در جهانی زندگی می کنیم که نانوذرات با ابعاد ریز و کوچک خود در آن، ایفای نقش های مهم و پر رنگی را به عهده دارند. نانو سیلیکا یکی از مهمترین نانوذرات می باشد که در واقع نام اصلی آن نانو ذرات اکسید سیلیکون است. این ماده دارای پایداری بالایی بوده، درجه سمیت آن بسیار کم است و در تحقیقات زیست پزشکی می تواند نقش بسیار مهم و کلیدی ایفا کند.
نانو سیلیکا با توجه به ساختاری که دارا می باشد می تواند در دو دسته مختلف P-Type و S-Type قرار گیرد. نانو ذراتی که دارای ساختار P هستند نرخ حفره شان برابر با 0.61 ml/g می باشد در حالی که نانوذرات سیلیکا با ساختار S دارای سطح ویژه کوچکتری هستند. به همین دلیل است که می توان نانو سیلیکا در نوع P را در بازتاب فرابنفش موثر تر و قوی تر دانست.
از جمله مواردی استفاده نانو سیلیکا می توان به اجرای بتن در ساحل دریا، اسکله های ساحلی و پل ها اشاره کرد. این پودر در ساخت بتن هایی که دارای مقاومت بسیار بالا هستند استفاده می شود. بنابراین می توان گفت یکی از کاربردهای اصلی نانو سیلیکا استفاده از این ماده در پروژه های ساختمانی در ابعاد گسترده می باشد.
در ساخت بتن سدها، تونل ها، کانال ها و مخازن آب می توان شاهد استفاده از این پودر بود. به قدری پودر نانو سیلیکا در حوزه های عمرانی کاربرد داشته که در حوزه کف سازی و نماسازی نیز ورود کرده و در این عرصه نیز پر قدرت ظاهر شده. استفاده از نانو سیلیکا در ساخت بتن هایی که قرار است در برابر خوردگی مقاومت بالای از خود نشان دهند بسیار موثر و مفید خواهد بود.
پودر نانو سیلیکا در صنایع دیگری چون پزشکی، صنایع غذایی، کشاورزی، دامپروری، تولید محصولات آرایشی بهداشتی، صنایع غذایی و لاستیک و پلیمر نیز درخشان ظاهر شده است.
کاربرد نانو سیلیکا
نانوذرات کاربرد وسیعی در صنعت لاستیک و پلاستیک برای خود دست و پا کرده اند. یکی از این نانو ذرات نانو سیلیکا است. این نانوذره شیمیایی دارای کاربردهای وسیعی در صنعت لاستیک و پلاستیک بوده و برای مقاوم سازی و افزایش استحکام محصولات پلیمری در تولید آن ها استفاده می شود. از طرفی در صنعت ساخت تایر و لاستیک ماشین نیز می توان کاربردهای وسیعی از نانو سیلیکا را دید.
یک پر کننده قوی برای تقویت بتن، سیمان و سایر مصالح ساختمانی است. به کمک نانو سیلیکا می توان مصالح ساختمانی را با استحکام و مقاومت بیشتری به تولید رساند و در پروژه های عمرانی حساس از آن استفاده کرد. نانو سیلیکا می تواند در تثبیت خاک نیز نقش موثری داشته باشد. این را نتایج تحقیقات صورت گرفته نشان می دهد.
نانو سیلیکا در حوزه دارورسانی می تواند نقش حامل دارو را ایفا کند. در چند وقت اخر نه تنها غیر سمی بودن نانو سیلیکا برای بدن انسان به اثبات رسیده بلکه این ماده توانسته کاربردهای پزشکی و دارویی خاصی از خود نشان دهد. مهمترین کاربردهای نانو سیلیکا را می توان کاربردهای بیوتکنولوژی مانند پر کردن دندان، ساخت کامپوزیت های دندان، داروهای درمان سرطان و حامل های دارویی دانست. بنابراین نانو سیلیکا به نوبه خود خدمت بزرگی به جامعه پزشکی کرده است.
