نانو پوششها

 چرا ازپوشش استفاده می کنیم؟  

• یک روز صبح که از خواب بیدار می‌شوید یک نفر پوست صورتتان را کنده است!
• یک لولوی تمام‌عیار شده اید.
• برای رفع مشکل چه می‌کنید؟
• با یک وسیله مثل باند تمام بدنتان را می پوشانید.
• باند پوشش مناسبی برای صورت شما نیست.
• باند تنها می‌تواند به عنوان یک پوشش موقت به کار رود. 
  می توان گفت که: 

تمام مواد و محصولات مورد استفادة ما هم نیاز به پوشش دارند

چون نباید در طی مراحل تولید، بسته بندی، ورود به بازار و مهم‌تر از همه در موقع مصرف، خواص و ویژگی‌های خود را از دست بدهند

پوشش چیست؟ 

• به طور کلی «پوشش» لایه‌ای است با ضخامت کمتر از ماده پایه. با تغییر این ضخامت و نحوة نشاندن پوشش روی مادة پایه، انواع پوشش‌های مورد نیاز برای کاربردهای خاص را به وجود می‌آوریم. 

چرا باید ماده‌ای را با مادة دیگر بپوشانیم؟  

• با پوشش مناسبی که سختی لازم را داشته باشد، می‌توان سختی را زیاد کرد و در عین حال بر وزن آن نیافزود.
• می توان مقاومت به خوردگی

     فلزات را افزایش داد. 

 

نانوپوشش‌ چیست؟  

• پوششی با ضخامت نانو متری یا پوشش

که از مواد نانومتری در آن استفاده شود.  
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

چگونه نانوپوشش تولید کنیم؟ 
 

•     نانوذرات چسبانده‌شده روی یک زمینه
• روکش‌های بلوری با ساختار نانومتری
•    لایه‌های نازک

 
 
 
 
 

نانوذرات چسبانده‌شده روی یک زمینه 

• یکی از مشکلات خوردن پفک، چسبیدن ذرات پفک به دست است که باعث می‌شود انگشتانی نارنجی داشته باشیم.
• چگونگی چسبیدن ذرات پفک مثل تولید پوشش با استفاده از ذرات ریز و رطوبت است.
• ذرات پفک به خاطر رطوبت به دست می‌چسبند (عامل چسباننده) و پوششی از ذرات پفک را ایجاد می‌کنند.
• با استفاده از نانوذرات و رطوبت، نانوپوشش تهیه می شود

 
 
 
 
 

روکش‌های بلوری با ساختار نانومتری 

• چیدمان اتم‌های مواد راه دیگری برای تولید نانوپوشش‌هاست.
• اتم‌های تشکیل‌دهندة آنها به صورت منظم در جهت هایی خاص درون حوزه هایی مثل سلول های روی پوست دست قرار گرفته اند.
• باید اندازة دانه های این پوشش‌ها را به حد 1 تا 100 نانومتر درآورد

 
 
 
 
 

لایه‌های نازک  

• نشاندن یک لایة نازک مناسب که دارای ضخامت نانو متری باشد
• با روش‌هایی مثل تبخیر و رسوب‌دهی «لایه‌نشانی» می شوند (در فیلمی که در پایان ارائه پخش می شود فرایند تولید لایه های نازک نشان داده خواهد شد)

 
 
 
 
 

اختلاف نانوپوشش‌ها با پوشش‌های معمولی در چیست؟  

• مقاومت بالای نانوپوشش‌ها نسبت به خوردگی است.
• در نانوپوشش‌ها مساحت مرزِ دانه زیاد است و این موجب خوردگی بیش از اندازه می‌شود. ولی این خوردگی در مرز اتفاق می‌افتد نه درون دانه. اما چون این نقاط پراکندگی یکنواختی دارند، بنابراین خوردگی یکنواخت‌تر است و خوردگی موضعی که ترک و شکست ایجاد می‌کند در کار نخواهد بود.

 
 
 
 
 

• بهبود خاصیت مکانیکی
• یک لایه از یک مادة سخت را روی سطح مادة نرم می‌نشانند تا در برابر نیروهایی که در سطح ماده اعمال می‌شوند، مثل اصطکاک، مقاوم شود.
• مغز قطعه هنوز نرم و انعطاف‌پذیر است. بنابراین، قطعه در برابر نیروهای ناگهانی مثل ضربه هم مقاوم خواهد بود.

