فارادی که اساس آبکاری الکتریکی فلزها را تشکیل می‌دهند نسبت بین انرژی الکتریکی و مقدار عناصر جا به جا شده در الکترودها را نشان می‌دهند.

* قانون اول: مقدار موادی که بر روی یک الکترود ترسیب می‌شود مستقیما″ با مقدار الکتریسیته‌ای که از الکترولیت عبور می‌کند متناسب است.
* قانون دوم :مقدار مواد ترسیب شده با استفاده از الکترولیت‌های مختلف توسط مقدار الکتریسیته یکسان به صورت جرم‌هایی با اکی‌والان مساوی از آنهاست.

بر اساس این قوانین مشخص شده است که ۹۶۵۰۰ کولن الکتریسیته (یک کولن برابر است با جریان یک آمپر در یک ثانیه) لازم است تا یک اکی‌والان گرم از یک عنصر را رسوب دهد یا حل کند.
آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی
هنگام ترسیب فلز بدون استفاده از منبع جریان خارجی الکترون‌های لازم برای احیای یون‌های فلزی توسط واکنش‌‌های الکتروشیمیایی تامین می‌شوند. بر این اساس سه امکان وجود دارد:

* ترسیب فلز به روش تبادل بار (تغییر مکان‌) یا فرایند غوطه‌وری: اساس کلی این روش بر اصول جدول پتانسیل فلزها پایه‌ریزی شده است. فلزی که باید پوشیده شود باید پتانسیل آن بسیار ضعیف‌تر (فلز فعال) از پتانسیل فلز پوشنده (فلز نجیب) باشد. و فلزی که باید ترسیب شود باید در محلول به حالت یونی وجود داشته باشد. برای مثال به هنگام غوطه‌ور نمودن یک میله آهنی در یک محلول سولفات مس فلز آهن فعال است و الکترون واگذار می‌کند و به شکل یون آهن وارد محلول می‌شود. دو الکترون روی میله آهن باقی می‌ماند. یون مس دو الکترون را دریافت کرده احیا می‌شود و بین ترتیب مس روی میله آهن می‌چسبد. و هنگامی که فلز پایه که باید پوشیده شود (مثلا آهن) کاملا″ توسط فلز پوشنده (مثلا مس) پوشیده شود آهن دیگر نمی‌تواند وارد محلول شود و الکترون تشکیل نمی‌شود و در نتیجه عمل ترسیب خاتمه می‌یابد. موارد استعمال این روش در صنعت آبکاری عبارت است از: مس‌اندود نمودن فولاد٬ نقره‌کاری مس و برنج٬ جیوه‌کاری٬ حمام زنکات٬ روشهای مختلف کنترل و یا آزمایش٬ جمع‌آوری فلز از حمام‌های فلزات قیمتی غیر قابل استفاده (طلا) با استفاده از پودر روی.

* ترسیب فلز به روش اتصال: این روش عبارت است از ارتباط دادن فلز پایه با یک فلز اتصال. جسم اتصال نقش واگذارکننده الکترون را ایفا می‌کند. برای مثال هنگامی که یک میله آهنی (فلز پایه) همراه یک میله آلومینیومی٬ به عنوان جسم اتصال در داخل یک محلول سولفات مس فرو برده می‌شود٬ دو فلز آهن و آلومینیوم به جهت فعالتر بودن از مس٬ به صورت یون فلزی وارد محلول می‌شوند و روی آنها الکترون باقی می‌ماند و چون فشار انحلال آلومینیوم از آهن بیشتر است از این رو اختلاف پتانسیلی بین دو فلز ایجاد شده و الکترون‌ها در روی یک سیم رابط٬ از سوی آلومینیوم به طرف آهن جاری می‌شوند. بنابراین مشاهده می‌شود که مقدار زیادی از یونهای مس محلول روی آهن ترسیب می‌شوند. ضخامت قشر ایجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسیار ضخیم‌تر است. از روش اتصال برای پوشش‌کاری فلزات پیچیده استفاده می‌شود.

* روش احیا: ترسیب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احیا کننده٬ روش احیا نامیده می‌شود. یعنی دراین روش الکترونهای لازم برای احیای یونهای فلزات توسط یک احیا کننده فراهم می‌شود. پتانسیل احیا کننده‌ها باید از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد خاطر نشان ساخت که اختلاف پتانسیل به دلایل منحصرا″ کاربردی روکش‌ها٬ نباید بسیار زیاد باشد. برای مثال هیپوفسفیت سدیم یک احیا کننده برای ترسیب نیکل است ولی برای ترسیب مس که نجیب‌تر است٬ مناسب نیست. مزیت استفاده از این روش در این است که می‌توان لایه‌هایی با ضخامت دلخواه ایجاد نمود. زیرا اگر مقدار ماده احیا کننده در الکترولیت ثابت نگه داشته شود می‌توان واکنش ترسیب را کنترل نمود. به ویژه غیر هادی‌ها را نیز بعد از فعال نمودن آنها٬ می‌توان پوشش‌کاری کرد.

آماده سازی قطعات برای آبکاری
برای بدست آوردن یک سطح فلزی مناسب نخستین عملی است که با دقت باید صورت گیرد٬ زیرا چسبندگی خوب زمانی به وجود می‌آید که فلز پایه٬ سطحی کاملا تمیز و مناسب داشته باشد. بدین علت تمام لایه‌ها و یا قشرهای مزاحم دیگر از جمله کثافات٬ لکه‌های روغنی٬ لایه‌های اکسید٬ رسوبات کالامین که روی آهن در درجه‌های بالا ایجاد می‌شوند را از بین برد. عملیات آماده سازی عبارتند از:

* سمباده‌کاری و صیقل‌کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و یکنواخت تبدیل می‌کنند.
* چربی‌زدایی: طی آن چربی‌های روی سطح فلزات را می‌توان توسط عمل انحلال٬ پراکندگی٬ امولسیون٬ صابونی کردن و یا به روش تبادل بار از بین برد.
* پرداخت: انحلال شیمیایی قشرهای حاصل از خوردگی روی سطح فلزات را پرداخت کردن می‌نامند که اساسا″ به کمک اسیدهای رقیق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می‌گیرد.
* آبکشی٬ خنثی‌سازی٬ آبکشی اسیدی٬ خشک کردن: خنثی‌سازی برای از بین بردن مقدار کم اسید یا مواد قلیایی که در خلل و فرج قطعه باقی می‌مانندو همچنین آبکشی اسیدی برای جلوگیری از امکان تشکیل قشر اکسید نازک غیر قابل رؤیت که موجب عدم چسبندگی لایه الکترولیتی می‌شود.

موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری
در سالهای اخیر نانوتکنولوژی که همان علم و تکنولوژی کنترل و بکارگیری ماده در مقیاس نانومتر است٬ تحقیقات فزاینده و موقعیت‌های تجاری زیادی را در زمینه‌های مختلف ایجاد نموده است. یک جنبه خاص از نانوتکنولوژی به مواد دارای ساختار نانویی یعنی موادی با بلورهای بسیار ریز که اندازه آنها معمولا کمتر از ۱۰۰ میکرومتر است می‌پردازد٬ که این مواد برای اولین بار حدود دو دهه قبل به عنوان فصل مشترکی معرفی شدند. این مواد نانوساختاری با سنتز الکتروشیمیایی تولید شده‌اند که دارای خواصی از قبیل٬ استحکام٬ نرمی‌ و سختی٬ مقاومت به سایش٬ ضریب اصطکاک٬ مقاومت الکتریکی٬ قابلیت انحلال هیدروژن و نفوذپذیری٬ مقاومت به خوردگی موضعی و ترک ناشی از خوردگی تنشی و پایداری دمایی را دارا هستند. دریچه‌های آبکاری الکتریکی برای سنتز این ساختارها با استفاده از تجهیزات و مواد شیمیایی مرسوم برای طیف گستره‌ای از فلزات خالص و آلیاژها گشوده شده است. یک روش مقرون به صرفه برای تولید محصولاتی با اشکال بسیار متفاوت از پوششهای نازک و ضخیم٬ فویلها و صفحه‌ها با اشکال غیر ثابت تا اشکال پیچیده شکل‌یافته با روشهای الکتریکی است. از این رو فرصتهای قابل توجهی برای صنعت آبکاری وجود دارد تا نقش تعیین‌کننده‌ای را در گسترش کاربردهای جدید نانوتکنولوژی ایفا نماید که این امر به آسانی با تکیه بر اصول قابل پیش‌بینی متالوژیکی که در سالیان گذشته مشخص شده قابل تحقق است.