کاربرد نانو سیلیکا در تحویل دارو از بارزترین کاربردهای پزشکی نانو سیلیکا می باشد. این نانوذرات می توانند در تحویل دارو و تحویل ژن ها بسیار قوی ظاهر شوند. منافذی که در سطح نانو سیلیکا وجود دارد می تواند برای نگه داشتن مولکول های دارو و حمل آن ها عالی باشد.
از دیگر کاربردهای اساسی نانو سیلیکا در حوزه پزشکی باید به کاربرد مهم آن در تصفیه DNA اشاره کرد. از نانو سیلیکا برای تشخیص و جداسازی DNA استفاده می شود. ذرات نانو سیلیکا می توانند DNA را جذب کنند. این جاذبه تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد که از جمله آن ها می توان به نیروهای دافع الکترواستاتیک ضعیف، کم آبی و پیوند هیدروژنی اشاره کرد. سنجش DNA توسط نانو سیلیکا به واسطه عملکرد این ذرات با الیگونوکلئوتیدها به کمک هیبرید شدن با پروب های DNA و RNA می باشد. در نتیجه می توان شدت فلورسنت متغیر را حاصل نمود.
از نانو سیلیکا به طور گسترده به عنوان پر کننده و تقویت کننده نانوکامپوزیت های سیلیس پلیمر استفاده می شود. ساده ترین راه برای سنتز نمودن نانو سیلیکا روش SOL-GEL می باشد.
نانو سیلیکا در جذب و جداسازی پروتئین نقش مهمی دارد. از این ماده به دلیل دسترسی راحت و هزینه اقتصادی و مقرون به صرفه استفاده فراوانی می شود. این ذرات دارای سطح ویژه خاصی هستند و قابلیت عملکرد سطحی متنوعی و بهینه ای دارند. به عنوان مثال نانو سیلیکا قادر است از طریق اتصال کووالانسی با پروتئین آلبومین سرم انسانی یا همان HSA اتصال برقرار نماید. در نتیجه این رخداد، ذرات نانو سیلیکا می توانند لخته سازی خون را تشخیص دهند. بنابراین می توان از نانو سیلیکا به عنوان ابزاری برای سنجش های تشخیصی و حسگرهای زیستی استفاده کرد. این ذرات می توانند منجر به بی حرکتی پروتئین شوند و در حوزه علوم بیولوژیکی نقش مفیدی ایفا کنند.
خواص نانو سیلیکا
نانو سیلیکا همانند تمامی نانوذرات دیگر دارای خواص شیمیایی و فیزیکی خاص خود می باشد. همین خواص فیزیکی و شیمیایی موجب شده تا این ماده دارای کاربردهای متنوعی در جهان پزشکی، صنعتی، دارویی، ساختمانی و صنعت نور و تصفیه باشد. خواص شیمیایی نانو سیلیکا با خواص ذرات معمولی این ماده متفاوت است. چگالی نانو سیلیکا برابر با 2.4 گرم بر سانتیمتر مکعب بوده و جرم مولی آن مساوی با 59.6 گرم بر مول است. این در حالی است که سیلیکای معمولی چنین ارقامی را به خود اختصاص نمی دهد. چگالی ذرات سیلیکای معمولی برابر با 2.56 گرم بر سانتیمتر مکعب و جرم مولی این ماده مساوی با 60.8 گرم بر مول می باشد. طبیعی است که این خواص شیمیایی در نانو سیلیکا و ذرات معمولی سیلیکا متفاوت باشد.
از مهمترین خواص نانو سیلیکا باید به خواص فیزیولوژیکی آن اشاره کرد. این ماده در سایز ذرات کوچکتر است و میزان اتم های ساکن در سطح آن بیشتر هستند. سایز ذرات در نانو سیلیکا از 5 نانومتر کمتر است و نیمی از اتم های سطح را اتم های Si یا همان اتم های سیلیسیم تشکیل می دهند. به همین دلیل این نانوذرات از لحاظ شیمیایی بسیار واکنش پذیر هستند و می توان از آنها به عنوان کاتالیزور در آزمایش های شیمیایی و صنعتی استفاده کرد.
