خواص نانومواد

خواص نانومواد

می توان گفت اکثر خواص شگفت انگیزی که در نانومواد دیده می شوند، به دلیل افزایش نسبت سطح به حجم آن هاست. چراکه وقتی مواد تا مقیاس نانو ریز می شوند، مساحت بسیار زیادی را در معرض واکنش های شیمیایی قرار می دهند.

به طور کلی خواص نانو مواد به جنس و اندازه آن ها بستگی دارد. با توجه به همین خواص است که کاربردهای بسیار زیادی در صنایع گوناگون پیدا می کنند. البته بررسی تمام خواص این مواد امکان پذیر نیست. در ادامه به برخی از آن ها به طور مختصر اشاره می کنیم.

خواص کاتالیستی نانومواد

کاتالیست ماده ای است که سرعت واکنش های شیمیایی را از طریق کاهش انرژی فعال سازی، افزایش می دهد، بدون اینکه خود در آن ها شرکت کند. نانوذرات به دلیل سطح بالایی که دارند، می توانند به عنوان کاتالیزگر مورد استفاده قرار گیرند. ذکر این نکته ضروریست که خواص کاتالیستی فقط در ابعاد مشخصی اتفاق می افتد.

به عبارت دیگر معمولاً در صورتی نانوذرات خواص کاتالیستی دارند که سطح ویژه آن ها بین 100 تا 400 مترمربع بر گرم باشد. سطح ویژه نیز به ابعاد و حجم نانوذره بستگی دارد. بنابراین در بین نانو مواد با حجم مشخص، ذره ای که سطح بیشتری دارد، خواص کاتالیزگری مناسب تری از خود نشان می دهد. کاتالیست های نانومقیاس در صنایع مختلفی به خصوص اتوموبیل و نفت و گاز کاربردهای زیادی دارند.

خواص فوتوکاتالیستی نانومواد

فوتوکاتالیست ها معمولاً اکسیدهای جامد نیمه رسانا هستند که با جذب فوتون های نور الکترون-حفره در آن ها ایجاد می شوند. این الکترون-حفره ها می توانند با مولکول های موجود در سطح ذرات فوتوکاتالیست واکنش های اکسایش-کاهش را به وجود بیاورند.

نانومواد به دلیل گسستگی ترازهای انرژی و همچنین سطح زیاد، فوتوکاتالیست های بسیار مناسبی هستند. اکسید تیتانیوم و اکسید روی از مهم ترین نانوفوتوکاتالیست هایی هستند که در صنایع مختلف به کار گرفته می شوند. از فوتوکاتالیست ها در تصفیه آب، تصفیه آلاینده ها از هوا، شیشه های خودتمیزشونده، تجزیهٔ مولکول های آلی و … استفاده می شود.

خواص آنتی باکتریال نانومواد

برخی از نانوذرات مانند نقره و طلا دارای خواص ضدمیکروب یا آنتی باکتریال هستند. به این معنی که باکتری ها نمی توانند روی آن ها رشد کنند. این نانوذرات را می توان به روش های مختلفی تولید کرد. برای مثال نانوذرات آنتی باکتریال نقره را به روش زیستی با استفاده از آنزیم «آلفاآمیلاز باکتریایی» می توان سنتز کرد.

تحقیاتی در زمینه خواص ضد میکروبی نانوذرات اکسیدآهن، نقره، کربنات کلسیم، دی اکسید تیتانیوم، اکسید کروم و … نیز انجام گرفته است. هر کدام از این مواد اثر ویژه ای در برابر باکتری ها از خود نشان می دهند. دانشمندان بر این باورند که می توان از این نانوذرات به عنوان جایگزین مناسب آنتی بیوتیک ها استفاده نمود.