நானோ பொருட்கள் என்றால் என்ன - வகைப்பாடு மற்றும் அதன் பண்புகள்

பொருளின் குவாண்டம் பண்புகள் நானோ அளவிலான வேறுபடுகின்றன என்பதைக் காண முடிந்தது. மூலக்கூறு மட்டத்தில் இன்சுலேட்டராக செயல்படும் பொருள் அதன் நானோ அளவிலான அளவைப் பார்க்கும்போது கடத்தியின் பண்புகளை வெளிப்படுத்த முடியும். நானோ தொழில்நுட்பமானது நானோ அளவிலான பொருளின் பண்புகளில் ஏற்படும் மாற்றத்தைப் பற்றிய ஆய்வைக் கையாளும் ஆராய்ச்சி முறையாக உருவெடுத்துள்ளது. இது குவாண்டம் இயற்பியல், குறைக்கடத்தி இயற்பியல், பொருள் போன்ற பல்வேறு அறிவியல்களின் ஒருங்கிணைந்த ஆய்வை உள்ளடக்கியது உற்பத்தி , முதலியன .. நானோ அளவிலான அளவில். நானோ தொழில்நுட்பத்தின் கொள்கைகள் மற்றும் முறைகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் உருவாகும் பொருட்கள், அதன் பண்புகள் மேக்ரோஸ்கோபிக் திடப்பொருட்களுக்கும் அணு அமைப்புகளுக்கும் இடையில் உள்ளன, அவை நானோ பொருட்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

நானோ பொருட்கள் என்றால் என்ன?

நானோஸ்கேல் என்ற சொல் 10 இன் பரிமாணத்தைக் குறிக்கிறது^-9மீட்டர். இது ஒரு மீட்டரின் பில்லியனில் ஒரு பகுதி. எனவே, வெளிப்புற பரிமாணங்கள் அல்லது உள் கட்டமைப்பு பரிமாணம் அல்லது மேற்பரப்பு கட்டமைப்பு பரிமாணம் 1nm முதல் 100nm வரம்பில் இருக்கும் துகள்கள் நானோ பொருட்களாக கருதப்படுகின்றன.

இந்த பொருட்கள் நிர்வாணக் கண்ணுக்குத் தெரியாதவை. நானோ தொழில்நுட்பத்தின் பொருள் அறிவியல் அடிப்படையிலான அணுகுமுறை நானோ பொருட்களுக்கு கருதப்படுகிறது. இந்த அளவில், இந்த பொருட்கள் அவற்றின் மூலக்கூறு அளவிலான நடத்தையுடன் ஒப்பிடும்போது தனித்துவமான ஒளியியல், மின்னணு, இயந்திர மற்றும் குவாண்டம் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன.

ஒரு நானோ பொருள் நானோ பொருள் அல்லது நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட பொருளாக இருக்கலாம். நாவோ பொருள்கள் தனித்துவமான பொருட்களின் துண்டுகள், மறுபுறம், நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட பொருட்கள் நானோ அளவிலான பரிமாணத்தில் அவற்றின் உள் அல்லது மேற்பரப்பு கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளன.

நானோ பொருட்கள் இயற்கையான இருப்பைக் கொண்டிருக்கலாம், செயற்கையாக தயாரிக்கப்படுகின்றன அல்லது தற்செயலாக உருவாகின்றன. ஆராய்ச்சியின் முன்னேற்றத்துடன், நானோ பொருட்கள் வணிகமயமாக்கப்பட்டு அவை பொருட்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

நானோ பொருட்களின் பண்புகள்

ஒரு கடுமையான மாற்றம் நானோ பொருட்களின் பண்புகள் அவை நானோ அளவிலான நிலைக்கு முறிந்து போகும்போது அவதானிக்கலாம். மூலக்கூறு மட்டத்திலிருந்து நாம் நானோ அளவிலான அளவை நோக்கி செல்லும்போது, ​​குவாண்டம் அளவு விளைவு காரணமாக பொருட்களின் மின்னணு பண்புகள் மாற்றியமைக்கப்படுகின்றன. நானோ அளவிலான மட்டத்தில் தொகுதி விகிதத்திற்கு மேற்பரப்பு பரப்பளவு அதிகரிப்பதன் மூலம் பொருட்களின் இயந்திர, வெப்ப மற்றும் வினையூக்க பண்புகளில் மாற்றம் காணப்படுகிறது.