چگونگي كاركرد مبدلهاي كاتاليزوري خودرو

آلاينده‌هاي توليدي توسط موتور خودروها
به منظور كاهش انتشار آلاينده‌هاي توليدي توسط موتور خودروهاي جديد، سازندگان با دقت زياد مقدار سوخت مصرفي موتور را كنترل مي‌كنند. آنها سعي مي‌كنند نسبت هوا به سوخت را هر چه بيشتر به نقطه استوكيومتري نزديك كنند كه نسبت ايده‌ال هوا و سوخت در احتراق تلقي مي‌شود. از لحاظ نظري، با چنين نسبتي تمامي سوخت به طور كامل با اكسيژن هوا تركيب شده و احتراق كامل انجام خواهد گرفت. براي احتراق بنزين، نسبت استوكيومتري در حدود 1: 7/14 است. يعني براي سوختن يك كيلوگرم بنزين به 7/14 كيلوگرم هوا نياز است. در واقع طي رانندگي، اين نسبت همواره در حد ايده‌آل نبوده و تغيير مي‌كند. مثلاً در مواردي، مخلوط هوا و سوخت غني‌تر مي‌شود. يعني نسبت هوا به سوخت پايين‌تر از 7/14 مي شود.
عمده گازهاي خروجي ناشي از عملكرد موتور خودرو عبارتند از:
نيتروژن يا ازت (N2):ا78 درصد از هوا را گاز نيتروژن تشكيل مي‌دهد و بيشتر اين گاز از محفظه احتراق موتور، بدون هيچ‌گونه واكنشي خارج مي‌شود.
دي اكسيد كربن (CO2): اين گاز يكي از گازهاي محصولات احتراق بوده كه از تركيب كربن سوخت با اكسيژن هوا تشكيل مي‌شود.
بخار آب (H2O): اين بخار نيز محصول ديگر احتراق است كه از تركيب هيدروژن و هيدروكربورهاي سوخت با اكسيژن هوا ايجاد مي‌شود.

گرچه انتشار دي‌اكسيد كربن به گرم شدن كره زمين كمك مي‌كند، اما اساساً اين گازهاي خروجي بي‌خطرند.از آنجا كه فرايند احتراق هيچ‌گاه كامل نيست، بسته به نحوه عملكرد موتور مقداري گازهاي مضر نيز توسط موتور خودرو توليد مي‌شود كه اين گازها عبارتند از:
مونواكسيد كربن (CO): گازي بسيار سمي كه فاقد رنگ و بوست.
هيدرو كربن‌ها يا تركيبات ارگانيك فرار (VOCs)ا2: كه ناشي از سوخت نسوخته تبخير شده‌اند.
نور خورشيد، هيدروكربن‏ها را به اكسيدانت‌ها شكسته و با انجام واكنش با اكسيدهاي نيتروژن، موجب ايجاد اوزن سطحي در زمينه مي‌شود كه عامل ايجاد «مه دود» است.
اكسيدهاي نيتروژن: NO يا NO2 كه به صورت NOX نشان داده مي‌شود، به ايجاد «مه دود» و باران‌هاي اسيدي كمك كرده و موجب بروز ناراحتي‌هاي پوستي مي‌شود.

                                                                                                                موقعيت مبدل كاتاليزور در خودرو

اين سه گاز عواملي آلاينده‌اند كه بايد به دقت مورد كنترل قرار گيرند. مبدل كاتاليزور، به منظور كاهش اين آلودگي‌ها طراحي شده است.

نحوه كاهش آلاينده‌ها توسط مبدل كاتاليزور
بيشتر خودروهاي جديد، مجهز به مبدل كاتاليزور سه راهه‌اند3. اصطلاح سه راهه، بيانگر كاهش سه آلاينده مونواكسيد كربن، مولكول‌هاي هيدروكربن و اكسيده

اي ازت در مبدل است. در اين مبدل‌ها، از دو نوع كاتاليزور مختلف استفاده مي‌شود. كاتاليزور احياء كننده4 و كاتاليزور اكسيدكننده5. هر دو گونه، شامل ساختمان سراميكي بوده كه با كاتاليزوري فلزي (معمولاً پلاتين، روديم و يا پالاديم) پوشانده شده است. در ساخت مبدل‌ها، معمولاً رعايت دو نكته، مد نظر قرار دارد:
1. سطح مبدل به منظور افزايش تماس با گازهاي خروجي، بايد حداكثر باشد.
2. به دليل قيمت بسيار بالاي مواد كاتاليزور، استفاده از اين مواد بايد در حداقل باشد.
اساساً مبدل‌هاي كاتاليزور به دو صورت ساخته مي‌شوند. شبكه لانه‌زنبوري و بستر سراميكي. امروزه بيشتر خودروها از ساختمان شبكه لانه زنبوري استفاده مي‌كنند.

                                                                                              مبدل كاتاليزور سه‌راهه (به 2 كاتاليزور جداگانه توجه كنيد)

كاتاليز احياء كننده
در اولين مرحله مبدل، كاتاليزور احياء كننده قرار دارد. در اين مرحله، به منظور جلوگيري از انتشار اكسيدهاي ازت، از پلاتين و روديم استفاده شده است. هنگامي كه يك مولكول NO يا NO2 در تماس با كاتاليزور قرار گيرد، به مولكول‌هاي نيتروژن و اكسيژن شكسته مي‌شود، يعني:

 

كاتاليزور اكسيدكننده
دومين مرحله مبدل، كاتاليزور اكسيد كننده است. در اين قسمت، با سوزاندن (اكسايش) هيدروكربن‌هاي نسوخته در مجاورت كاتاليزورهاي پلاتين و پالاديم، هيدروكربن‌هاي نسوخته و مونواكسيد كربن‌هاي خروجي، كاهش داده مي‌شوند. اين كاتاليزور، به كمك اكسيژن دود خروجي، مقدار CO و هيدروكربن‌هاي نسوخته را كاهش مي‌دهد. يعني:

 

اما سؤال اين است كه اكسيژن لازم از كجا فراهم مي‌شود؟

سيستم كنترل اكسيژن دود اگزوز
سومين مرحله، سيستم كنترلي است كه دود خروجي اگزوز را مورد بررسي قرار داده و با استفاده از نتايج اين بررسي، سيستم تزريق سوخت را تحت كنترل قرار مي‌دهد. يك حسگر اكسيژن، قبل از مبدل كاتاليزور بين موتور و كاتاليزور نصب شده است. اين حسگر، مقدار اكسيژن موجود در دود خروجي را به كامپيوتر موتور اطلاع مي‌دهد. كامپيوتر خودرو با تنظيم مقدار سوخت هوا، مقدار اكسيژن دود خروجي را افزايش يا كاهش مي‌دهد. در اين طرح، كامپيوتر همواره موتور را در وضعيتي نزديك به نقطه استوكيومتري نگه مي‌دارد. اين عمل، باعث مي‌شود تا همواره اكسيژن كافي در دود خروجي براي اكسايش هيدروكربن‌ها و CO در اختيار كاتاليزور اكسيدكننده وجود داشته باشد.

ديگر راه‌هاي كاهش آلاينده‌ها
مبدل كاتاليزور، نقش بزرگي در كاهش آلاينده‌ها دارد. با اين حال، هنوز هم مستلزم تغيير و تحولاتي است. يكي از بزرگترين معايب مبدل كاتاليزور عملكرد آنها در دماي نسبتاً بالاست. هنگامي كه موتور خودرو سرد است، مبدل كاتاليزور تقريباً هيچ كاري براي كاهش آلاينده‌ها صورت نمي‌دهد.

