پلیمرها جایگزین ام.دی.اف م

بسپار می نویسد، محققان کشور موفق به تولید آزمایشگاهی کامپوزیت های چوب پلاستیکی جایگزین ˈام.دی.افˈ و ˈنئوپانˈ از ضایعات شدند که جذب آب بسیار کمتر از نمونه های ام.دی. اف است.

ˈآرش چاوشیˈ، مخترع این طرح در گفت و گو با ایرنا اظهار داشت: این کامپوزیت ها از نوع کامپوزیت های پلیمریست که جانشین مناسب و ارزانی برای ˈام.دی.افˈ و ˈنئوپانˈ محسوب می شود.

وی افزود: مقاومت مکانیکی این کامپوزیت ها از ام.دی.اف بالاتر است و جذب آب آن ناچیز است.

دانشجوی دانشگاه گرگان خاطرنشان کرد: برخی فرآیندهای ساخت ام.دی.اف مانند جداسازی و پخت الیاف ،آسیاب کردن و مش بندی در این پلیمر وجود نداردو بنابراین زمان تولید آن بسیار کاهش می یابد.

کاهش هزینه و زمان در فرآیند ساخت، مقاومت فیزیکی و شیمیایی بالا از جمله مزایای استفاده از این نوع پلیمرهاست.

چاوشی اظهار داشت: این محصول از نرمه سمباده زنی ام.دی.اف تولید می شود.نرمه سمباده زنی یکی از ضایعات کارخانه های تولید ام.دی.اف است و در بیشتر موارد سوزانده می شود ،بنابراین استفاده از این ضایعات علاوه بر کاهش هزینه های تولید موجب حفظ محیط زیست می شود.

این محقق خاطرنشان کرد: استفاده از یک کامپوزیت زیست پذیر در جهت تولید ضایعات کمتر زیست محیطی گامی موثر است.

وی گفت: از چنین ترکیبابی در جهان بسیار استفاده می شود ولی از این روش برای نخستین بار در ایران استفاده می شود.

این محصول در مرحله آزمایشگاهی قرار دارد.

منبع: سایت اطلاع رسانی تخصصی مجله بسپار

آروماتیک موبیوس،رمز پایداری

آروماتیک ها ، دسته ی وسیعی از ترکیب ها را تشکیل می دهند که شامل بنزن و ترکیب هایی می باشند که از نظر رفتار شیمیایی مشابه بنزن هستند و پایداری ویژه ای در ساختار آن ها مشاهده می شود. مولکول هایی آروماتیک نامیده می شوند وخصلت آروماتیکی از خود نشان می دهند که:

1-  تعداد الکترون سیستم π آن ها، 2 ، 4 ، 6 ، 10 و ... باشد. این ضرورت ، قاعده ی هوکل یا 4n+2 نامیده می شود.

2-   مولکول باید ساختمان مسطح داشته باشد.

3-  دارای جریان حلقه باشند.

تمام ترکیب هایی که حداقل این سه شرط اساسی در آن ها رعایت شده باشد، آروماتیک هستند.زمانی که زوایای پیوندی در آن ها طبیعی ، همپوشانی اوربیتال هایπ مناسب و غیرمستقرشدن الکترون ها به خوبی میسر باشد ، پایداری مولکول ها بیشتر خواهد بود.

تفاوت اربیتال های موبیوس وهوکل:

                             . Möbius and Hückel Orbital Arrays (Möbius Left and Hückel Right

درحقیقت اوبیتال موبیوس دارای گره واوربیتال هوکل بدون گره می باشد.

سیستم های آروماتیک ضد هوکل نیز وجود دارند.چنین حالتی هیلبرونر¹ پیشنهاد گشت. وی زنجیر مزدوجی را مطرح کرد که پیش از اتحاد در اتم های کربن انتهایی برای تشکیل یک هیدروکربن مزدوج حلقوی،یک تاب خوردگی 180 درجه در ساختار آن رخ می دهد یا دارای گره می شود.اربیتال حاصل دارای ساختار فضایی نوار موبیوس است.سیستم های آروماتیک موبیوس از قاعده ی 4n پیروی می کنند.

نوار موبیوس²

نوار موبیوس از به هم چسباندن دو انتهای یک نوار به طوری که یک نیم چرخش درآن داده شود،به دست می آید( مثل اینکه یک کمربند را تاب خورده دوره کمر ببندیم). در واقع نوار موبیوس بر خلاف صفحه ی معمولی ، یک سطح بیشتر ندارد. این گونه سطح ها را سطح های جهت نا پذیر می نامند.