பல இன்சுலேட்டர் பொருட்கள் அவற்றின் நானோ அளவிலான பரிமாணங்களில் கடத்திகளாக செயல்படத் தொடங்குகின்றன. இதேபோல், நாம் நானோ அளவிலான பரிமாணங்களை அடையும்போது பல சுவாரஸ்யமான குவாண்டம் மற்றும் மேற்பரப்பு நிகழ்வுகளைக் காணலாம்.

துகள் அளவு, வடிவம், வேதியியல் கலவை, படிக அமைப்பு, இயற்பியல் வேதியியல் ஸ்திரத்தன்மை, மேற்பரப்பு பகுதி மற்றும் மேற்பரப்பு ஆற்றல் போன்றவை… நானோ பொருட்களின் இயற்பியல் வேதியியல் பண்புகளுக்குக் காரணம். நானோ பொருட்களின் தொகுதி விகிதத்திற்கான பரப்பளவு அதிகரிக்கும்போது, ​​அவற்றின் மேற்பரப்பு தன்னையும் பிற கணினிகளிலும் மிகவும் வினைபுரியும். நானோ பொருட்களின் அளவு அவற்றின் மருந்தியல் நடத்தையில் குறிப்பிடத்தக்க பங்கைக் கொண்டுள்ளது. நானோ பொருட்கள் நீர் அல்லது பிற சிதறல் ஊடகங்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது அவை அவற்றின் படிக அமைப்பை மறுசீரமைக்க முடியும். நானோ பொருட்களின் அளவு, கலவை மற்றும் மேற்பரப்பு கட்டணம் அவற்றின் திரட்டல் நிலைகளை பாதிக்கிறது. இந்த பொருட்களின் காந்த, இயற்பியல் வேதியியல் மற்றும் மனோவியல் பண்புகள் மேற்பரப்பு பூச்சு மூலம் பாதிக்கப்படுகின்றன. அவற்றின் மேற்பரப்பு ஆக்ஸிஜன், ஓசோன் மற்றும் மாற்றம் பொருட்களுடன் வினைபுரியும் போது இந்த பொருட்கள் ROS ஐ உருவாக்குகின்றன.

நானோ அளவிலான அளவில், துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு வான் டெர் வால் சக்திகள் அல்லது வலுவான துருவ அல்லது கோவலன்ட் பிணைப்புகள் காரணமாக இருக்கலாம். நானோ பொருட்களின் மேற்பரப்பு பண்புகள் மற்றும் பிற கூறுகள் மற்றும் சூழல்களுடனான அவற்றின் தொடர்புகளை பாலிஎலக்ட்ரோலைட்டுகளின் பயன்பாட்டுடன் மாற்றியமைக்கலாம்.

எடுத்துக்காட்டுகள்

நானோ பொருள்களை பொறிக்கப்பட்ட நானோ பொருட்கள், தற்செயலான அல்லது இயற்கை இருப்பு எனக் காணலாம். பொறியியல் நானோ பொருட்கள் மனிதர்களால் சில விரும்பிய பண்புகளுடன் தயாரிக்கப்படுகின்றன. அவற்றில் கார்பன் கருப்பு மற்றும் டைட்டானியம் டை ஆக்சைடு நானோ பொருட்கள் அடங்கும். வாகன வெளியேற்றங்கள், வெல்டிங் தீப்பொறிகள், சமையல் மற்றும் எரிபொருள் வெப்பமாக்கல் போன்ற தற்செயலாக இயந்திர அல்லது தொழில்துறை செயல்முறைகள் காரணமாக நானோ துகள்கள் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. தற்செயலாக உற்பத்தி செய்யப்படும் வளிமண்டல நானோ பொருட்கள் அல்ட்ராஃபைன் துகள்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. புல்லரன்ஸ் என்பது உயிரி, மெழுகுவர்த்தியை எரிப்பதால் உருவாகும் நானோ பொருள்.

