10501

روشهاي سنتز، مشخصه يابي و كاربردهاي ساختارهاي متخلخل توخالي كربن

99

دكترحسين بنا متجددامروز

نانوساختارهاي توخالي گروه ويژه‌اي از مواد هستند كه نسبت به تركيبات مشابه، خصوصيات فيزيكي و شيميايي متفاوتي از خود نشان مي‌دهند. اين خصوصيات به‌وسيله‌ي شكل، اندازه و تركيب آن‌ها تعيين مي‌شود. نانو ساختارهاي توخالي در مقايسه با ذرات يكپارچه با اندازه مشابه، ويژگي‌هاي منحصربه‌فردي ازجمله؛ چگالي پايين، سطح ويژه زياد، ضريب انبساط حرارتي كم، ضريب شكست كم، نسبت بالاي سطح به حجم، هزينه كم و روش‌هاي ساخت متنوع دارند؛ كه از داشتن فضاهاي توخالي داخل آن‌ها ناشي مي‌گردد. يكي از چالشي بزرگي كه محققان با آن روبه‌رو هستند، ساخت نانو ساختارهاي توخالي كروي با مورفولوژي و اندازه كنترل‌شده است، زيرا ابعاد نانوساختارهاي توخالي نقش مهمي در تعيين ويژگي‌هاي مواد و كاربردهاي آن‌ها ايفا مي‌كند؛ بنابراين، استفاده از روش‌هاي ساده و مطمئن جهت توليد نانو ساختارهاي توخالي حائز ا هميت است. نانوساختارهاي توخالي در پزشكي كاربرد دارند. يكي از كاربردهاي مهم آن‌ها كپسوله كردن مواد دارويي كه به‌واسطه ويژگي‌هاي خاص اين مواد حاصل مي‌گردد. درنتيجه، از مولكول‌هايي كه به‌واسطه اين نانو ساختارهاي توخالي كروي، انتشار كنترل‌شده پيداكرده‌اند، در درمان سرطان، دارورساني هدفمند و رسيدن به بالاترين تأثير درماني استفاده مي‌شود. از ديگر كاربردهاي اين نانو ساختارها مي‌توان به كاتاليزورها، باتري‌هاي يون ليتيوم و حسگرهاي گازي اشاره كرد. روش‌هاي ساخت نانوساختارهاي توخالي كروي به چهار گروه اصلي ساخت با قالب‌هاي سخت، قالب‌هاي نرم، قالب‌هاي فدا شونده و بدون قالب طبقه‌بندي مي‌شوند. در ميان اين سه تكنيك ساخت با كمك قالب سخت ساده‌ترين روش ساخت نانو ساختارهاي كروي هست. در اين تكنيك، ابتدا يك‌شكل دلخواه براي ايجاد يك قالب ساخته مي‌شود و سپس مواد موردنظر در سطح قالب رسوب مي‌كند. مرحله نهايي حذف انتخابي ساختار قالب به‌وسيله روش‌هاي شيميايي، حرارتي و يا با انحلال در محيط مناسب است. انواع مختلف قالب ها عبارتنداز: قالب‌هاي مبتني بر پليمر (لاتكس پلي استايرن) قالب‌هاي مبتي بركربن، قالب‌هاي رزين فرمالدهيد و غيره، مكانيزم سنتز ساختارهاي توخالي كربن شامل رسوب كنترل شده يون‌هاي كلسيم فسفات بر روي الگوي از پيش سنتز شده وكلسيناسيون براي حذف كربن از هسته مي‌باشد. جامدات متخلخل به دليل قابليت برهم‌كنش با اتم‌ها و مولكول از اهميت علمي بالايي برخوردارمي باشد. كربن متخلخل توخالي مهم‌ترين دسته از جامدات متخلخل مي‌باشد. ساختار كربن متخلخل توخالي با مورفولوژي مختلف مانند پودرها، الياف، فيلم‌هاي نازك و كره‌ها باهدف كاربردهاي عملي ساخته‌شده‌اند و به‌شدت تحت تاثيرمورفولوژي و شكل قرار دارند. استفاده از اين ساختارمي تواند باعث بهبودانتشاريانفوذجرم از طريق حفرات يامنافذريز مزوپورياميكروپورشودوانتخاب و نگهداري سطح ويژه راازطريق منافذريزمزوپورياميكروپورراافزايش دهد. در اين تحقيق به‌طوركلي به بررسي روش‌هاي سنتزساختارمتخلخل توخالي كربن مي‌پردازيم.

12/1/2020 12:00:00 AM

74119

1400/12/03

Synthesis methods, characterization and applications of carbon hollow porous structures

ساختارمتخلخل توخالي كربن، روشهاي سنتز،كاربردها

Carbon hollow porous structure, synthesis methods, applications