در پست های بعدی بیشتر با این دسته از حلقه های آروماتیک آشنا خواهیم شد.

۱- Heilbroner

2- mobius strip

منبع:حلقه های جادویی در شیمی-جوادصفری

ساختار بنزن

حلقه ی بنزن:

بنزن جزو ساده ترین ترکیب های آلی معروف به هیدروکربن های حلقوی یا معطر است. مایعی بی رنگ وبا بوی تند مخصوص ، کمی سبک تر از آب که در دمای 80.1 درجه ی سانتی گراد به جوش می آید ودر 8.48 درجه ی سانتی گراد متبلور می شود. بسیار فرّاروقابل اشتعال است.

در اوایل قرن نوزدهم روغنی که برای روشن کردن خیابان های لندن وسایر  شهرها مورد استفاده قرار می گرفت از چربی وال بدست می آمد. برای تعیین فرمول آن درسال1825 دانشمند انگلیسی، فاراده^۱ روغن وال را پیرولیز نمود و مایعی بی رنگ که فرمول تجربی آن CH بود را بدست آورد.

فرمول بنزن C₆H₆  است و آن را از تقطیر تدریجی قطرات زغال سنگ به دست می آورند.

بنزن در سال 1825 میلادی توسط میکائیل فاراده کشف شد واو  آن را بیکربورهیدروژن نامید. هشت سال بعد میچرلیش این ماده را در محصولات تقطیر بنزوئیک اسید بدست آورد و نام بنزن را بر آن نهاد. ولی نام بنزول که لیبیگ وضع کرد جای آن را گرفت.

سرانجام فردریش آگوست ککوله^۲در سال 1857 توانست ساختار حلقوی بنزن را شناسایی کند. او استدلال خودرا بر پایه ی سه فرض زیر قرار داد:

1-  بنزن دارای فورمول C₆H₆  است.

2-   همه ی هیدروژن های بنزن یکسان هستند.

3-   هر کربن دارای چهار پیوند می باشد.

ککوله پیشنهاد خود را به این صورت اعلام کرد: شش اتم کربن بنزن برای تشکیل یک حلقه به یکدیگر متصل شده اند.بنزن مسطح است واسکلت کربنی آن دارای شش ضلع منظم می باشد. هیچ گونه شاهدی برای اینکه پیوندهای ساده و دوگانه یک در میان باشد وجود ندارد، بلکه تمام پیوندها یکسان و حد واسط ساده و دوگانه و طول آنها برابر 154 پیکومتر (pm) می باشد.

 اتم های کربن در بنزن دارای ساختار مسطح و هیبرید sp² می باشند. دو اوربیتال sp² با  دو اتم کربن دیگر در تشکیل حلقه ی شش گوشه شرکت نموده ،  یک اوربیتال sp² دیگر با اتم H پیوند می دهد. به این ترتیب یک اوبیتالp برای هر اتم کربن باقی می ماند که به طور عمود بر مولکول مسطح بنزن وبه فاصله ی مساوی از هم قرار گرفته و در نتیجه با هم موازی خواهند شد. هریک ار این اوربیتال ها می توانند به طور یکسانی با اوبیتال سمت راست وچپ خود همپوشانی کرده، پیوند پای (π ) تشکیل دهند ، به طوری که در بنزن به جای سه پیوند دوگانه مجزا ، یک پیوند پای شش مرکزی وجود دارد، ابر الکترونی پای(π ) بروی بنزن این پدیده را نشان می دهد.

   وجود شش الکترون غیر مستقر بروی حلقه ی بنزن ، بطور یکنواخت بروی شش کربن حرکت می نمایند(رزونانس) و پایداری زیادی در حدود 40 کیلو کالری ( kj/mol  152 ) به بنزن داده اند،  به طوری که علی رغم ساختار غیر اشباع در بنزن ، این مولکول حلقوی تمایلی به واکنش های  افزایشی از خود نشان نمی دهد.