நானோகுழாய்

காட்டுத் தீ, எரிமலை சாம்பல், கடல் தெளிப்பு, உலோகங்களின் வானிலை போன்ற பல இயற்கை செயல்முறைகளால் இயற்கையாக இருக்கும் நானோ பொருட்கள் உருவாகின்றன… சில நானோ பொருட்களின் எடுத்துக்காட்டுகள் தாமரை உள்ளடக்கிய மெழுகு படிகங்களின் அமைப்பு, வைரஸ்களின் அமைப்பு, சிலந்தி-மைட் பட்டு, டரான்டுலா சிலந்திகளின் நீல நிறம், பட்டாம்பூச்சி சிறகு செதில்கள் ஆகியவை உயிரியல் அமைப்புகளில் உள்ளன. பால், இரத்தம், கொம்பு, பற்கள், தோல், காகிதம், பவளப்பாறைகள், கொக்குகள், இறகுகள், எலும்பு மேட்ரிக்ஸ், பருத்தி, ஆணி போன்ற துகள்கள் அனைத்தும் இயற்கையாக நிகழும் கரிம நானோ பொருட்கள். இயற்கையாக நிகழும் கனிம நானோ பொருட்களுக்கு களிமண் ஒரு எடுத்துக்காட்டு, ஏனெனில் அவை பூமியின் மேலோட்டத்தில் உள்ள பல்வேறு வேதியியல் நிலைகளில் படிக வளர்ச்சியால் உருவாகின்றன.

வகைப்பாடு

நானோ பொருட்களின் வகைப்பாடு முக்கியமாக உருவவியல் மற்றும் அவற்றின் கட்டமைப்பைப் பொறுத்தது, அவை இரண்டு முக்கிய குழுக்களாக ஒருங்கிணைந்த பொருட்கள் மற்றும் நானோடிஸ்பெர்ஷன்கள் என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. ஒருங்கிணைந்த நானோ பொருட்கள் மேலும் பல குழுக்களாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரு பரிமாண நானோ சிதறல் அமைப்புகள் நானோபவுடர்கள் மற்றும் நானோ துகள்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன. இங்கே நானோ துகள்கள் நானோ கிரிஸ்டல்கள், நானோக்ளஸ்டர்கள், நானோகுழாய்கள், சூப்பர்மாலிகுல்ஸ் போன்றவை என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

நானோ பொருட்களுக்கு, அளவு ஒரு முக்கியமான உடல் பண்பு. நானோ பொருட்களின் பரிமாணங்களின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்து நானோ பொருட்கள் பெரும்பாலும் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. மூன்று பரிமாணங்களும் நானோ அளவிலானவை மற்றும் நீண்ட மற்றும் குறுகிய அச்சுகளுக்கு இடையில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு இல்லாத நானோ பொருட்கள் நானோ துகள்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன. நானோ அளவிலான அவற்றின் இரண்டு பரிமாணங்களைக் கொண்ட பொருட்கள் நானோ ஃபைப்ரெஸ் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. வெற்று நானோ ஃபைபர்கள் நானோகுழாய்கள் என்றும் திடமானவை நானோரோட்ஸ் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. நானோ அளவிலான ஒரு பரிமாணத்தைக் கொண்ட பொருட்கள் நானோபிளேட்டுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இரண்டு வெவ்வேறு நீண்ட பரிமாணங்களைக் கொண்ட நானோபிளேட்டுகள் நானோரிபன்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட பொருட்களால் அடங்கியுள்ள பொருளின் கட்டங்களின் அடிப்படையில் அவை நானோகாம்போசைட், நானோஃபோம், நானோபோரஸ் மற்றும் நானோகிரிஸ்டலின் பொருட்கள் என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. நானோ அளவிலான பரிமாணங்களைக் கொண்ட குறைந்தபட்சம் ஒரு பகுதியையாவது குறைந்தபட்சம் ஒரு உடல் அல்லது வேதியியல் ரீதியாக வேறுபட்ட பகுதியைக் கொண்ட திட பொருட்கள் நானோ கலவைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. நானோஃபோம்களில் ஒரு திரவ அல்லது திட அணி உள்ளது, இது ஒரு வாயு கட்டத்தால் நிரப்பப்படுகிறது மற்றும் இரண்டு கட்டங்களில் ஒன்று நானோ அளவிலான பரிமாணங்களைக் கொண்டுள்ளது.

நானோபோர்களுடன் திடமான பொருட்கள், நானோ அளவிலான பரிமாணங்களைக் கொண்ட குழிகள் நானோபோரஸ் பொருட்களாகக் கருதப்படுகின்றன. நானோ கிரிஸ்டலின் பொருட்கள் நானோ அளவிலான படிக தானியங்களைக் கொண்டுள்ளன.