نانو سیلیکا جاذب قوی آب می باشد و به منظور تولید سوسپانسیون کلوئیدی آن را در حلال هایی مانند آب، اتانول، ایزوپروپانول و الکل حل می کنند. ممکن است نانو سیلیکا را با نام هایی مانند نانو نقره، پودر نانو سیلیکا آب دوست و پودر نقره هم در بازار به فروش برسانند.
نانو سیلیکا دارای خواص نوری است. این ماده به دلیل نقص شبکه SiO4 از جمله خلا اکسیژن و سیلیکون تحت مطالعه و تحقیقات قرار گرفته است. نانو سیلیکا دارای نقص های نقطه ای مختلفی می باشد که می توان آن ها را در دو دسته بندی کلی Paramagnetic وDiamagnetic قرار داد. نقص اول که به نقص پارامغناطیسی معروف است دارای جذب نوری می باشد که بیانگر سطح انرژی نیمه اشغال شده در شکاف باند نوری می باشد. بنابراین هدایت الکترون به باند ظرفیت میسر شده است. از طرف دیگر نقص دیا مغناطیسی را داریم که دارای نوار جذب به همراه انتقال الکترون به باند انتقال می باشد. وجود این نقص های نوری در نانو سیلیکا منجر به این شده تا تنوع بالایی از باندهای جذب پدید آید. خواص نوری نانو سیلیکا کاربردهای مختلفی را از این ماده در صنعت اپتیک به وجود آورده است.
نانو سیلیکا دارای خواص حرارتی و مکانیکی خاص خود می باشد. این نانوذرات می توانند باعث کاهش شکنندگی شوند و شکل پذیری را بالا ببرند. به همین دلیل در صنعت سرامیک، پلیمر و تقویت بتن در حوزه ساختمان سازی از این ماده استفاده می شود. موادی که از نانو سیلیکا ساخته می شوند نسبت به سرامیک های معمولی دارای مقاومت به شدت بالاتری هستند و دوام آن ها در برابر شکنندگی بسیار بیشتر است. این از خواص نانو سیلیکا در حوزه خصوصیات مکانیکی می باشد.
از خصوصیات حرارتی این نانوذرات نیز اگر بخواهیم بگوییم باید به کاهش دمای چشمگیر در زمان پخت این ذرات اشاره کرد. دمای لازم برای رسیدن به شفافیت در پالایش ذرات نانو سیلیکا چیزی در حدود 400 درجه سانتیگراد کمتر از دمای لازم برای پالایش ذرات سیلیکا در ابعاد میکرو می باشد. در نتیجه پودرهای نانو می توانند به راحتی فشرده شوند و در مصرف انرژی صرفه بیشتری ایجاد نمایند.
نانو سیلیکا دارای دیسپرس عالی در آب بوده، غیر محرک برای انسان است، با محیط زیست سازگاری بالایی دارد، درجه سمیت آن کم است، حساسیت زایی کمی دارد، ابعاد آن بین 10 تا 100 نانومتر است، رنگ آن سفید مایل به خاکستری است و نقطه ذوب برابر با 1600 درجه سانتیگراد دارد. مورفولوژی این ذرات معمولا کروی و مکعبی می باشد و می تواند با سایر مولکول ها عامل دار شود. این ها بخش مهمی از خواص نانو سیلیکا هستند.
فرمول شیمیایی نانو سیلیکا
نانو ذرات سیلیکا و سیلیکا دارای فرمول شیمیایی یکسان هستند. بنابراین فرمول شیمیایی نانو سیلیکا نیز همان SiO4 است. تنها تفاوتی که در نانو سیلیکا وجود دارد سایز ذرات این ماده است که در ابعاد نانو هستند. با این حال اگر جایی نماد SiO4 NPS را مشاهده کردید بدانید که منظور همان نانو سیلیکا است چرا که NPS مخفف Nano Particles می باشد.