راه‌حلي ساده اين است كه مبدل كاتاليزور را هر چه بيشتر نزديكتر به موتور نصب كنيم. يعني گازهاي گرم موتور به مبدل برخورد كرده و هر چه سريع‌تر آن را گرم كند، اما اين كار مي‌تواند به علت برخورد گازهاي بسيار داغ اگزوز به مبدل، از عمر آن بكاهد. بيشتر سازندگان خودرو، مبدل را زير خودرو و درست زير صندلي جلو قرار مي‌دهند تا به حد كافي از موتور دور باشد و از گازهاي خروجي صدمه‏اي نبيند.
پيش گرم كردن مبدل كاتاليزور نيز راه خوبي براي كاهش انتشار آلاينده‌هاست. ساده‌ترين روش براي اين كار، استفاده از گرمكن‌هاي الكتريكي است. متأسفانه سيستم الكتريكي 12 ولتي خودرو فاقد توان كافي براي گرم كردن سريع مبدل در حد لازم است. معمولاً بيشتر مردم چندين دقيقه قبل از استارت زدن، منتظر گرم شدن مبدل نمي‌مانند. خودروهاي هيبريد كه معمولاً مجموعه باطري‌هاي بزرگ با ولتاژ بالا دارند، از اين قابليت برخوردارند كه مبدل را بسيار سريع گرم كنند.
  

ساخت نوعي كاتاليزور جديد

دانشمندان پرده از راز ديگري در دنياي نانو برداشتند كه نويد بخش روش‌هاي توليد تميزتر مي‌باشد. اين گروه از محققان موفق به تعيين ساختار نوعي نانوذره طلا- پالاديم شدند، که بخش فعال كاتاليزور جديدي است كه ضمن بي‌ضرر بودن براي محيط زيست، موجب تسريع اكسيداسيون الكل‌هاي اوليه و تبديل آن به آلدئيدها مي‌شود.

اكسيداسيون الكل‌هاي نوع اول و تبديل آنها به آلدئيد در صنايع شيميايي، داروسازي و عطرسازي از اهميتي اساسي برخوردار است. اكسيداسيون الكل‌هاي آروماتيک نوع اول مانند وانيليل، سيناميل الكل در توليد عطر و طعم دهنده‌ها از اهميت ويژه‌اي برخوردار است، به طوري كه تقريباً 95 درصد وانيل مصرفي جهان به صورت مصنوعي توليد مي‌شود. همچنين بنزالدئيد هم يكي ديگر از عوامل واسطه كليدي است كه در توليد بسياري از محصولات شيميايي ظريف، كودهاي شيميايي و صنايع داروئي اهميت دارد.

قبل از اين، چنين واكنش‌هاي اكسيداسيوني را هميشه با استفاده از پرمنگنات و يا كرومات انجام مي‌دادند، كه موادي گرانقيمت و شديداً سمي هستند. اما با اين روش جديد كاتاليزوري يعني استفاده از نانوذرات طلا-پالاديم كه روي سطحي از اكسيدتيتانيوم پخش مي‌شوند، واكنش‌هاي اكسيداسيون با استفاده از اكسيژن و بدون نياز به حلال انجام مي‌شود.

در حال حاضر براي بررسي نمونه‌هايي از اين كاتاليزور، از نوعي ميكروسكوپ پيمايش الکتروني عبوري VG HB 603 با تصحيح انحراف استفاده مي‌شود، که به کمک آن مي‌توان داده‌هاي مربوط به پراكندگي انرژي پرتو X هر كدام از ذرات را گردآوري کرد.

اين دستگاه نوعي STEM منحصر به فرد با انحراف تصحيح شده است كه داراي كاوشگر الكتروني كوچك و در عين حال قوي مي‌باشد. علاوه بر اين از كارايي بسيار بالايي براي جمع‌آوري پرتوهاي x توليد شده برخوردار است.

دستيابي به اطلاعات شيميايي مربوط به ذرات ريز طلا- پالاديم دشوار است، زيرا سيگنال حاصل از پرتو x تابيده به اين ذرات بسيار ضعيف‌تر از سيگنال اتم طلا است. ضمن آن كه سيگنال‌هايي هم مربوط به سطح تيتانيوم زيرين وجود دارد و در شرايط عادي سيگنال پالاديم در بين اين نويزها گم مي‌شود.

به منظور رفع اين مشكل،‌ محققان نرم‌افزاري را بر اساس تحليل‌هاي چندگانه و مختلف آماري و تركيب آن با روش تصويربرداري طيفي تهيه نمودند. كه ضمن پيمايش يك عنصر خاص، تمامي سيگنال‌هاي توليد شده در محيط را با هم مقايسه كرده و به طور خودكار، ويژگي‌هاي موجود در مجموعه داده‌هاي يك سيگنال خاص (در اينجا به طور ويژه سيگنال پرتو x پالاديم) را تعيين مي‌نمايد. اين روش باعث كاهش قابل توجه نويزهاي تصادفي سيگنال و زمينه گرديد. اگر چه روش‌هاي مشابه ديگري هم قبلاً به كار رفته بود اما اين روش، زمان چند ساعته انجام تحليل داده‌ها را به چند دقيقه كاهش داد.

طيف‌هاي اوليه به دست آمده از هر كدام از نانوذرات نشان داد كه محدوده فضايي كه سيگنال‌هاي پالاديم از آن ناشي مي‌شود كمي بزرگتر از محدوده متناظر در سيگنال‌هاي طلا مي‌باشد. دانشمندان با توجه به آن چنين نتيجه گرفتند كه اين نانوذرات بايد داراي ساختار پوسته- هسته[2] باشند به طوري كه پوسته پالاديم، هسته‌اي از جنس طلا را احاطه كرده باشد. علاوه بر اين معلوم شد، اگر چه پوسته خارجي اين نانوذره از جنس پالاديم است اما عملكرد آن با كاتاليزور مشابهي كه فقط از پالاديم تشكيل شده باشد به طور قابل توجهي تفاوت مي‌كند. از اين رو به نظر مي‌رسد طلا در واقع نقش تسريع‌كننده الكترون را براي پالاديم داشته باشد كه اين خود موجب افزايش خواص كاتاليزور پالاديم- طلا مي‌شود.

به عقيده دانشمندان، مقايسه تطبيقي عملكرد كاتاليزور با داده‌هاي تركيبي و ساختاري دقيق آن مي‌تواند روشي مؤثر جهت درك واكنش‌هاي كاتاليزوري به شمار مي‌آيد. گزارش اين فعاليت‌ها در مجله Nature و با عنوان "كاتاليزورهاي قابل تنظيم طلا براي اكسيداسيون انتخابي هيدروكربن‌ها تحت شرايط ملايم" به چاپ رسيده است.

[2] - Core-Shell


منابعhttp://www.physorg.com/printnews.php?newsid=10337

شيمي نفت

تاریخچه :
این ماده را از قرنها پیش بصورت گاز در آتشکده و یا به فرم قیر (کاده ای که پس از تبخیر مواد فرار یا سبک نفت از آن باقی می‌ماند) می‌شناخته‌اند یا بطوری که در کتب مقدس و تاریخی اشاره شده است که در ساختمان برج بابل از قیر استفاده گردیده و کشتی نوح و گهواره موسی نیز به قیر اندوده بوده است. بابلی‌ها از قیر بعنوان ماده قابل احتراق در چراغها و تهیه ساروج جهت غیر قابل نفوذ نمودن سدها و بالاخره جهت استحکام جاده‌ها استفاده می‌کرده‌اند.
مدت زمان مدیدی ، مورد استعمال نفت فقط برای مصارف خانگی و یا به عنوان چرب‌کننده‌ها بود، اما از آغاز قرن شانزدهم میلادی روز به روز موارد استعمال آن رو به افزایش نهاد تا اینکه در سال 1854 دو نفر داروساز وجود یک فراکسیون سبک قابل اشتعال را در روغن زمینی تشخیص دادند و همچنین به کمک تقطیر ، مواد دیگری بدست آوردند که برای ایجاد روشنایی بکار می‌رفت. بر اساس این کار آزمایشگاهی بود که بعدا دستگاههای عظیم تصفیه نفت طرح‌ریزی و مورد بهره برداری قرار گرفت. صنعت نفت در آتازونی در سال 1859 شروع شد.