 

منابع:

کتاب شیمی آلی ولهارد-ویرایش پنجم- جلد دوم ،

کتاب حلقه های جادوئی در شیمی -جواد صفری

۱- پروفسور فاراده ، ( ۱۸۶۷-۱۷۹۱ ) ، انستیتو سلطنتی شیمی - لندن - انگلستان

۲- پروفسور فریدریش آگوست ککوله   Friedrich August Kekule

شناساگرها

شناساگرها ، ترکیبات آلی با ساختار پیچیده هستند که به صورت اسید یا باز ضعیف عمل می‌کنند. واکنش‌های تفکیک و تجمع شناساگرها با نوآرایی ساختمانی درونی همراه است که سبب تغییر در رنگ می‌شود.

اطلاعات اولیه

انواع گوناگونی از ترکیبات ، هم سنتزی و هم طبیعی وجود دارند که بر حسب PH محلولی که در آن حل می‌شوند، رنگ متفاوتی به خود می‌گیرند. بعضی از این مواد هزاران سال است که برای نشان دادن خصلت اسیدی یا بازی آب‌ها بکار گرفته شده‌اند. این ترکیبات همچنین برای شیمیدان عصر حاضر که از آنها برای تخمین PH محلول‌ها و تشخیص نقطه پایانی در تیتراسیون‌های اسید – باز سود می‌برند، اهمیت زیادی دارند.

کاربرد شناساگرها

یکی از ساده ترین راه تخمین کمی PH ، استفاده از یک شناساگر است. با افزودن مقدار کمی از یک شناساگر به یک محلول ، تشخیص اسیدی یا بازی بودن آن ممکن می‌شود. در صورت مشخص بودن PH، تغییر شناساگر از یک شکل به شکل دیگر ، با توجه به رنگ مشاهده شده ، می‌توان تعیین کرد که PH محلول کم‌تر یا بیشتر از این مقدار است. شیمیدان‌ها از این گونه مواد برای شناسایی اسیدها و بازها کمک می‌گیرند.

شناساگرهای زیادی وجود دارد که معروفترین آنها لیتموس (تورنسل) است که در محیط اسیدی ، قرمز ، در محیط بازی ، آبی و در حدود خنثی بنفش رنگ است. تغییر رنگ آن در نزدیکی PH برابر 7 رخ می‌دهد. در هر حال تغییر رنگ ناگهانی نیست. فنل فتالئین ، معرف دیگری است که بیشتر برای بازها قابل استفاده است. این ماده جامدی سفید رنگ است که در آزمایشگاه محلول الکلی آن را بکار می‌برند. این محلول در محیط اسیدی رنگ و در محیط قلیایی رقیق ارغوانی است.

رنگ شناساگر

محلولی که محتوی یک شناساگر باشد، با تغییرات PH ، یک تغییر پیوسته در رنگ از خود ظاهر می‌سازد. لکن ، چشم انسان به این تغییرات حساس نیست. نوعا از یک گونه باید پنج تا ده برابر بطور اضافی موجود باشد تا رنگ آن گونه به چشم بیننده یک رنگ غالب به نظر آید. افزایش بیشتر در این نسبت هیچ تاثیر قابل روئیتی ندارد. فقط در ناحیه‌ای که نسبت از پنج تا ده برابر برای یک شکل به نسبت مشابهی برای یک شکل تغییر کند، بنظر می‌آید که رنگ محلول تغییر کرده است.

پس ، تغییر رنگ صوری شامل یک تغییر عمده در وضعیت تعادل شناساگر است. بعضی از شناساگرها نیاز به تغییر نسبت کمتری دارند و بعضی دیگر ، به تغییر بیشتر. بعلاوه ، تفاوت قابل توجهی نیز در توان افراد مختلف جهت تشخیص رنگ وجود دارد. در حقیقت ، شخص مبتلا به کور رنگی ممکن است قادر به تشخیص هیچ گونه تغییر رنگی نباشد.

دامنه PH برای تغییر رنگ

دامنه‌ای از PH که یک شناساگر معین در آن دامنه تغییر رنگ می‌دهد به ثبات یونش شناساگر بستگی دارد. برای شناساگرهایی که اسیدی ضعیف هستند هر اندازه ثابت یونش کوچکتر باشد، دامنه PH تغیر رنگ آن بالاتر است.

 

انواع شناساگر

معمولا می‌توان برای هر گسترده‌ای از PH ، شناساگری مناسب یافت. تعدادی از شناساگرهای معمولی در جدول زیر آمده‌اند.

