물질의 양자 특성은 나노 규모에서 다를 수 있음이 관찰되었습니다. 분자 수준에서 절연체로 작용하는 물질은 나노 수준에서 볼 때 도체의 특성을 표현할 수 있습니다. 나노 기술은 나노 크기에서 물질의 특성 변화를 연구하는 연구 방법론으로 등장했습니다. 양자 물리학, 반도체 물리학, 재료 등 다양한 과학의 조합 연구를 포함합니다. 조작 등 .. 나노 스케일 수준에서. 거시적 고체와 원자 시스템의 특성 사이에있는 나노 기술의 원리와 방법을 사용하여 형성된 물질을 나노 물질이라고합니다.

나노 물질이란?

나노 스케일이라는 용어는 10의 차원을 나타냅니다.^-9미터. 미터의 10 억 분의 1입니다. 따라서 외부 치수 또는 내부 구조 치수 또는 표면 구조 치수가 1nm ~ 100nm 범위에있는 입자는 나노 물질로 간주됩니다.

이러한 물질은 육안으로 보이지 않습니다. 나노 물질에 대한 재료 과학 기반의 나노 기술 접근 방식이 고려됩니다. 이 규모에서 이러한 물질은 분자 규모 거동에 비해 고유 한 광학, 전자, 기계 및 양자 특성을 가지고 있습니다.

나노 물질은 나노 물체 또는 나노 구조 물질 일 수 있습니다. Nao 물체는 물질의 개별 조각이며, 반면에 나노 구조 물질은 나노 크기 차원에서 내부 또는 표면 구조를 가지고 있습니다.

나노 물질은 자연적으로 존재하거나 인위적으로 제조되거나 우연히 형성 될 수 있습니다. 연구의 진전과 함께 나노 물질이 상용화되어 상품으로 사용되고있다.

나노 물질의 특성

의 급격한 변화 나노 물질의 특성 나노 스케일 수준으로 분해 될 때 관찰 할 수 있습니다. 분자 수준에서 나노 수준으로 갈수록 양자 크기 효과로 인해 물질의 전자적 특성이 변경됩니다. 물질의 기계적, 열적 및 촉매 적 특성의 변화는 나노 스케일 수준에서 부피비에 대한 표면적의 증가로 볼 수 있습니다.

많은 절연체 재료는 나노 크기의 도체로 작동하기 시작합니다. 유사하게, 우리가 나노 크기에 도달함에 따라 많은 흥미로운 양자 및 표면 현상을 관찰 할 수 있습니다.

입자 크기, 모양, 화학 조성, 결정 구조, 물리 화학적 안정성, 표면적 및 표면 에너지 등은 나노 물질의 물리 화학적 특성에 기여합니다. 나노 물질의 표면적 대 부피 비율이 증가함에 따라 그 표면은 자체 및 다른 시스템에 대해 더 반응성이 높아집니다. 나노 물질의 크기는 약리학 적 거동에 중요한 역할을합니다. 나노 물질이 물 또는 기타 분산 매체와 상호 작용할 때 결정 구조를 재 배열 할 수 있습니다. 나노 물질의 크기, 구성 및 표면 전하는 응집 상태에 영향을 미칩니다. 이러한 물질의 자기, 물리 화학적 및 정신 운동 학적 특성은 표면 코팅의 영향을받습니다. 이러한 물질은 표면이 산소, 오존 및 전이 물질과 반응 할 때 ROS를 생성합니다.

나노 수준에서 입자 간의 상호 작용은 반 데르 발 힘이나 강한 극성 또는 공유 결합 때문입니다. 나노 물질의 표면 특성과 다른 요소 및 환경과의 상호 작용은 고분자 전해질을 사용하여 수정할 수 있습니다.

예

나노 물질은 우연적이거나 자연적인 존재의 공학적 나노 물질로 발견 될 수 있습니다. 공학 나노 물질은 인간이 원하는 특성을 가지고 제조합니다. 여기에는 카본 블랙과 이산화 티타늄 나노 물질이 포함됩니다. 나노 입자는 자동차 배기 가스, 용접 흄, 요리 및 연료 가열과 같이 우연히 발생하는 기계적 또는 산업적 공정으로 인해 생성됩니다. 우연히 생산되는 대기 나노 물질은 초미립자라고도합니다. 풀러렌은 바이오 매스, 양초의 연소로 인해 생성되는 나노 물질입니다.

“AC와 DC 전원의 차이점은 무엇입니까 ”

나노 튜브

산불, 화산재, 바다 물보라, 금속 풍화 등과 같은 많은 자연 과정으로 인해 기존의 자연 나노 물질이 형성됩니다. 나노 물질의 예 생물학적 시스템에는 연꽃을 덮는 왁스 결정 구조, 바이러스 구조, 거미 진드기 실크, 타란툴라 거미의 푸른 색조, 나비 날개 비늘이 있습니다. 우유, 피, 뿔, 이빨, 피부, 종이, 산호, 부리, 깃털, 뼈 기질,면, 손톱 등과 같은 입자는 모두 자연적으로 발생하는 유기 나노 물질입니다. 점토는 지각의 다양한 화학적 조건에서 결정 성장으로 인해 형성되는 자연 발생 무기 나노 물질의 예입니다.

분류

나노 물질의 분류는 주로 형태와 구조에 따라 다르며, 통합 물질과 나노 분산의 두 가지 주요 그룹으로 분류됩니다. 통합 된 나노 물질은 여러 그룹으로 더 분류됩니다. 1 차원 나노 분산 시스템은 Nanopowders 및 Nanoparticles라고합니다. 여기서 나노 입자는 Nanocrystals, Nanoclusters, Nanotubes, supermolecules 등으로 더 분류됩니다.