تشکيل مخازن نفت , پالايش نفت

تشکيل مخازن نفت

منشاء نفت مواد آلي موجود در موجودات زنده است. قبل از دوره كامبرين به علت عدم و يا كمي موجودات زنده، در رسوبات مربوط به اين دوران نشانه اي از مواد آلي و در نتيجه نفت وجود ندارد. اما بعد از اين دوره بقاياي جانوران و گياهان همراه رسوبات ته نشين شدند و رسوبات بعدي آنها را مدفون كردند.
مواد آلي موجود در جانوران و گياهان نسبت به مواد اكسيد كننده بسيار حساس هستند و اگر در معرض اين مواد قرار گيرند تجزيه مي شوند.
بنابراين در هنگام قرار گيرند ته نشين شدن، مواد آلي اگر در معرض اكسيد كننده ها اكسيد شده و نفتي ديگر در كار نخواهد بود. اما اگر رسوب گذاري به سرعت انجام شود و مواد آلي در زير رسوبات مدفون شوند ديگر فرصتي براي اكسيد كننده ها باقي نخواهد ماند تا مواد آلي را اكسيد كرده و باعث از بين رفتن آنها شوند.پس يكي از شرايط بوجودآمدن نفت سرعت در هنگام رسوب گذاري مواد آلي است.
مواد آلي در لايه هاي زيرين، در اثر فشار و حرارت ابتدا به كروژن بعد به آسفالت و در پايان به پتروليوم تبديل مي شوند. اين فرايندها از لحاظ بيوژنتيك بررسي مي شوند و براي تبديل به انواع مختلف رنج ها، فشار مشخص لازم است.
در اين فرايندS,O,W مواد آلي به C,H پتروليوم تبديل مي شوند. يعني مواد سنگين همچون Sبه H,C تبديل مي شوند يعني مواد با وزن ويژه بالا به مواد با وزن ويژه پايينتر تبديل مي شوند كه با API مشخص مي شوند. هر چه S پتروليوم ها كمتر باشد API آن بالاتر خواهد بود.
اين فرايند ها در سنگ منشأ اتفاق مي افتد. سنگ منشأ معمولاً كم تخلخل است و به علت فشار لايه هاي بالايي٬ پتروليوم از سنگ منشاء حركت مي كند. اين فرايند را مهاجرت اوليه گويند. بعد اين مواد از لايه هابه سمت سنگ مخزن حركت مي كنند. اين فرايند را مهاجرت ثانويه گويند.
حركت پتروليوم تا زماني كه هيدروكربن ها به تله بيفتند ادامه خواهد داشت. بدين صورت كه اين هيدروكربن ها بصورت جاري و يا منقطع از ميان لايه هاي توارا به طرف اين تله حركت مي كنند. اين تله نفتي، مخزن نام دارد كه بايد داراي خواص توارايی و تخلخل خوبي باشد.
زماني كه نفت قابل توجهي در مخازن نفتي جمع شود اين مكان را ميدان نفتي گويند. يك ميدان نفتي داراي شرايط خاصي مي باشد كه مهمترين آنها عبارتند از:

1) پوش سنگ 2) سنگ مخزن 3) سنگ منشاء 4) مهاجرت 5) تله نفتي
1) سنگ مخزن:
سنگي تراوا و متخلخل است علت تخلخل آن براي داشتن فضاي كافي براي نگهداري هيدروكربن ها و تراوايي آن براي قدرت عبور و حركت دهي هيدروكربن ها به طرف چاههاي نفت كه اين از مهمترين عوامل است.
مخازن معمولاً از ماسه سنگ و يا سنگ آهك است. ماسه سنگ داراي تراواي بالايي است و جزء مخازن خوب است. ولي بعضي مخازن از جنس سنگ آهك است با تراوايي بالا علت اين امر وجود شكافهايي در اين مخازن كه باعث شده تراوايي سنگ مخزن ما بالا بياييد. اما به علت اختلاف فاز تر و غیر تر در انواع گوناگون مخازخ٬ کیفیت مخزنی نیز متفاوت خواهد بود. در مخازن ماسه ای فاز تر نفت ولی در آهکی آب می باشد. بنابراین در مخازن ماسه ای نفت با فشار تمایل به خروج از مخزن را داشته در صورتی که این مسئله در مخازن آهکی کاملا متفاوت بوده و این آب است که تمایل دارد با فشار خارج شود.
2) پوش سنگ:
اين سنگ برخلاف سنگ مخزن از تراوايي و تخلخل بسيار پايين برخوردار است كه مانع فرار نفت از طرف اين سنگ است. پوش سنگ مي تواند در بالا و يادر اطراف سنگ مخزن وجود داشته باشد و بر اساس نوع مخزن اشكال متفاوتي را دارا باشد. عدم وجود پوش سنگ موجب فرار نفت از سنگ مخزن شده ودر اين صورت مخزن نفتي موجود نخواهد بود. در ایران بهترین پوش سنگ در مناطق نفت خیز جنوب سازند گچساران می باشد.
3) تله نفتي:
اين همان شكل مخزن است كه باعث مي شود با كمك پوش سنگ نفت را در خود ذخيره كند. بطور كلي دو نوع مخزن داريم:
الف)‌ ساختماني ب) استراتيگرافيك ج) مختلط كه بسته به تغييرات ساختماني و يا رخساره اي و سنگ شناسي ازهم متمايزند.
الف) ساختماني
اين مخزن براساس تغييرات ساختماني درون زمين بوجود مي آيد. كه از مهمترين آنها مي توان چين ها و گسل ها را نام برد. كه در اينها اتفاقات ساختماني زمين باعث جابجايي لايه ها و قرار گرفتن سنگ مخزن و پوش سنگ بصورتي مي شود كه پتانسيل ذخيره نفت را داشته باشند.
ب) استراتيگرافيك
كه بر اساس تغييرات رخساره اي و سنگ شناسي بوجود مي آيد. يعني گونه هاي متفاوت سنگ ها در اثر عوامل مختلف به جز ساختمانی در كنار هم قرار خواهند گرفت٬ بگونه اي كه شرايط تجمع نفت بوجود آيد. «در مخازن بايد نيز به مسأله كلوژر باید توجه داشت. بدين معني كه به عنوان مثال طاقديس ما ممكن است تمامي شرايط ذخيره نفت را داشته باشد ولي بگونه اي باشد كه نفت نتواند در آن جمع شود.»


پالايش نفت

نفت خام حاصل از چاه دارای مواد نا خواسته از قبیل آب و جامداتی مانند شن ، قیر و گازهای متان و اتان می‌باشد. برای جداسازی اینگونه عوامل ، آنرا وارد مخازنی می‌کنند تا جامدات موجود در آن ته‌نشین شده و گازهای آن خارج شود. سپس وارد جداساز سانتریفوژی شده که نقش آن جدا کردن تتمه آب ، گاز و جامدات معلق در آن می‌باشد. برای حذف نمکهای معدنی ، نفت را با آب ولرم می‌شویند. آنگاه قسمتی از نفت توسط لوله به پالایشگاه فرستاده شده و قسمتی جهت صدور به بنادر تلمبه می‌شود.