نام شناساگر	گستره PH برای تغییر رنگ	رنگ اسیدی	رنگ قلیایی
آبی تیمول	1.2--2.8	قرمز	زرد
آبی تیمول	8.0--9.6	زرد	آبی
زرد متیل	2.9--4.0	قرمز	زرد
نارنجی متیل	3.1--4.4	قرمز	زرد
سبز برموکرزول	3.8--5.4	زرد	آبی
قرمز متیل	4.2--6.3	قرمز	زرد
کاغذ تورنسل(لیتموس)	.50--8.0	قرمز	آبی
آبی ترموتیمول	6.0--7.6	زرد	آبی
قرمز فنول	6.4--8.0	زرد	قرمز
فنل فتالین	8.0--9.6	بی رنگ	قرمز
زرد آلیزارین	10.1--12..0	بی رنگ	بنفش

شناساگرهای فتالین

اکثر شناساگرهای فتالین (فتالئین) در محلول‌های اسیدی ملایم ، بی‌رنگ‌اند، و در محیط قلیایی رنگهای گوناگونی از خود ظاهر می‌کنند. در محلول‌های قلیایی شدید ، رنگ این شناساگر بتدریج محو می‌شود که در بعضی از کاربردها این امر پدیده نامناسبی است و بصورت یک گروه ، فتالین‌ها در آب بسختی حل می‌شوند و حلال معمولی این گروه از شناساگرها ، اتانول است. معروفترین شناساگر فتالین ، فنل فتالین است.

شناساگرهای سولفون فتالین

بسیاری از سولفون فتالین‌ها ، دو گستره تغییر رنگ مفید دارند. یکی در محلول‌های نسبتا اسیدی و دیگری در محیط‌های خنثی یا بازی ملایم واقع می‌شود. برخلاف فتالین‌ها ، رنگ بازی این گروه در محیط قلیایی پایدار است. بواسطه قدرت اسیدی قابل توجه سولفون فتالین (سولفون فتالئین) ، معمولا از نمکهای سدیم آنها جهت تهیه محلول شناساگرها استفاده می‌شود.

ساده‌ترین شناساگر از گروه سولفون فتالین ، فنل سولفون فتالین است که به نام قرمز فنول معروف است.

شناساگرهای آزاد

اکثر شناساگرهای آزاد با افزایش قدرت بازی ، یک تغییر رنگ از قرمز زرد از خودشان می‌دهند. گستره انتقال آنها عموما در قسمت اسیدی است. نمونه‌هایی که بیشترین برخورد را با آنها داریم عبارتند از نارنجی مبیل و قرمز متیل(متیل اورانژ).

متغییرهای موثر بر رفتار شناساگرها

فاصله‌ای از PH که در آن یک شناساگر معین تغییر رنگ می‌دهد با دما ، قدرت یونی محیط ، حضور حلال‌های آلی و حضور ذرات کلوئیدی تغییر می‌کند. بعضی از این عوامل ، بخصوص دو مورد آخر ، می‌توانند موجب جابجایی این فاصله به اندازه یک واحد PH یا بیشتر شوند.

ترکیبات شیمیایی

 قواعد خاص و دقيق نامگذاري مواد شيميايي
 قواعد نامگذاري‌ مواد شيميايي‌ بسيار دقيق‌ هستند و ملاحظات‌‌ متعددي‌ را شامل‌ مي‌شوند، مانند گروه‌هاي‌ عاملي12، نحوة آرايش‌ اتم‌ها13، موقعيت‌استخلاف‌ها14،موقعيت‌‌پيوندها15، تقارن‌ مولكولي‌16، استريوشيمي‌17 (شيمي‌ فضايي‌)، صورت‌هاي‌ ايزومري‌18 ، و ده‌ها موضوع‌ ديگر. وجود بيش‌ از 110 عنصر در طبيعت‌، موقعيت‌هاي‌ بسيار متنوع‌ آرايش‌ اتم‌ها در مولكول‌ و نيز آرايش‌ مولكول‌ها در تركيب‌، باعث‌ به كارگيري‌ علائم‌ متعدد و متنوع‌ توسط «ايوپاك‌» شده‌ است‌. به كارگيري‌ قواعد نامگذاري نظام مند‌ باعث‌ مي‌شود كه‌ به‌ هر مادة‌ شيميايي‌ يك‌ نام‌ ويژه‌ تعلق‌ گيرد[2،3].

