در روش هاي پايين به بالا محصول از مواد ساده تر به وجود مي آيند، مانند ساخت يك موتور از قطعات آن. در حقيقت كاري كه در اين روش انجام ميشود، كنار هم قرار دادن اتم ها و مولكول ها (كه ابعاد كوچكتر از مقياس نانو دارند) براي ســاخت يك محصــول نانومتري است. در ادامه نمونه هاي مختلف روش پايين به بالا معرفي ميگردد.

1- رسوب دهي فاز گاز

2- روش كاتدپراني (اسپاترينگ)

3- رسوبدهي ليزر پالسي

4- روش سوزش اكسيژن با سرعت بالا

5- فوتوليز و پيروليز ليزري

6- سنتز بر پايه آئروسل

7- تراكم شيميايي بخار (cvc)

۸- سنتز سيال فوق بحراني

9- رسوب دهي از فاز مايع

10- سل ژل

11- الگوبرداري از نانو ساختارها

12- خودآرايي در محلول

در ادامه به شرح مختصري در مورد يكي از پركاربردترين روشهاي صنعتي در ساخت نانو ذرات پرداخته ميشود:

1-4-13- روش سل-ژل¹

ُسل- ژل يك روش شيميايي تر² براي سنتز انواع نانو ساختارها به ويژه نانو ذرات اكسـيد فلزي ميباشـد. در اين روش پيش ماده مولكولي (معمولاً آلكوكسـيد فلزي) در آب يا الكل حل شده و با حرارت و هم زدن در اثر هيدروليز به ژل تبديل مي شود. حال بايد ژل را خشك كرد كه براي محلول الكلي ميتواند با سوختن الكل انجام پذيرد. پس از خشك كردن ژل آن را پودر ميكنند و پودر حا صله را جهت كلسينه¹ شدن حرارت ميدهند.

روش سل- ژل روش ارزاني است و به دليل دماي پايين واكنش ميتوان كنترل مناسبي بر تركيب شيميايي محصولات داشت. سل- ژل ميتواند در فرآيند ساخت سراميك ها بعنوان ماده قالبگيري² در قالب استفاده شوند يا بعنوان حد واسط فيلم هاي خيلي نازک ³ از اكسيدهاي فلزي براي فرآيندهاي مختلف استفاده شود. مواد حاصل از روش تهیه ســـل- ژل ميتواند در كاربردهاي متفاوت نوري، الكترون يك، انرژي، ســـطح، سنسورهاي زيستي دارويي و فّناوري جداسازي (مثل كروماتوگرافي) بكاربرده شود.

اگرچه همه روش هاي ذكرشده براي توليد حجم زيادي از نانو مواد استفاده ميشوند، اما روش ســل- ژل داراي محبوبيت و كاربرد صــنعتي بالاتري نســبت به ســاير روش هاي موجود است و اين امر بي علت نيست! سل – ژل هم اكنون ميتواند نانو ذراتي باكيفيت بالا (توليد ذرات با اندازه يكسان) را در حجمي بالا توليد كند. اين روش قادر است همزمان دو يا چند نوع نانو ذره را باهم توليد كند. مفهوم اين جمله اين است كه با مخلوط كردن پيش ماده هاي سنتز دو يا چند فلز (يا اك سيد فلز) مختلف با نسبتهاي معين اين امكان وجود دارد كه محصولات آلياژي در يك مرحله سـنتز شـود. البته روش هاي ديگري هم هسـتند كه قادر به انجام چنين كاري ميباشــند (روش پلاســما و روش هاي الكتروشــيميايي و چگالش از فاز) ولي بايد خاطر نشـان كرد كه در مقياس صـنعتي هيچكدام از آنها قادر به رقابت با روش سـل – ژل نيستند. روش سل- ژل همچنين ميتواند امكان ساخت كامپوزيت هاي بسيار همگن و با خلوص بسيار بالا (با 99.99 درصد خلوص) را فراهم كند. همچنين اين روش قادر است نسبت به روش هاي رايج كه محدوده دمايي بســـیار بالايي (بين 1400 تا 3600 در جه سانتيگراد) دارند، نانو مواد سراميكي و فلزي را در دماهاي بسيار پايينتري (حدود 70 تا 320 درجه سانتيگراد) توليد كند. از ديگر دلايل محبوبيت روش سل – ژل به اختصار ميتوان موارد زير را ذكر كرد:

1- سنتز در دماي پائين

2- ابزار انجام آن ساده است

3- تهيه محصولاتي با خلوص بالا.

4- راندمان توليد بسيار بالا.

5- توليد قطعات اپتيكي با اشكال پيچيده.

6- سنتز تركيبات يكنواخت بصورت اكسيدهاي كامپوزيتي.

7- امكان طراحي تركيب شيميايي و بدست آوردن تركيب همگن وجود دارد.

8- امكان اســتفاده از محصــول به اشــكال خاص مثل الياف، آيرو ژل و تهيه پوشــش سطوح.

9- امكان استفاده از اين فرآيند براي سنتز مواد در حالت بي شكل و بكارگيري آنها جهت لايه هاي نازك.

10- توليد مواد داراي خواص فيزيكي اصلاح شده مانند ضريب انبساط حرارتي پايين و جذب اشعه Uv كم و شفافيت اپتيكي بالا.

11- توليد مواد متخلخل كه اجازه غني شدن با تركيبات آلي و پليمري را ميدهند.

12- واكنش پذيري شيميايي بالاي پيش ماده ها به دليل انجام فرآيند در فاز محلول.

13- كنترل دقيق سـاختار مواد با امكان تنظيم متغيرهاي مرحله اوليه تشـكيل سـل و تشكيل شبكه.

14- سرمايه گذاري اوليه كم و درعين حال كيفيت بالاي محصولات.

[۱]Sol-gel

[۲]Wet Chemical Method

[۱]Calcination

[۲]Casting

[۳]Thin Films

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

این قسمت نباید خالی باشد
این قسمت نباید خالی باشد
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

چهار × یک =