تقطیر
برای تفکیک برش‌های متشکله نفت خام ، عملیات فیزیکی و شیمیایی چندی بر روی آن بعمل می‌آورند تا فرآورده‌های مورد نیاز جامعه امروزی را تولید نمایند. از مهمترین آنها تقطیر جزء به جزء نفت است که در برج تقطیر صورت می‌گیرد. تقطیر جزء به جزء عبارت است از یک سری تبخیر و تبرید که در سینی‌های یک برج استوانه‌ای صورت می‌گیرد. مایعات خالص در فشار محیط ، در دمایی به جوش می‌آیند که در آن دما ، فشار بخار آن برابر فشار محیط گردد. مایعات مخلوط در حدود دمایی که حاصل جمع فشار‌های جزئی عوامل تشکیل دهنده آنها برابر فشار محیط گردد به جوش می‌آید.
در نقطه جوش ، فازهای بخار و مایع در حال تعادل می‌باشند. چنانچه فشار ، کاهش یابد، تبخیر صورت می‌گیرد و در حالت معکوس ، تبرید اتفاق می‌افتد. از فشار بخار برای محاسبه ترکیب گازهای مخلوط در حالت تعادل استفاده می‌شود. وقتی که اجزا تشکیل دهنده یک محلول در برج تقطیر بطور دائم جدا می‌شوند بخارهایی که به سمت بالا حرکت می‌کنند، با ترکیبات فرارتر مایع برگشت کننده که به سمت پایین سرازیر است برخورد کرده و غلیظ‌تر می‌شوند.
انواع تقطیر
تقطیر در فشار محیط: در این روش ، فرآیند تقطیر در فشار محیط صورت می‌گیرد.
تقطیر با بخار آب: وقتی که تقطیر در مجاورت بخار ماده مخلوط نشدنی صورت می‌گیرد، فشار بخار یکی تحت تاثیر دیگری قرار نگرفته و مخلوط در دمایی که مجموع فشارهای جزئی آنها برابر فشار محیط گردد تقطیر می‌شود.
تقطیر در خلا: در این روش ، فرآیند تقطیر در خلاء (در فشار 40 میلی‌متر جیوه) صورت می‌گیرد.
تقطیر در خلاء و بخار: این روش با انتقال گرما توسط بخار آب و با استفاده همزمان از پمپ خلاء جهت کاهش فشار کلی صورت می‌گیرد. بطور کلی این روش دارای اشکالاتی بوده و از آن زیاد استفاده نمی‌شود.
تقطیر در فشار: این روش برعکس تقطیر در خلاء بوده و باعث می‌شود که فرایند تقطیر ، در دمای بیشتری نسبت به آن در فشار محیط صورت گیرد و دمای بالاتر باعث گسسته شدن مولکولهای نفت گردیده و ترکیب آنها را تغییر می‌دهد.
روشهای جدید تقطیر: این روشها شامل یک یا دو مرحله تقطیر در فشار محیط بوده که توسط تقطیر با بخار همراه می‌شود.

گازهاي گلخانه اي فاجعه ای نه چندان دور

گازهاي گلخانه اي فاجعه ای نه چندان دور

مقدمه:

مي‌دانيم كه كره زمين به طور طبيعي در اثر تابش خورشيد گرم مي‌شود، اما اينجا منظور ما از گرم شدن زمين، پديده ديگري است.اين پديده نسبتا جديد عبارت است از تغيير دماي زمين در اثر ٿعاليتهاي بشري كه با تغييرات طبيعي آن ٿرق دارد. در طول 100 سال گذشته، كره زمين به طور غيرطبيعي 4/0 درجه سانتيگراد گرمتر شده كه اين موضوع دانشمندان را نگران كرده ‌است. آنها حدس مي‌زنند ٿعاليت‌هاي صنعتي در ايجاد اين مشكل بسيار موثر است و به گرم شدن كره زمين كمك مي‌كند.

به عبارت ديگر«گرم شدن زمين» اٿزايش ميانگين دماي زمين است. «تغيير آب و هوا» در اثر اين اٿزايش دما به وجود مي‌آيد. گرم شدن زمين موجب تغيير الگوي بارش، اٿزايش سطح آب درياهاي آزاد و كاهش سطح آب درياچه‌ها و تاثيرات وسيع بر گياهان، حيات وحش و انسانها مي‌شود.

آلودگي هوا به عنوان بزرگترين مشکل دنياي امروزي ، همچنان مشکلي بدون هيچ گونه راه حل عملي براي بشر باقي مانده است.

بسياري از دانشمندان معتقدند که ٿعاليت هاي انسان و دخالت هاي نابجاي او در طبيعت موجب اٿزايش سرعت تغيير شرايط آب و هوايي شده است و مي تواند موجب بي ثباتي سرتاسر کره زمين شود.

هزاران هزار سال عدم تغيير تراکم گازهاي گلخانه اي در جو بالاي سر ما، محيط مناسبي براي رشد تمدن بشر توليد کرد؛ ولي با پيشرٿت همين تمدن و پس از انقلاب صنعتي در حدود سال 1800 ميلادي ، دنيا به مکاني براي تجمع گاز دي اکسيدکربن تبديل شد و ما هر روز شاهد کشٿ تاثيرات جديدي از اثرات مستقيم و غيرمستقيم گازهاي گلخانه اي هستيم.

ديدنيهاي خراسان

خراسان در زبان فارسي يعني خاور زمين و از دو كلمه خور به معني آفتاب و آسان به معني محل طلوع تشكيل شده است كه بر روي هم به معني محل طلوع آفتاب است.استان خراسان 5/315686 كيلومتر مربع مساحت دارد كه تقريبا" يك پنجم مساحت ايران است. طول اين استان 750 كيلومتر و عرض آن 420 كيلومتر مي باشد. طول مرز مشترك خراسان با تركمنستان حدود 700 كيلومتر و با افغانستان 619 كيلومتر است.خراسان در تاريخ اسلام داراي مقام ارجمند و بسيار مهمي مي باشد و شمار زيادي از رجال و نامداران سياسي و اجتماعي و ادبي، مذهبي و فكري و فرهنگي از اين سرزمين برخاسته اند كه در تاريخ، مشعلداران علم و مذهب و فرهنگ بوده و قرون طلايي تمدن اسلامي را بوجودآورده اند. جمعيت اين استان 605، 528 نفر مي باشد.نام گذاري اين شهر به مشهد از اين روست كه اين شهر محل شهادت و آرامگاه حضرت رضا (ع) مي باشد. شهر مشهد در گذشته جزئي از شهر باستاني توس بود. توس بنا به روايت تاريخي توسط جمشيد پيشدادي ساخته شد، ولي سپس خراب گرديد و توس بن نوذر آن را تجديد بنا نمود و به نام او مشهور شده است. توس در سال 617 بدست مغولان ويران شد ولي بعد از مدتي كه شهر داشت رونق گذشته را بدست مي آورد، در سال (791) ميرانشاه پسر تيمور لنگ به آنجا حمله نمود و شهر را بكلي ويران ساخت. مردمي كه از اين هجوم جان سالم بدر برده بودند به قريه سناباد كه امام رضا (ع) در آن جا مدفون بودند، پناه آوردند و بدين ترتيب شهر فعلي مشهد رونق گرفت. از زمان صفويه شهر مشهد مورد توجه خاص واقع شد و شاه عباس براي تجليل از امام دستور داد كه هر كس به زيارت مرقد مطهر امام رضا (ع) توفيق يابد عنوان (مشهدي) را بر اسم خود بيفزايد. مشهد در زمان نادر پايتخت وي گرديد و توسعه زيادي يافت.در حال حاضر مشهد يكي از بزرگترين و زيباترين شهرهاي ايران محسوب مي شود.

مشخصات شهرهاي استان خراسان

شهرستان مشهد از شمال و شمال غربي به شهرستان درگز و قوچان از مشرق به مرز ايران و تركمنستان، از جنوب و جنوب غربي به شهرستانهاي تربت جام و تربت حيدريه و كوه باخرز و از مغرب به كوه بينالود و نيشابور محدود است.اين شهرستان با وسعتي برابر 27478 كيلومتر مربع و بيش از 2 ميليون نفر جمعيت در ارتفاع 974 متر از سطح دريا و در 59 درجه و 35 دقيقه طول و 36 درجه و 16 دقيقه عرض جغرافيايي واقع شده است. ساختار كنوني شهر مشهد چندان قديمي نيست. ولي دو محله نوغان و سناباد كه قسمتي از شهر را تشكيل مي دهند داراي سابقه تاريخي هستند.