• اسامي‌چندكلمه‌اي‌تركيبات شيميايي
 وجود يا نبود فاصله‌ در بين‌ كلمات‌ بسيار اهميت‌ دارد و در رسم‌الخط فارسي‌ براي‌ جلوگيري‌ از ريزش‌ اطلاعات‌ در هنگام‌ بازيابي‌، ‌بايد به‌ اين‌ نكته‌ توجه‌ كرد. بعنوان‌ مثال‌ نام‌ مادة‌شيميايي ‌ Hexadecyltrimethylammonium bromide در زبان‌ انگليسي‌ فقط از دو كلمه‌ تشكيل‌ شده،‌ ولي‌ در زبان‌ فارسي‌ به‌ صور مختلف‌ مي‌توان‌ بين‌ كلمات‌ حرف‌نگاري‌ شده‌ فاصله‌گذاري‌ كرد و بديهي‌ است‌ در يك‌ مجموعه‌ واژگان‌ ارائه‌ شده،‌ ‌بايد‌ فرم‌هاي‌ مختلف‌ به‌ يك‌ صورت‌ صحيح‌ و استاندارد يكسان‌ شوند. در حرف‌نگاري‌ اسامي‌ تركيبات‌ شيميايي‌ كه‌ چند كلمه‌اي‌ هستند ‌بايد از فرم‌ انگليسي‌ كلمه‌ الگوبرداري‌ نمود و مثلا در مورد تركيب‌ شيميايي‌ فوق‌، فرم‌ صحيح‌ حرف‌نگاري‌ از نظر فاصله‌گذاري‌ بين كلمات‌ به شكل‌ زير خواهد بود: هگزادسيل‌تري‌متيل‌آمونيوم‌ برميد .
توجه‌ داريم‌ كه‌ در مثال‌ فوق‌ (همانند املاي ‌انگليسي‌) فقط بين‌‌دو كلمة ‌آمونيوم»‌ و «برميد‌» فاصله‌ گذاشته‌ايم‌. نوشتن‌ اين‌ اسم‌ به‌ صورت هاي‌ ديگر زير، باعث‌ نايكساني‌ واژگان‌ خواهد شد و در بازيابي ‌اطلاعات‌ و ارجاعات‌ مشكلات‌ فراواني‌ را سبب‌ خواهد گرديد.
هگزا دسيل‌تري‌متيل‌ آمونيوم‌ برميد
هگزادسيل‌تري‌متيل ‌ آمونيوم‌ برميد
و ده‌ها شكل‌ ديگر. بنابراين چندكلمه‌اي‌ بودن‌ بسياري‌ از اسامي‌تركيبات‌ شيميايي‌ و اهميت‌ فاصله‌ گذاشتن‌ يا بدون‌ فاصله‌ نوشتن‌ اين‌ كلمات‌ ‌بايد بدقت مد نظر قرار گيرد. توجه‌ داريم‌ كه‌ اين‌موضوع‌ با چسبيده‌ (سرهم‌) و يا جدانويسي‌ در رسم‌الخط كه‌ موضوع‌ بحث‌ پيشين‌ ما بود تمايزاتي‌ دارد.

• صور ‌مختلف ‌نمايش ‌تركيبات شيميايي

 تركيبات شيميايي را علاوه بر نمايش‌ توسط نام‌، با فرمول ساختاري‌19، فرمول‌ مولكولي20 و شمارة‌ ثبت‌ شيميايي‌21 مي‌توان نمايش‌ داد [47].
 

ادامه نوشته

معرفی شیمی فیزیک

شیمی فیزیک (Physical chemistry) بخشی از علم شیمی است که در آن ، از اصول و قوانین فیزیکی ، برای حل مسائل شیمیایی استفاده می‌شود. به عبارت دیگر ، هدف از شیمی فیزیک ، فراگیری اصول نظری فیزیک در توجیه پدیده‌های شیمیایی است. برای آشنایی بیشتر با علم شیمی فیزیک ، باید با زیر مجموعه‌های این علم آشنا شویم و اهداف این علم را در دل این زیر مجموعه‌ها بیابیم. شیمی فیزیک را می‌توان قانون گاه شیمی نامید. این دانش دارای دانشمندان بنامی چون گیبس، هلمهوتز، آرنیوس، نرنست، شرودینگر و غیره می‌باشد

   شیمی فیزیک دارای شاخه های زیر می باشد:

• ترمودینامیک
• الکترولیت
• ترموشیمی
• خوردگی فلزات
• شیمی سطح
• شیمی کلوئید
• شیمی محلول ها
• سینتیک شیمیایی
• الکتروشیمی
• شیمی کوانتوم
• شیمی‌فیزیک محاسباتی

برای آشنائی بیشتر و کاربردهای این شاخه از شیمی به ادامه ی مطلب بروید

ادامه نوشته

معرفی شیمی تجزیه

 شیمی تجزیه شامل جداسازی ، شناسایی و تعیین مقدار نسبی اجزای سازنده یک نمونه از ماده است. 