روش های مختلفی برای تولید نانو سیلیکا وجود دارد که در نهایت تمام آن ها به تولید یک فرمول شیمیایی ختم می شود و آن فرمول شیمیایی SiO4 است. یکی از روش های تولید نانو سیلیکا به کمک تجزیه شعله درجه حرارت بالا از پیش سازهای فلزی آلی می باشد. به این شیوه تولید نانو سیلیکا شیوه تراکم بخار شیمیایی هم گفته می شود که با نماد CVC شناخته می شود. در طی فرایند متراکم سازی بخار شیمیایی، تترا کلرید با هیدروژن، اکسیژن و SiCI4 وارد واکنش می شود و نانو سیلیکا پدید می آید. از جمله مشکلاتی که این روش تولید نانو سیلیکا در پی دارد عدم توانایی در کنترل سایز نانو ذره ها و مورفولوژی و شکل هندسی ذره ها می باشد. عدم توانایی در مهار و کنترل ترکیب فازها نیز نقطه ضعف بزرگ این روش تولید نانو سیلیکا می باشد. با این حال این روش به عنوان یکی از محبوب ترین روش های تولید نانو سیلیکا مطرح است که که می توان از طریق آن اقدام به تولید پودر نانو سیلیکا برای فروش تجاری نمود.
روش SOL-GEL، میکروامولسیون معکوس و شعله جزو معروف ترین روش های تولید نانو سیلیکا هستند. روش میکروامولسیون معکوس بسیار هزینه بر است و برای تولید نانو سیلیکا در ابعاد تجاری چندان مناسب به نظر نمی رسد چرا که منجر به بالا رفتن قیمت نانو سیلیکا می شود. با این حال می توان از طریق این روش اقدام به تولید نانو سیلیکا در گروه های متنوع عملکردی نمود. به همین دلیل چنانچه هدف تولید نانو سیلیکا در مقیاس کم و با مصاف خاص باشد می توان سراغ این گزینه رفت در غیر اینصورت عدم صرفه اقتصادی تولیدکنندگان را به سمت روش شعله سوق می دهد.
در روش تولید نانو سیلیکا به شیوه سل ژل قابلیت کنترل ابعاد، ساختار، مورفولوژی و نحوه توزیع ذرات وجود دارد. به همین دلیل بسیاری از تولیدکنندگان سراغ این روش می روند.
مضرات نانو سیلیکا
اگر می خواهید در مورد مضرات نانو سیلیکا بدانید باید گفت که نانو سیلیکا نیز ماند هر نانوذه دیگری تا حدی می تواند حساسیت زا باشد. بنابراین مواجهه و تماس بیش از حد آن با بدن می تواند آلرژی ایجاد کند. درجه سمیت این ماده نیز بسیار کم است بنابراین نمی توان آن را در دسته مواد سمی قرار داد.
در چند وقت اخیر عدم مضر بودن نانو سیلیکا برای سلامتی انسان ها به اثبات رسید. این ماده در واکنش های زیستی سلول هیچ تغییری ایجاد نمی کند. با این حال هنوز هیچ اثباتی دال بر عدم سمی بودن و ایمن بودن صد درصد این ماده برای سلامتی انسان ها وجود ندارد. به همین دلیل توصیه می شود که در زمان مصرف نانو سیلیکا در تولیدات خود الزامات و استانداردها را در نظر بگیرید تا آسیبی متوجه سلامت آدمی و محیط زیست نشود.
فواید نانو سیلیکا
نانو سیلیکا مانند تمام ذرات نانو که انقلابی عظیم در جهان به پا کرده اند دارای فواید خاص خود می باشد. یکی از مهمترین فواید نانو سیلیکا استفاده از این ماده در تحقیقات زیست پزشکی است. این ماده توانسته با خواص بی نظیر خود در صنعت پزشکی کاربردهای بسیار خارق العاده ای از خود نشان دهد و در تولید داروهای درمانی برای سرطان درخشان ظاهر شود. بنابراین توانسته برای جامعه پزشکی ارمغان های زیادی به بار بیاورد. این در واقع یکی از کلیدی ترین فواید نانو سیلیکا است.