ش« بهاءالدين محمد عاملي » شيخ بهايي يخ بهايي

معروف به « شيخ بهائي » به سال 935 هجري قمري در « بعلبك » متولد شد . در هفت سالگي با پدرش به ايران آمد . وي مدتي وزير « شاه عباس » صفوي بود . در سياست و فرهنگ ايران نقش بسيار مهمي داشت . از اين دانشمند تاليفات متعددي به جا مانده است . نسبت « شيخ بهائي » به «حارث حمداني » از صحابه معروف حضرت علي (ع ) مي رسد . مقبره اين دانشمند بين صحن امام و صحن آزادي قرار دارد .

شيخ حرعاملي

وي يكي از دانشمندان معروف شيعي مي باشد . كتاب معروف « وسائل الشيعه » از او مي باشد . مقبره وي در صحن انقلاب واقع شده

«فضل بن حسن طبرسي » شيخ طبرسي شيخ طبرسي

، متوفي به سال 548 هجري قمري صاحب تفسير « مجمع البيان » است . مزارش در فلكه شمالي در محوطه باغ رضوان واقع شده و خيابان مجاور آرامگاه وي از قديم به نام او ، خيابان طبرسي ناميده مي شود .

« هرثمه بم عين » خواجه مرادخواجه مراد

مشهور به «خواجه مراد » ، متوفي به سال 210 هجري قمري است مقبره وي در 14 كيلومتري جنوب خاوري مشهد در بلنديهاي مشرف بر بينالود قرار گرفته است .

خو«ربيع بن حيثم » خوجه ربيع اجه ربيع

مشهور به «خواجه ربيع » از جمله تابعين است كه به زهد مشهور بوده است . بقعه او در وسط باغي با گنبدي مرتفع قرار داشته و دارد . تاريخ ساختن آن مربوط به قرن 11 هجري قمري و از بناهاي دوره صفوي است . وفات « خواجه ربيع »‌ را سال63 هجري قمري است

«اباصلت هروي »خواجه اباصلت

مشهور به «خواجه اباصلت » ، خادم حضرت رضا (ع ) متوفي به سال 236 هجري قمري مي باشد . مدفن وي در كنار جاده مشهد ، فريمان در فاصله 10 كيلومتري مشهد واقع شده است .  

گنبدخشتي

اين آرامگاه در خيابان طبرسي ، كوچه نوغان ، نزديك فلكه طبرسي واقع شده است . در اين مكان « امام زاده محمد » مدفون است . نسبت اين امام زاده با هجده واسطه به « امام سجاد (ع ) » مي رسد . گنبد اين آرامگاه آجري است و به همين علت ، گنبد خشتي ناميده شده است . سبك معماري آرامگاه به بناهاي دوره صفويه شباهت دارد .

پير پالا« شيخ محمد عارف »پيرپالاندوز ن دوز

متوفي به سال 985 هجري قمري مشهور به پير پالاندوز از زهاد معروف زمان خود بوده است . از آن جهت كه اين عارف براي امرار معاش ، پالاندوزي مي كرد ، به « پيرپالاندوز » شهرت يافته است . آرامگاه وي مقابل بست پايين واقع شده است . اصل بنا در زمان «سلطنت محمد خدابنده » ساخته شده و در سالهاي اخير توسط آستانقدس بازسازي شد

گنبدسبز

در اواسط خيابان دكتر باهنر ( خاكي ) و در فلكه گنبد سبز واقع شده است و به جهت رنگ فيروزه اي آن ، به گنبد سبز معروف شده است . اين بنا مدفن « شيخ محمد مومن » ، عارف استرآبادي است كه به سال 904 هجري قمري وفات يافته است . كتاب «تحفه حكيم مومن » در طب قديم ، اثر اين دانشمند است . اين ساختمان به سال 1011 هجري قمري به دستور « شاه عباس » ساخته شده است . مدتي اين محل خانقاه گروهي از صوفيه بود

مصلاي مشهد

اين بنا به فاصله يك كيلومتري ، در پنج راه پايين خيابان واقع شده كه شامل يك ايوان مرتفع و دو رواق در طرفين آن است . طبق كتيبه موجود ، اين بنا در سال 1087 هجري قمري در عهد « شاه سليمان صفوي » ساخته شده است .  

مسجدهفتاد و دوتن

اين مسجد در بازار بزرگ قرار دارد . اين مسجد از يك كتيبه و دو مناره و يك ايوان تشكيل شده است . قدمت آن به سال 855 هجري قمري مي رسد . اين بنا در آغاز ، آرامگاه بوده و بعداً به مسجد تبديل شده است .

بناي هارونيه

در نزديكي آرامگاه فردوسي ، بناي هارونيه قرار دارد كه تاريخ دقيق ساختمان آن روشن نيست . چون آرامگاه « امام محمد غزالي » در توس مي باشد و محل آن دقيقاً روشن نيست ، در مجاورت اين بنا به يادبود اين دانشمند ، سنگ مزاري نصب شده است .

آرامگاه فردوسي

آرامگاه اين شاعر بزرگ و نامي در 24 كيلومتري شمال غربي مشهد ( توس ) در مسير جاده مشهد - قوچان واقع شده است . آرامگاه فردوسي در باغ بسيار مصفايي قرار دارد . در داخل محوطه آرامگاه تابلوهاي سنگي زيبا ، از داستانها و حماسه هاي شور آفرين شاهنامه وجود دارد .

آرامگاه نادر

بناي آرامگاه نادر در سال 1296 هجري بوسيله والي وقت خراسان بر روي ويرانه هاي باقي مانده از ساختمان اوليه احداث شده است .

پارك ملت

اين پارك در مغرب مشهد و حاشيه بلوار وكيل آباد قرار دارد .مساحت اين پارك 720 هزار مترمربع است . پارك ملت بزرگترين پارك مشهد و يكي از زيباترين پاركهاي كشور به شمار مي رود و شهربازي ، تاسيسات ورزشي و فضاي مصفاي آن جاذبه زيادي براي علاقمندان به سياحت پديد آورده است .

كوه پارك كوهسنگي سنگي

اين پارك در جنوب غربي شهر و در انتهاي خياباني به همين نام قرار دارد كه در حاشيه كوههايي مرتفع ايجاد شده است از قديمي ترين ييلاقهاي مشهد است . كوهسنگي داراي رستوران و استخر و فروشگاههاي صنايع دستي است . پارك جنگلي وكيل آباد نزديك ترين تفريحگاه و ييلاق عمومي مشهد است كه در فاصله 8 كيلومتري شمال غربي مشهد قرار گرفته و بولوار عريض و بسيار زيباي وكيل آباد - ميدان آزادي را به روستا و پارك جنگلي وكيل آباد متصل مي نمايد .

طرقبه

بخش طرقبه در 16 كيلومتري شمال غربي مشهد و در منطقه كوهستاني واقع گرديده است و رودخانه زيبايي در آن جريان دارد . اين بخش داراي باغهاي فراوان و متنوع ميوه مي باشد و پارك عمومي آن جالب و ديدني است . سبدهاي دستي ساخته شده توسط روستاييان از جمله صنايع دستي اين بخش است . طرقبه در تابستان داراي هواي خنك و مطبوع مي باشد .

اخلم دره اخلمد د

تقريباً 10 كيلومتر بعد از گلمكان و روبروي شهرك چناران است . اخلمد در سمت چپ جاده مشهد – قوچان و در فاصله تقريبي 70 كيلومتري مشهد است . آبشار اخلمد ، ديواره هاي عمودي و بلند كوههاي آن ، هواي تازه و ييلاقي و انواع ميوه هاي گيلاس و سيب درختي آن مشهور است .