 

دید کلی

شیمی تجزیه نقش حیاتی را در توسعه علوم مختلف به عهده دارد، لذا ابداع فنون جدید تجزیه و بسط و تکامل روشهای تجزیه شیمیایی موجود ، آنقدر سریع و گسترده است که اندکی درنگ در تعقیب رویدادهای تازه سبب بوجود آمدن فاصله‌های بسیار زیاد علمی خواهد شد. نقش این فنون در فعالیتهای تولیدی روز به روز گسترده‌تر و پردامنه‌تر می‌گردد. امروزه ، کنترل کیفیت محصولات صنعتی و غیر صنعتی ، جایگاه ویژه‌ای دارد که اساس این کنترل کیفیت را تجزیه‌های شیمیایی انجام شده به کمک روشهای مختلف تجزیه‌ای تشکیل می‌دهد.

سیر تحولی و رشد

اصولا توسعه و تغییر پایدار در فنون و روشهای تجزیه وجود دارد. طراحی دستگاه بهتر و فهم کامل مکانیسم فرآیندهای تجزیه‌ای ، موجب بهبود پایدار حساسیت ، دقت و صحت روشهای تجزیه‌ای می‌شوند. چنین تغییراتی به انجام تجزیه‌های اقتصادی‌تر کمک می‌کند که غالبا به حذف مراحل جداسازی وقت گیر ، منجر می‌شوند. باید توجه داشت که اگر چه روشهای جدید تیتراسیون مانند کریوسکوپی ، Pressuremetriz ، روشهای اکسیداسیون _ احیایی و استفاده از الکترود حساس فلوئورید ابداع شده‌اند، هنوز از روشهای تجزیه وزنی و تجزیه جسمی (راسب کردن ، تیتراسیون و استخراج بوسیله حلال) برای آزمایشهای عادی استفاده می‌شود.

به هر حال در چند دهه اخیر ، تکنیکهای سریعتر و دقیق‌ترِی بوجود آمده‌اند. در میان این روشها می‌توان به اسپکتروسکوپی ماده قرمز ، ماورای بنفش و اشعه X اشاره کرد که از آنها برای تشخیص و تعیین مقدار یک عنصر فلزی با استفاده از خطوط طیفی جذبی یا نشری استفاده می‌گردد. سایر روشها عبارتند از:

ادامه نوشته

معرفی شیمی آلی

معرفی شیمی آلی

شیمی آلی بخشی از دانش شیمی است که به بررسی هیدروکربن‌ها می‌‌پردازد. به همین دلیل به آن شیمی ترکیبات کربن نیز گفته می‌شود. پسوند «آلی» یادگار روزهایی است که مواد شیمیایی را بسته به این که از چه منبعی به دست می‌آمدند، به دو دسته معدنی و آلی تقسیم می‌کردند. مواد معدنی آنهایی بودند که از معادن استخراج می‌شدند و مواد آلی آنهایی که از منابع گیاهی یا حیوانی یعنی از موادی که توسط موجودات زنده تولید می‌شدند، به دست می‌آمدند. در واقع تا پیرامون سال ۱۸۵۰ بسیاری از شیمیدانان معتقد بودند که خاستگاه مواد آلی باید موجودات زنده باشند و در نتیجه این مواد را هرگز نمی‌توان از مواد معدنی سنتز نمود.
    مواد معدنی آنهایی بودند که از معادن استخراج می‌شدند و مواد آلی آنهایی که از منابع گیاهی یا حیوانی یعنی از موادی که توسط موجودات زنده تولید می‌شدند، به دست می‌آمدند.

ادامه نوشته

آب سنگین چیست؟

آب سنگین نوع خاصی از مولکول‌های آب است که در آن ایزوتوپ‌های هیدروژن وجود دارد. این نوع از آب کلید اصلی تهیه پلوتونیوم از اورانیوم طبیعی‌است و به همین علت تولید و تجارت آن با نظر قوانین بین‌المللی انجام و به شدت کنترل می‌شود.
با کمک این نوع آب می‌توان پلوتونیوم لازم را برای سلاح‌های اتمی بدون نیاز به غنی‌سازی بالای اورانیوم تهیه کرد.