நானோ பொருட்களின் பயன்பாடுகள்

இன்று நானோ பொருட்கள் மிகவும் வணிகமயமாக்கப்படுகின்றன. சந்தையில் கிடைக்கும் சில வணிக நானோ பொருட்கள் அழகுசாதனப் பொருட்கள், திரிபு எதிர்ப்பு ஜவுளி, மின்னணுவியல், சன்ஸ்கிரீன்கள், வண்ணப்பூச்சுகள் போன்றவை… விளையாட்டு உபகரணங்கள், ஜன்னல்கள், ஆட்டோமொபைல்கள் போன்ற பல்வேறு நுகர்வோர் தயாரிப்புகளில் நானோகோட்டிங்ஸ் மற்றும் நானோகாம்போசைட்டுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சேதத்தை பாதுகாக்க சூரிய ஒளியில் இருந்து வரும் பானங்கள் காரணமாக, கண்ணாடி பாட்டில்கள் நானோ கோட்டிங் மூலம் பூசப்படுகின்றன, இது புற ஊதா கதிர்களைத் தடுக்கிறது. நானோ-களிமண் கலவைகளைப் பயன்படுத்தி நீண்ட காலம் நீடிக்கும் டென்னிஸ் பந்துகள் தயாரிக்கப்படுகின்றன. நானோஸ்கேல் சிலிக்கா பல் நிரப்புதல்களில் நிரப்பியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

ஆப்டிகல் டிடெக்டர்கள், சென்சார்கள், ஒளிக்கதிர்கள், காட்சிகள், சூரிய மின்கலங்களை உருவாக்க நானோ பொருட்களின் ஒளியியல் பண்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த சொத்து பயோமெடிசின் மற்றும் ஃபோட்டோ எலக்ட்ரோ கெமிஸ்ட்ரியிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. நுண்ணுயிர் எரிபொருள் கலங்களில், மின்முனைகள் கார்பன் நானோகுழாய்களால் ஆனவை. ஹை டெஃபனிஷன் டிவி செட் மற்றும் பெர்சனல் கம்ப்யூட்டர்களை உருவாக்கும் பிக்சல்களின் தீர்மானத்தை அதிகரிக்க காட்சி திரைகளில் நானோகிரிஸ்டலின் துத்தநாக செலினைடு பயன்படுத்தப்படுகிறது. மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக் துறையில், டிரான்சிஸ்டர்கள், டையோட்கள், மின்தடையங்கள் மற்றும் மின்தேக்கிகள் போன்ற சுற்றுகளின் மினியேட்டரைசிங் வலியுறுத்தப்படுகிறது.

சந்தி இல்லாதவற்றை உருவாக்குவதில் நானோவைர்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன திரிதடையம் . கார்பன் மோனாக்சைடு மற்றும் நைட்ரஜன் ஆக்சைடு போன்ற நச்சு வாயுக்களுடன் வினைபுரிவதற்கும், அதனால் ஏற்படும் சுற்றுச்சூழல் மாசுபாட்டைத் தடுப்பதற்கும் நானோ பொருட்கள் ஆட்டோமொபைல் வினையூக்கி மாற்றிகள் மற்றும் மின் உற்பத்தி அமைப்புகளில் வினையூக்கிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சன்ஸ்கிரீன்களில் சூரிய பாதுகாப்பு காரணி (SPF) அதிகரிக்க நானோ- TiO2 பயன்படுத்தப்படுகிறது. சென்சார்களுக்கு மிகவும் சுறுசுறுப்பான மேற்பரப்பை வழங்க, பொறியியலாளர் நானோலேயர்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மெலனோமா போன்ற புற்றுநோய் செல்களுக்கு சிகிச்சையளிக்க புற்றுநோயில் ஃபுல்லெரின்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவை ஒளி-செயலாக்கப்பட்ட ஆண்டிமைக்ரோபியல் முகவர்களாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவற்றின் ஆப்டிகல் மற்றும் மின் பண்புகள் காரணமாக, குவாண்டம் புள்ளிகள், நானோவைர்கள் மற்றும் நானோரோட்கள் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் தேர்வு அதிகம். திசு பொறியியல், மருந்து விநியோகம் மற்றும் பயோசென்சர்களில் உள்ள பயன்பாடுகளுக்கு நானோ பொருட்கள் சோதிக்கப்படுகின்றன. நானோசைம்கள் பயோசென்சிங், பயோஇமேஜிங், கட்டி கண்டறிதலுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் செயற்கை நொதிகள் ஆகும்.