بندگلستان

اين بند در 15 كيلومتري شمال غربي مشهد و 4 كيلومتري طرقبه و در نزديكي روستاي ييلاقي گلستان واقع شده است . بناي اين بند تاريخي را به شاهرخ پسر تيمور و برخي به همسر وي گوهرشاد نسبت مي دهند . ارتفاع بند 15 متر و عرض آن نيز حدود 15 متر مي باشد . حجم كل درياچه 8 ميليون مترمركعب بوده كه فعلاً به 5/4 ميليون متر مكعب كاهش يافته است . اين بند بعلت واقع شدن در محيطي بسيار دلپذير و سرسبز داراي نما و منظره بسيار جالبي است .

غارمغان

در 30 كيلومتري جنوب غربي مشهد در جاده خلج ، در كوهپايه هاي كوه مغان و دره مغان قرار گرفته است . اين غار داراي دهليزها و راهها ي پر پيچ و خم و گوناگوني است كه در صورت عدم آشنايي با محيط احتمال گم شده زياد است . از سقف اين غار، ستونها و شاخه هاي آهكي آويزان است و منظره بسيار جالبي را بوجود مي آورد . درون اين غار چاههاي مختلفي نيز وجود دارد كه درون بعضي از آنها پرندگاني نيز زندگي مي كنند 

شاهان گرماب

شاهان گرماب در فاصله 140 كيلومتري جنوب شرقي مشهد و بالاي تپه اي قرار دارد و داراي چشمه آب گرمي است كه حرارت آن به 48 درجه سانتيگراد مي رسد .

گلستان وحصار

دو روستاي ييلاقي در سر راه وكيل آباد به طرقبه متصل به يكديگر و در فاصله 4 كيلومتري طرقبه واقع گرديده اند و در اين محل سد قديمي گلستان قرار گرفته است .

زشك

در امتداد جنوبي شرقي رشته كوههاي بينالود واقع گرديده و باغهاي مصفاي آن از رودها و چشمه سارهاي گوناگون مشروب شده و از مناظر بديع برخوردار است . اين محل در فاصله 50 كيلومتري غرب مشهد واقع گرديده است و توسط جاده آسفالته از طريق شانديز و وكيل آباد به مشهد متصل مي گردد .

كنگ

در قسمت جنوبي رشته كوههاي بينالود و در فاصله 22 كيلومتري جنوب طرقبه واقع گرديده است ضمن برخورداري از مناظر بديع از چشمه سارها و باغات گوناگون برخوردار بوده و جاده شني صعب العبوري از طريق نقندر اين محل را به طرقبه متصل مي سازد .

جاغرق

در 25 كيلومتري شمال غربي مشهد و در 7 كيلومتري جنوب غربي طرقبه واقع گرديده است . اين روستا نيز از آب و هواي دلنشيني برخوردار بوده و با باغهاي گوناگون ميوه در منطقه كوهستاني واقع گرديده و از مشهد تا اين محل جاده آسفالته وجود دارد . روستاي خوش آب و هواي عنبران و طرقدر نيز در حدفاصل اين محل و طرقبه واقع شده است .

شانديز

در منطقه كوهستاني با چشمه سارهاي فراوان و باغات گوناگون در 38 كيلومتري شمال غربي مشهد و سر راه آسفالته مشهد - زشك واقع گرديده است . رستورانهاي مناطق ييلاقي طرقبه و شانديز شهزت و جاذبه فراواني دارد.

نقندر

در منطقه كوهستاني و صعب العبور غرب طرقبه در سر راه طرقبه به كنگ واقع گرديده است و از نقاط خوش آب و هوا محسوب مي شود و به وسيله جاده شني به طول 11 كيلومتر به طرقبه متصل مي شود .

 

پارك شهيد فهميده خيابان 17 شهريور	پارك ميرزا كوچك خان جنگلي واقع در ضلع جنوبي بازار رضا
پارك وكيل آباد - انتهاي بلوار وكيل آباد	پارك ارتفاعات آب و برق - انتهاي بلوار هفتم تير
پارك شهيد چمران - بين شهركهاي شهيد رجايي و شهيد با هنر	پارك مصلي خيابان مصلي
پارك شاهد - قاسم آباد	پارك پرديس قائم - ميدان شهيد فهميده
پارك بابا قدرت - بلوار فرودگاه	پارك كوهسنگي خيابان كوهسنگي
پارك باغ ملي خيابان امام خميني ( ره )	پارك جنگلي طرق - ابتداي بزرگراه باغچه
پارك جنگلي نهالستان بلوار جمهوري اسلامي	پارك سلام- بلوار فرودگاه
پارك بسيج- بلوار طبرسي	پارك گلها - بلوار دانشجو
پارك بهشت - انتهاي سيمتري طلاب	پارك لاله - انتهاي بلوار هفتم تير ( آب و برق )
پارك وحدت بلوار وحدت	پارك رضوان خيابان محسن كاشاني

لايه ازن

		-       ازن كه جزء اصلي دود مه است, گازي است كه از تركيب اكسيد نيتروژن و هيدروكربنها در حضور نور آفتاب به وجود مي‌آيد. در اتمسفر, ازن به طور طبيعي به صورت لايه‌اي كه ما را از اشعه ماوراء بنفش محافظت مي‌كند وجود دارد. ولي زماني كه در سطح زمين توليد شود كشنده است. -       خودروها, نيروگاه‌ها, كارخانه‌هاي شيميايي, پالايشگاه‌هاي نفت و... از اصلي‌ترين منابع ازن هستند كه همه ساله ميليون‌ها تن هيدروكربنهاي مختلف و اكسيدهاي نيتروژن را وارد هوا مي‌كنند. -       صدمات ريوي ناشي از هواي آلوده به ازن, خطري است كه بسياري از مردم را تهديد مي :ند, اين آلودگي به ساير موجودات زنده از جمله گياهان و محصولات كشاورزي نيز صدمات جبران‌ناپذيري وارد مي‌كند. -       كلروفلئوروكربنها (CFCs) , هالون‌ها (halons) و ساير مواد شيميايي مصنوعي، در 10 تا 50 كيلومتري بالاي سرما شناورند. آنها تجزيه شده مولكول‌هايي آزاد مي‌كنند كه ازن را از بين مي‌برند. -       CFC  ها مواردي هستند كه صدها مصرف گوناگون دارند چون در مقابل شعله مقاوم بوده و به راحتي تجزيه نمي‌شوند. به خاطر اين پايداري آنها تا 150 سال باقي خواهند ماند.گازهاي CFC به آرامي تا ارتفاعات 40 كيلومتري صعود كرده و تحت نيروي تشعشعات ماوراي بنفش خورشيد شكسته شده و عنصر شيميايي كلر را آزاد مي‌كنند. بعد از آزادي هر اتم كلر قبل از برگشت به زمين, حدود 100000 مولكول ازن را از بين مي‌برد بخشي از لايه ازن در سطح جهان تا بحال توسط گازهاي CFC تخريب شده است. -       با تخريب لايه ازن رسيدن اشعه ماوراء بنفش به سطح زمين, بروز سرطان پوست, بيماري آب مرواريد و تضعيف سيستم دفاعي بدن, افزايش مي‌يابد. با نفوذ بيشتر اشعه ماوراء بنفش از لايه‌هاي اتمسفر, اثرات آن بر سلامتي بدتر شده بهره‌دهي محصولات كشاورزي و جمعيت ماهي‌ها كاهش خواهد يافت

نانو فناوری و کاربرد های آن

چهل سال پيش ريچارد فايمن1 ، متخصص کوانتوم نظري و دارنده جايزه نوبل، در سخنراني معروف خود در سال 1959 با عنوان "آن پايين، فضاي بسياري هست"، به بررسي بُعد رشد نيافته‌اي از علم مواد پرداخت. وي در آن زمان اظهارکرد: "اصول فيزيک، تا آن جايي که من توانايي فهميدن آن را دارم، بر خلاف امکان ساختن اتم به اتم چيزها حرفي نمي زنند." او فرض را بر اين قرار داد که اگر دانشمندان فرا گرفته‌اند چگونه ترانزيستورها و ديگر سازه‌ها را با مقياس‌هاي کوچک بسازند، پس ما خواهيم توانست که آن‌ها را کوچک و کوچک‌تر کنيم. تا آنجا که که اتم‌ها را در مقابل ديگري به گونه‌اي قرار دهيم که بتوانيم کوچک‌ترين محصول مصنوعي و ساختگي ممکن را ايجاد ک

 

                     

          

بنابراين جرقه آغاز فناوري نانو به زمان سخنراني فاينمن باز مي‌گردد اما عبارت "نانوفناوري" 2 اولين بار

توسط" نوريوتاينگوچي" استاد دانشگاه علوم توكيو در سال" 1974 "استفاده شد. اما در واقع بايد "کي‌اريک درکسلر" را پدر نانوفناوري ناميدچراکه نانوفناوري در سال 1986 در کتابي از وي با عنوان موتورهاي آفرينش بسط داده شد.