“단상 풀 브리지 인버터 ”

나노 물질의 경우 크기는 중요한 물리적 속성입니다. 나노 물질은 종종 나노 크기에 해당하는 치수의 수에 따라 분류됩니다. 3 차원이 모두 나노 크기이고 최장 축과 최 단축의 차이가 거의없는 나노 물질을 나노 입자라고합니다. 나노 스케일에서 2 차원을 가진 물질을 나노 섬유라고합니다. 속이 빈 나노 섬유는 나노 튜브로 알려져 있으며 고체는 나노로드로 알려져 있습니다. 나노 스케일에서 1 차원의 재료를 나노 플레이트라고합니다. 두 개의 다른 긴 치수를 가진 나노 플레이트를 나노 리본이라고합니다.

나노 구조 물질에 포함 된 물질의 위상에 따라 나노 복합체, 나노 폼, 나노 다공성 및 나노 결정 물질로 분류됩니다. 나노 스케일 차원의 영역이 하나 이상있는 물리적 또는 화학적으로 구별되는 영역이 하나 이상 포함 된 고체 물질을 나노 복합 재료라고합니다. 나노 폼은 기체 상으로 채워진 액체 또는 고체 매트릭스를 포함하며 두 단계 중 하나는 나노 크기의 치수를가집니다.

나노 포어가있는 고체 물질, 나노 크기의 캐비티는 나노 포러스 물질로 간주됩니다. 나노 결정 물질은 나노 크기의 결정립을 가지고 있습니다.

나노 물질의 응용

오늘날 나노 물질은 고도로 상용화되고 있습니다. 시판되는 상용 나노 물질로는 화장품, 변형 방지 섬유, 전자 제품, 자외선 차단제, 페인트 등이 있습니다. 스포츠 장비, 창문, 자동차 등 다양한 소비재에 나노 코팅과 나노 복합체가 사용되고 있습니다. 유리 병은 자외선을 차단하는 나노 코팅으로 코팅되어 있습니다. 나노 점토 복합재를 사용하여 오래 지속되는 테니스 공이 제조되고 있습니다. 나노 스케일 실리카는 치과 용 충전재의 필러로 사용됩니다.

나노 물질의 광학적 특성은 광학 검출기, 센서, 레이저, 디스플레이, 태양 전지를 형성하는 데 사용됩니다. 이 속성은 생의학 및 광전기 화학에도 사용됩니다. 미생물 연료 전지에서 전극은 탄소 나노 튜브로 구성됩니다. 나노 결정질 아연 셀레 나이드는 고화질 TV와 개인용 컴퓨터를 구성하는 픽셀의 해상도를 높이기 위해 디스플레이 화면에 사용됩니다. 초소형 전자 산업에서는 트랜지스터, 다이오드, 저항기, 커패시터와 같은 회로의 소형화가 강조됩니다.

나노 와이어는 무 접점 형성에 사용되고 있습니다. 트랜지스터 . 나노 물질은 또한 자동차 촉매 변환 장치 및 발전 시스템에서 촉매로 사용되어 일산화탄소 및 질소 산화물과 같은 독성 가스와 반응하여 그로 인한 환경 오염을 방지합니다. 자외선 차단제에서 자외선 차단 계수 (SPF)를 높이기 위해 nano-TiO2가 사용됩니다. 센서에 매우 활성적인 표면을 제공하기 위해 엔지니어링 된 나노 층이 사용됩니다.

풀러렌은 흑색 종과 같은 암세포를 치료하기 위해 암에서 사용됩니다. 이들은 또한 빛 활성화 항균제로도 사용되었습니다. 광학 및 전기적 특성으로 인해 양자점, 나노 와이어 및 나노로드는 광전자 공학을 많이 선택했습니다. 나노 물질은 조직 공학, 약물 전달 및 바이오 센서 응용 분야에서 테스트되고 있습니다. 나노 자임은 바이오 센싱, 바이오 이미징, 종양 검출에 사용되는 인공 효소입니다.

나노 물질의 장단점

나노 물질의 전기적, 자기 적, 광학적 및 기계적 특성은 많은 매력적인 응용 분야를 제공했습니다. 이러한 특성에 대해 알기위한 연구는 아직 진행 중입니다. 나노 물질의 특성은 벌크 크기 모델의 특성과 다릅니다. 나노 물질의 장점은 다음과 같습니다.

나노 소재 반도체 q- 입자는 양자 구속 효과를 나타내어 발광 특성을 부여합니다.
거친 입자 세라믹에 비해 나노 상 세라믹은 고온에서 더 연성입니다.
나노 크기의 금속 분말의 연성과 함께 냉간 용접 특성은 금속-금속 결합에 매우 유용합니다.
단일 나노 크기의 자성 입자는 초 자성 특성을 제공합니다.
단 금속 조성의 나노 구조 금속 클러스터는 이종 촉매의 전구체 역할을합니다.
태양 전지의 경우 나노 결정질 실리콘 필름은 매우 투명한 접촉을 형성합니다.
나노 구조의 산화 티타늄 다공성 필름은 높은 투과율과 높은 표면적 향상을 제공합니다.
고속에서 발생하는 열의 열악한 발산 등 회로의 소형화에서 마이크로 전자 산업이 직면 한 과제 마이크로 프로세서 , 불량한 신뢰성은 나노 결정 물질의 도움으로 극복 될 수 있습니다. 이들은 높은 열전도율, 높은 내구성 및 내구성있는 오래 지속되는 상호 연결을 제공합니다.

나노 물질의 사용에는 기술적 단점도 있습니다. 이러한 단점 중 일부는 다음과 같습니다.