نانو سیلیکا را می توان به منظور استحکام بخشی به سازه های بتنی و مصالح ساختمانی استفاده کرد. به موجب استفاده از نانو سیلیکا می توان سازه هایی با ایمنی بیشتر تولید کرد. البته قابلیت استحکام بخشی نانو سیلیکا نه تنها در صنعت ساختمانی سازی و استحکام بخشی به بتن بلکه در حوزه هایی مانند صنعت لاستیک و پلاستیک نیز بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
در واقع از مهمترین فواید نانو سیلیکا می توان به تاثیرات شگرف این ماده در صنعت پزشکی، محصولات آرایشی بهداشتی، دامپروری و کشاورزی، تولید سموم، خوراک دام، صنایع غذایی، صنعت ساختمان سازی و صنعت پلیمر و پلاستیک اشاره کرد.
قیمت نانو سیلیکا
نانو سیلیکا یکی از ارزشمندترین محصولات نانو می باشد که از آن در صنایع مختلفی چون صنعتی پزشکی، صنعت نور و اپتیک، صنعت پلیمر و پلاستیک و ساختمان سازی استفاده می شود. تنوع در کاربردهای نانو سیلیکا موجب شده تا خریداران این ماده ارزشمند روز به روز افزایش پیدا کنند. اما تمام پودرهای نانو سیلیکا بازار دارای قیمت یکسان و مشابه نیستند. تولیدکنندگان نانو سیلیکا به دلیل تنوع در کاربرد این ماده متناسب با کاربردهای مختلف دست به تولید آن زده اند و از این رو شاهد تنوع در قیمت نانو سیلیکا هستیم.
اما قیمت نانو سیلیکا به چه عواملی بستگی دارد؟ یکی از مهمترین عوامل موثر در قیمت نانو سیلیکا، روش تولید و سنتز این ماده می باشد. روش های مختلفی برای تولید نانو سیلیکا وجود دارد که از جمله آن ها می توان به روش SOL-GEL، روش رسوب گیری، روش امولسیون معکوس و روش شعله یا همان تراکم بخار شیمیایی اشاره کرد. هر کدام از این شیوه های تولید هزینه متفاوتی را روی دست تولید کننده می گذارند. به همین دلیل در زمان خرید نانو سیلیکا بر اساس شیوه تولید این ماده شاهد قیمتگذاری متفاوتی روی آن هستیم. به عنوان مثال تولید نانو سیلیکا به شیوه تراکم شیمیایی یا همان شعله ارزان ترین شیوه و شیوه امولسیون معکوس شیوه ای گران قیمت است. طبیعی است که قیمت نانو سیلیکا از شیوه تولید این ماده تاثیر بگیرد.
درصد خلوص و غلظت نانو سیلیکا عامل مهم دیگری است که روی قیمت نانو سیلیکا تاثیر می گذارد. این ماده می تواند حاوی ناخالصی های مختلفی باشد. طبیعتا هر چه درصد این ناخالصی ها کمتر باشد درصد خلوص نانو سیلیکا بالاتر رفته و قیمت نانو سیلیکا بیشتر می شود. بنابراین در زمان خرید نانو سیلیکا حواس تان به درصد خلوص این ماده باشد.
نانو سیلیکا دارای گرید های مختلفی می باشد. این ماده دارای گرید های مات کننده، آنتی بلاک، تقویت کننده، غلظت دهنده، سوپر پوزولان و آنتی کیک و خشک کن است که هر کدام در صنعت خاصی استفاده می شود. تنوع در گریدهای نانو سیلیکا منجر به تفاوت قیمت این محصول خواهد شد.
نانو سیلیکا دارای دو نوع مختلف S-Type و P-Type می باشد که از لحاظ کاربرد با هم متفاوت هستند. نرخ تخلخل در نوع P بیشتر است و نوع S دارای مساحت سطح ویژه کمتر بوده و بازتاب کمتری از نور فرابنش را صورت می دهد. طبیعی است که تنوع در این دو دسته بندی منجر به تفاوت در قیمت نانو سیلیکا خواهد شد.