                                                                      

تعريف نانوفناوري

در حالي که تعاريف زيادي براي فناوري نانو وجود دارد ، موسسه پيشگامي ملي نانوفناوري 3در آمريکا (که نهاد دولتي متولي اين فناوري در کشور آمريکاست) تعريفي را براي فناوري نانو ارائه مي دهد که در برگيرنده هر سه تعريف ذيل باشد:

1- توسعه فناوري و تحقيقات در سطوح اتمي ، مولکولي و يا ماکرومولکولي در مقياس اندازه اي 1 تا 100 نانومتر.

2- خلق و استفاده از ساختارها و ابزار و سيستمهايي که به خاطر اندازه کوچک يا حد ميانه آنها، خواص و عملکرد نويني دارند .

3- توانايي کنترل يا دستکاري در سطوح اتمي

براي اطلاعات بيشتر در مورد تعاريف مختلف فناوري نانو مي‌توان به سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو بخش تعاريف مراجعه کرد.

در مقالات و نوشته‌هاي عمومي واژه فناوري نانو گاهي به هر فرآيند کوچکتر از اندازه‌هاي ميکرون اطلاق مي‌گردد که مي‌تواند فرآيند ليتوگرافي را نيز شامل شود. به خاطر همين بسياري از دانشمندان هنگامي که مي‌خواهند درباره فناوري نانو به معني واقعي و علمي کلمه صحبت کنند از آن به عنوان فناوري نانومولکولي ياد مي‌کنند که به معني فناوري نانو در ابعاد مولکولي مي‌باشد.

در بخش دانش و فناوري سايت تبيان ما تعريف مورد نظر را بدين صورت پذيرفته‌ايم: فناوري نانو عبارت است از هنر دستکاري مواد در مقياس اتمي يا مولکولي و به خصوص ساخت قطعات و لوازم ميکروسکوپي (مانند روبات‌هاي ميکروسکوپي)؛ توسعه و استفاده از ادوات و قطعاتي که اندازه آنها تنها چند نانومتر است

مساله قابل توجه اين است که مي‌توان چنين ساختارهايي در ابعاد مولکولي را به کمک انتخاب مناسب مراحل واکنش‌هاي شيميايي توليد کرد. همچنين مي‌توان چنين ساختارهايي را از طريق دستکاري اتم‌ها روي سطح، به وسيله ميکروسکوپ‌هاي نيروي اتمي به دست آورد.

                                          کاربردهاي فناوري نانو    

 

اگر بپذيريم که نانوفناوري، توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستم‌هاي جديد با در دست گرفتن کنترل در سطوح ملکولي، اتمي و استفاده از خواص آن سطوح است، آن‌گاه در مي‌يابيم کاربردهاي اين فناوري، در حوزه‌هاي مختلف اعم از غذا، دارو، تشخيص پزشکي، فناوري زيستي، الکترونيک، کامپيوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژي، محيط زيست، مواد، هوافضا، امنيت ملي و غيره خواهد بود؛ به گونه‌اي که به زحمت مي‌توان عرصه‌اي را که از آن تأثير نپذيرد معرفي نمود. به عنوان مثال، لاستيک‌هاي با عمر بالاي ده سال و دارورساني به تک سلول‌هاي آسيب ديده در بدن، از توانايي‌هايي است که بشر به مدد نانوفناوري به آن دست يافته است. دانشمندان اميدوارند با گسترش فعاليت‌ها در نانوفناوري، علاوه بر صرفه‌جويي‌هايي که در اثر ارتقاي کيفيت در محصولات سنتي ايجاد مي‌کنند، به مواد و محصولات با خواص جديد و چند منظوره دست يابند.

به دليل تأثير اين فناوري بر اکثر صنايع و فناوري‌هاي موجود، عقيده صاحب نظران اين است که متخصصان رشته‌هاي مختلف بدون گرايش به مباحث نانو در دهه‌هاي آينده، فرصتي براي رشد نخواهند داشت و شکوفايي بسياري از فناوري‌هاي مهم از جمله فناوري اطلاعات و بيوتکنولوژي به عنوان دو دستاورد بسيار عظيم قرن بيستم بدون بهره‌گيري از نانوفناوري دچار اختلاف خواهند شد. از اين جهت اين مسئله براي دانشگاهيان، محققان و مسؤولان هر کشور امري حياتي است.

   

                      

1- مواد نانوساختارها:

 ماده نانوساختاري به هر ماده اي اطلاق مي شود که ابعاد آن در مقياس نانومتري باشد« مانند نانوذرات و نقاط کوانتومي » مواد در مقياس نانومتري رفتار کاملا متفاوتي از خود بروز مي دهند، مواد توده اي که ما به صورت معمول با آنها سر و کار داريم در مقياسهاي کوچک رفتارغيرکنترل شده و نامنظمي دارند. همانطور که ذرات کوچکتر مي شوند خواص ماده تغيير مي کند، فلزات سخت تر و سراميکها نرمتر، خصوصيت نور يا ديگر تابشهاي الکترومغناطيسي که بوسيله اندازه تحت تاثير واقع مي شوند نيز تغيير مي کند.

موادي که داراي ساختار دقيق اتمي هستند ( نظير نانولوله هاي کربني) نسبت به مواد توده اي مشابه که ساختار و ترکيب اتمي در آنها بصورت تصادفي تغيير ميکند. خواص کاملا متفاوتي دارند. يک لوله تو خالي منظم کوچک از کربنها (نانو لوله هاي کربني) بطرز شگفت انگيزي محکم است و خواص الکتريکي و گرمايي جالب توجه و مفيدي دارد.

            

4-نانوکامپوزيت :

کامپوزيت‌ها موادي ترکيبي هستند که از دو فاز پيوسته و پراکنده تشکيل شده‌اند. در صورتيکه فاز پراکنده مورد استفاده در کامپوزيت نانوذره باشد ماده ترکيبي يک نانوکامپوزيت خواهد بود.

استفاده از نانوذرات در مواد کامپوزيت مي تواند استحکام آنها را افزايش و يا وزن آنها را کاهش دهد، مقاومت شيميايي و حرارتي آنها را افزايش داده و خصوصيات جديدي نظير هدايت الکتريکي را افزايش دهد. مشهورترين بازار مواد کامپوزيت اجزاء ساختاري مبتني بر پليمرها مثلاً پلاستيک است در صنايع خودروسازي و هوا فضا، کاهش وزن در عين يکسان نگهداشتن استحکام فاکتور مهمي است. جايگزيني مواد ساختاري فولاد- آلومينيوم و بتن با مواد کامپوزيت پليمري در صورتي رخ ميدهد که نسبت به استحکام به وزن را افزايش دهد. کامپوزيتهاي پر شده به وسيله خاک رس در شرکت تويوتا کاربرد فراواني دارد.

نانوالياف (مخلوط الياف حاوي نانو لوله هاي کربني چند ديواره براي ايجاد خاصيت رسانايي ميتواند کاربردهاي چند منظوره داشته باشد.) مواد بسته بندي و روکشهاي مورد استفاده توانسته است بازار خوبي براي محصولات نانو توليد نمايند.

مطالب کاملتر را در:

http://old.tebyan.net/Teb.aspx?nId=31625 مطالعه کنید