நானோ பொருட்களின் நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள்

நானோ பொருட்களின் மின், காந்த, ஒளியியல் மற்றும் இயந்திர பண்புகள் பல கவர்ச்சிகரமான பயன்பாடுகளை வழங்கியுள்ளன. இந்த பண்புகளைப் பற்றி அறிய ஆராய்ச்சி இன்னும் நடந்து கொண்டிருக்கிறது. நானோ பொருட்களின் பண்புகள் மொத்த அளவு மாதிரியிலிருந்து வேறுபடுகின்றன. நானோ பொருட்களின் சில நன்மைகள் பின்வருமாறு-

• நானோ பொருள் குறைக்கடத்தி q- துகள்கள் குவாண்டம் அடைப்பு விளைவுகளைக் காட்டுகின்றன, இதன் மூலம் அவர்களுக்கு ஒளிரும் சொத்தை அளிக்கிறது.
• கரடுமுரடான மட்பாண்டங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​நானோபேஸ் மட்பாண்டங்கள் உயர்ந்த வெப்பநிலையில் அதிக நீர்த்துப்போகும்.
• நானோசைஸ் செய்யப்பட்ட உலோக பொடிகளின் குளிர் வெல்டிங் சொத்து மற்றும் அவற்றின் நீர்த்துப்போகும் உலோக-உலோக பிணைப்புக்கு மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.
• ஒற்றை நானோமயமாக்கப்பட்ட காந்தத் துகள்கள் சூப்பர் பரம காந்தவியல் சொத்தை வழங்குகின்றன.
• மோனோமெட்டாலிக் கலவையின் நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட உலோகக் கொத்துகள் பன்முகத்தன்மை வாய்ந்த வினையூக்கிகளுக்கு முன்னோடிகளாக செயல்படுகின்றன.
• சூரிய மின்கலங்களைப் பொறுத்தவரை, நானோகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் படங்கள் மிகவும் வெளிப்படையான தொடர்பை உருவாக்குகின்றன.
• நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட டைட்டானியம் ஆக்சைடு நுண்ணிய படங்கள் அதிக பரிமாற்றம் மற்றும் அதிக பரப்பளவு விரிவாக்கத்தை வழங்குகின்றன.
• அதிவேகத்தால் உருவாகும் வெப்பத்தை மோசமாக சிதறடிப்பது போன்ற சுற்றுகளின் மினியேட்டரைசேஷனில் மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக் தொழில் எதிர்கொள்ளும் சவால்கள் நுண்செயலிகள் , மோசமான நம்பகத்தன்மையை நானோகிரிஸ்டலின் பொருட்களின் உதவியுடன் கடக்க முடியும். இவை அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன், அதிக ஆயுள் மற்றும் நீடித்த நீண்ட கால இணைப்புகளை வழங்குகின்றன.

நானோ பொருட்களின் பயன்பாட்டில் சில தொழில்நுட்ப குறைபாடுகளும் உள்ளன. அந்த குறைபாடுகள் சில பின்வருமாறு -

• நானோ பொருட்களின் உறுதியற்ற தன்மை.
• மோசமான அரிப்பு எதிர்ப்பு.
• அதிக கரைதிறன்.
• அதிக மேற்பரப்புடன் கூடிய நானோ பொருட்கள் ஆக்ஸிஜன் வெளிப்புற வெப்ப எரிப்புடன் நேரடி தொடர்புக்கு வரும்போது வெடிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது.
• தூய்மையற்றது
• நானோ பொருட்கள் உயிரியல் ரீதியாக தீங்கு விளைவிக்கும் என்று கருதப்படுகின்றன. இவற்றில் அதிக நச்சுத்தன்மை இருப்பதால் எரிச்சல் ஏற்படலாம்.
• புற்றுநோய்
• தொகுக்க கடினம்
• பாதுகாப்பான அகற்றல் எதுவும் கிடைக்கவில்லை
• மறுசுழற்சி செய்வது கடினம்

இன்று நானோ பொருட்கள் நானோ தொழில்நுட்பம் பல்வேறு தயாரிப்புகள் தயாரிக்கப்படும் வழிகளில் புரட்சியை ஏற்படுத்தி வருகிறது. இயற்கையாக நிகழும் நானோ பொருளுக்கு ஒரு கரிம பெயரா?