جالب است بدانید سطح تماس ویژه، سایز ذات و مورفولوژی ذرات یا همان شکل هندسی ذرات نانو سیلیکا می تواند ویژگی ها و خصوصیات نانو سیلیکا را تحت تاثیر قرار دهد. از این رو این عوامل نیز همگی در قیمت نانو سیلیکا موثر هستند. توصیه ما به شما این است که در زمان خرید نانو سیلیکا به کاربردی که از آن مد نظر دارید توجه داشته باشید. مطمئنا نانو سیلیکا با کاربردهای پزشکی متفاوت از نانو سیلیکا با کاربردهای ساختمانی می باشد.
وزن بسته بندی، درجه شفافیت، رنگ پودر و همچنین برند و کشور سازنده نیز در قیمت نانو سیلیکا تاثیر دارند. مطمئنا تولید نانو سیلیکا در داخل کشور می تواند هزینه کمتری برای خریداران ایجاد کند. نانو سیلیکا وارداتی بر حسب نوسانات قیمت ارز دچار تغییر قیمت می شود. برندهای خارجی از جمله برندهای آمریکایی در تولید این ماده رقیب ندارند و کیفیت بی نظیری را برای تولید آن لحاظ می کنند. تفاوت قیمت نانو سیلیکا وارداتی و تولید داخل هم از بابت کیفیت و هم از بابت تکنولوژی های استفاده شده در تولید این ماده است. هر چند که قیمت ارز و دلار نیز در این بین بی تاثیر نیست.
خرید نانو سیلیکا
بازار فروش نانو سیلیکا بازار داغی ست. چرا که خرید نانو سیلیکا در حوزه های مختلف صنعتی و تولیدی می تواند کمک بزرگی به بهینه سازی تولیدات نماید. از نانو سیلیکا می توان در صنعت تولید سموم، کود و خوراک دامی استفاده کرد. این ماده دوستدار محیط زیست است و آسیبی برای سلامت محیط زیست و انسان ها تولید نمی کند. می توان از نانو سیلیکا به عنوان ماده افزودنی غلظت دهنده، مات کننده و آنتی کیک استفاده کرد. سهولت این ماده در سنتز شدن و هزینه های اقتصادی تولید از دیگر فواید نانو سیلیکا می باشد. به کمک نانو سیلیکا می توان اقدام به تولید محصولات ضد سایش مستحکم و بادوام نمود.
از نانو سیلیکا می توان در عایق های حرارتی و الکتریکی استفاده نمود. این ماده در صنایع بهداشتی و آرایشی به عنوان جاذب رطوبت استفاده می شود. کاربردهایی که نانو سیلیکا در تصویربرداری زیستی، صنعت میکروالکترونیک ها و صنعت مواد غذایی از خود نشان داده از دیگر فواید نانو سیلیکا است. این ماده در صنایع غذایی می تواند نقش کاتالیزور را ایفا کند و در صنعت کشاورزی به عنوان ماده ضد کلوخه شناخته شود.
در بسیاری از ضد عفونی کننده ها و داروهای پزشکی از نانو سیلیکا استفاده می شود. این ماده در گرید A7 در صنعت دامپروری و کشاورزی می تواند به عنوان خشک کننده سموم مورد استفاده قرار گیرد و از گرید A4 آن در صنعت رنگ و رزین به عنوان پوشش دهنده استفاده می شود.
چنانه مایل به خرید نانو سیلیکا هستید و می خواهید از قیمت این محصول مطلع شوید توصیه ما به شما تماس با کارشناسان مجموعه نانو مواد است. کارشناسان نانو مواد نه تنها شما را از جدیدترین قیمت نانو سیلیکا مطلع می کنند بلکه مشاوره دقیق و جامعی پیرامون خرید بهترین نانو سیلیکا به شما ارائه خواهند داد.
اگر میخواهید بدانید نانو اکسید مس چیست، این مطلب را مطالعه کنید.