 
 
 
 
 

روش‌های تولید  

• روش پاشش حرارتی
• روش رسوب‌دهی شیمیایی بخار (CVD)
• لایه‌نشانی الکترولیتی کاتد
• روش نیتروراسیون
• روش رسوب‌دهی فیزیکی بخار
• روش سل ـ ژل

 
 
 
 
 

روش پاشش حرارتی 

• شماتیکی از روش پاشش حرارتی

 
 
 
 
 

روش رسوب‌دهی شیمیایی بخار (CVD) 
 

• طرح شماتیکی از روش CVD

 
 
 
 
 

لایه‌نشانی الکترولیتی کاتد 

• برای تولید پوشش‌های مقاوم به خوردگی، استفاده از اکسیدِ همان فلز ساده‌ترین نوع پوشش است
• معمولاً از نمک‌های مذاب مختلف، یا در برخی موارد از اسیدها، به عنوان الکترولیت استفاده می‌شود.
• آلومینیوم بهترین مثال برای این روش است.

 
 
 
 
 

روش نیتروراسیون  

• اتم نیتروژن کوچک است و به همین علت به‌راحتی می‌تواند به درون سطح اکثر مواد نفوذ کند.
• اگر اتم نیتروژن بتواند چند نانومتر داخل سطح نفوذ کند، یک نانوپوشش تولید کرده است.

 
 
 

• فولاد بهترین مثال برای این روش است.

 
 
 
 
 

روش رسوب‌دهی فیزیکی بخار 
 

• گرم کردن ماده (جامد یا مایع) اتم‌ها یا مولکول‌ها از روی سطح آزاد می‌شوند.
• افزایش دما تعداد ذره‌هایی که از سطح کنده می‌شوند افزایش می‌یابد
• وقتی اتم‌های کنده‌شده از سطح به مقدار معینی رسیدند، واکنش‌های شیمیایی در حالت بخار صورت می‌گیرند. بعد از آن بخار سرد می‌شود و یک لایة نازک روی سطح ایجاد می‌گردد

 
 
 
 
 

روش سل ـ ژل  

• محصولات قابل تولید با فرایند سل ژل

 
 
 
 
 

کاربردها

 
 
 
 
 

پوشش‌های مقاوم در برابر خوردگی حرارت و فرسایش 

• ساخت و ساز
  • لوله آلات ضدخوردگی

 
 
 

• هوا و فضا
  • ساخت قطعات درگیر با دمای بالا

 
 
 
 
 

روکش‌های نوری پیشرفته 

• خودرو
  • شیشه های ضد انعکاس و طیف گزین
  • شیشه های فتوکرومیک و الکتروکرومیک

 
 
 

• تولید انرژی
  • روکشهای ضد انعکاس در پیل های خورشیدی

جهت افزایش راندمان 

 
 
 
 
 

روکش‌های نوری پیشرفته  

• ساخت و ساز
  • ساخت شیشه های فتوکرومیک و الکتروکرومیک

(پنجره های بی نیاز از پرده) 
 
 
 

• صرفه جویی انرژی با استفاده از روکش های طیف گزین

 
 
 
 
 

• صنایع
  • ساخت تأسیسات ضدخوردگی

    و مقاوم حرارتی 
 
 
 

• خودرو
  • ساخت قطعات موتور مقاوم در برابر حرارت

 
 
 

پوشش‌های مقاوم در برابر خوردگی حرارت و فرسایش

 
 
 
 
 

ساخت اعضای مصنوعی سازگار با بدن 

• ساخت استنت های بدون

مزاحمت در تصویربرداری پزشکی 
 

• کاهش رشد سلول ها روی سطح

اعضای پیوندی

 
 
 
 
 

ساخت اعضای مصنوعی سازگار با بدن 

• ساخت استنت های بدون

مزاحمت در تصویربرداری پزشکی 
 

کاهش رشد سلول ها روی سطح

اعضای پیوندی

 
 
 
 
 

پارچه های ضدآب،لک و میکروب 

نساجی

• لباس های تجاری ضدلک

 

• البسه و پارچه های بیمارستانی ضد میکروب

 

• چادرهای مسافرتی ضدآب و لک

 
 
 
 
 

روکشهای همیشه تمیز 

• ساخت و ساز
  • کاشی ها و شیرهای خود پاک کن

و ضد خش،شیشه های ضدمه 
 

• خودرو
  • شیشه ها و بدنه های خود پاک کن
  • آینه ها و شیشه های ضدمه و باران