در این مطلب کارشناسان و متخصصین ما به بررسی واکنش نانومواد در برابر حرات می پردازند. امروزه نانو مواد جزء دسته های تکنولوژی جدید در دنیا به شمار می رود. در تعریف نانو باید گفت نانو مقیاسی از اندازه گیری می باشد که پایین تر از میکرومتر است. همانطور که میدانید این اندازه به قدری کوچک است که با چشم غیر مسلح دیده نمی شود. اگر بخواهی اندازه آن را مقایسه کنیم می توان گفت تار موی انسان برابر با صد هزار نانو متر است.
برای دیدن 4 دسته بندی مختلف نانو مواد ، این مطلب را مطالعه کنید.
واکنش نانومواد در برابر حرارت
یکی از ویژگی های نانو مواد این است که سطح آن بیشتر از حجم آنهاست. یعنی اینکه ذره ای اگر بزرگ باشد سطح آن بزرگتر است ولی حجم آن کمتر می باشد. نانو مواد با تغییرات گسترده ای روبرو است. استحکام در نانو مواد یکی از خواص مکانیکی در آن محسوب می شود.
برای اطلاع از مزایا و معایب استفاده از نانو مواد این مطلب را بخوانید.
دلیل آن به زبان ساده می تواند تراکم اتم در کنار یکدیگر باشد ولی نانو مواد دارای خواص شیمیایی نیز می باشد که دستخوش تغییرات می شود. از دیگر ویژگی های بارز نانو مواد داشتن ایجاد پیوند قوی در آنهاست. یکی از خواص فیزیکی نانو مواد همان خواص حرارتی درآنهاست.
از جمله مواردی که در حیطه خواص حرارتی نانو مطرح می شود عبارتند از: ضریب انبساط حرارتی نانو، گرمای ماده و نقطه ذوب. در ایجاد این ویژگی بارز و مهم نانو مواد عوامل مختلفی دخالت دارند.
دلایل خواص حرارتی واکنش نانو مواد
خواص حرارتی در میان اشیاء مختلف متفاوت می باشد مثلا خواص حرارتی در فلزات، سرامیک، کامپوزیت ها هر کدام مختص خود آنهاست و با یکدیگر متفاوت است. عوامل زیادی می تواند در این امر نقش داشته باشد از جمله: ساختار های اتمی و شیمیایی.
برای اینکه بدانید نانو مواد چه موادی هستند و چه کاربردی دارند این مطلب را مطالعه کنید.
بنابراین فرق خواص حرارتی میان نانو مواد و مواردی که نام برده شد در همین خواص فیزیکی و شیمیایی آنهاست. اما بسیاری از عوامل دیگر نیز در خواص حرارتی تاثیر گذار است، اما تحقیق در مورد آنها هم زمان بر و هم هزینه بر است ولی ما در اینجا مهم ترین آن را ذکر کردیم.
میزان انبساط در واکنش نانو مواد
مواد نانو در مقابل حرارت به دو دلیل دچار انبساط می شود: میزان حرارت و افزایش غلظت تخلخل ها. ارتعاش و ساختار اتم ها در نوع و میزان ارتعاش در آنها بستگی دارد. ارتعاش اتم ها به این معنی است مه در لحظه ای انم ها به یکدیگر نزدیک شده و در لحظه ممکن است از یکدیگر دور شوند.
برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد کاربرد نانو مواد در صنایع پزشکی این مطلب را مطالعه کنید.
اگر بخواهیم اتم های نانو مواد را شبیه سازی کنیم می توانیم بگوییم اتم ها مانند یک فنر عمل می کنند یعنی میان دو اتم یک فنر است که مدام در حال باز و بسته شدن است. هنگامی که دما افزایش می یابد قدرت ارتعاش نیز به همان نسبت افزایش می یابد.
ظرفیت تحمل حرارتی نانو مواد
گنجایش و ظرفیت حرارتی در یک جسم مقدار گرمایی است که رای افزایش دما در آن جسم ایجاد می شود که بر اساس درجه سانتی گراد می باشد. همچنین این ظرفیت حرارتی می تواند بر اساس حجم جرم در آن باشد. میزان ظرفیت در حجم را با CV و میزان ظرفیت گرما در فشار را با CP نشان می دهند.
درجه رسانایی بودن حرارتی در واکنش نانومواد
رسانایی بودن حرارتی در مواد یکی از ویژگی های مهم در نانو مواد محسوب می شود. یک سری ناقل های حرارتی در مواد وجود دارند که وظیفه آنها انتقال حرارت در مواد می باشد.
انواع ناقل ها ی حرارتی در واکنش نانومواد
الکترون ها:
این ناقل حرارتی وظیفه انتقال حرارت در فلزات را به عهده دارد.
فونون ها:
رسانای حرارتی در سرامیک و پلیمر ناقلی به نام فونون می باشد.
فوتون:
این ناقل رسانای حرارتی در میان فلزات و پلیمر ها است و این نوع انتقال از طریق تشعشع موادی که باعث سرخ شدن در این مواد می شود انجام می گیرد. پس در اینجا متوجه شدید که با توجه به جنس مواد ناقل های حرارتی نیز متفاوت است. یکی دیگر از عواملی که در رسانایی کردن حرارت نقش بسزایی دارد ظرفیت حرارتی مواد می باشد.
برای اطلاع از مزایای نانو مواد برای محیط زیست این مطلب را بخوانید.
درجه نقطه ذوب در واکنش نانومواد
نقطه ذوب زمانی اتفاق می افتد که چیدمان ساختاری مواد به هم بریزد. در این زمان است که مواد از حالت جامد به حالت مایع تبدیل می شود. روند ذوب در ماده از سطح آن شروع شده و نهایتا به ذرات داخلی می رسد. گفتیم در نانو مواد نسبت سطح به حجم بالاتر است بنابراین بسیاری از اتم ها در قسمت سطح مواد قرار دارند و همچنین این اتم ها انرژی بالایی دارند.