از کاربردهای دیگر این آب می‌توان به استفاده از آن در رآکتورهای هسته‌ای با سوخت اورانیوم، به عنوان متعادل‌کننده (Moderator) به جای گرافیت و نیز عامل انتقال گرمای رآکتور نام برد.

آب سنگین واژه‌ای‌است که معمولاً به اکسید هیدروژن سنگین D2O یا 2H2O اطلاق می‌شود. هیدروژن سنگین یا دوتریوم (Deuterium) ایزوتوپی پایدار از هیدروژن است که به نسبت یک به 6400 از اتم‌های هیدروژن در طبیعت وجود دارد و خواص فیزیکی و شیمیایی آن به نوعی مشابه آب سبک H2O است.

ادامه نوشته

فناوری نانو چیست؟

  

فناوري نانو چيست؟

(به روايت مجموعه دو جلدی آشنایی با فناوری نانو)

 

  درست به همان نسبتی که یک ساختمان بلند به تک تک واحدها و دانه دانه بلوک‌ها و آجرهایش دارد، بخش‌های تشکیل دهنده ساختمان مواد نیز مرحله به مرحله کوچک و کوچک‌تر می‌شوند. از دید همه کسانی که ساختمان درونی مواد را بررسی می‌کنند. هر جسمی مثل یک بنای عظیم از آجرهای کوچک‌تری ساخته شده است . این آجرها نیز به نوبه خود از آجرهای کوچک و کوچک‌تر ساخته شده‌اند و این تا جایی که بشر شناخته است. یعنی ساختارهای کوچک‌تر از اتم، ادامه دارد. اتمها، مولکول‌ها را می‌سازند و مولکول‌ها در کنار هم ساختمان‌های بزرگ و بزرگ‌تر را تشکیل می‌دهند. این ساختمان‌ها، هر کدام اسمی متناسب با اندازه‌شان دارند: ساختاری بزرگ یا ساختارهای ماکرومتری، ساختارهای ریز یا میکرومتری و ساختارهای نانومتری، ابعاد نانو، ابعاد مربوط به اتم‌ها و مولکول‌ها است، یعنی ساختمانی که آجربناهایش اتم‌ها هستند. پس در این مقیاس با مولکول‌ها و نیروهای بین اتم‌ها سرو کار داریم. اما فناوری نانو چیست و چرا باید اینقدر مهم باشد؟ فناوری نانو همه روش‌های ارتباط ما با مقیاس مولکولی و اتمی در محدوده نانومتری را در بر می‌گیرد. بررسی خیلی از ساختارهای طبیعی نشان می‌دهد خواصی که در مقیاس بزرگ می بینیم مثل رنگ و ظاهر، وابسته به اتفاقاتی است که در ابعاد نانومتری می‌افتد. اگر با فناوری نانو ارتباط خوبی برقرار کنیم می‌توانیم پلی بین قابلیت‌ها و کاربردها بسازیم. با تغییر ساختمان مولکولی قادریم موادی بسازیم که قابلیت‌های ویژه‌ای از خود نشان می‌دهند. این قابلیت‌ها در موارد متعددی قابل استفاده هستند و به کمک این قابلیت‌های ویژه می توانیم هزینه ها و خطرات را کم کنیم. نمونه‌هایی از عمومیت کاربردها می‌توان بیان کرد. برای مثال موادی که مستحکم و سبک باشند، همانطور که در ساختمان ها استفاده می‌شوند برای ساخت ابزارها، ماشین‌ها و فضاپیماها نیز مفید خواهند بود. موادی که بتوانند حجم زیادی داده را در خود جای دهند، ابعاد خیلی از وسایل الکترونیکی را کوچک‌تر می‌کنند. مواد رسانان و عایق از اتلاف برق به صورت حرارت جلوگیری می‌کنند. هر یک از این مواد به نوعی یک ماده هوشمند اطلاق می‌شوند، زیرا رفتار خاصی را نشان می‌دهند که هر ماده دیگری قادر به انجام آن نیست. با این توصیف یک نخ کشسان نیز ماده‌ای هوشمند شمرده می‌شود، چون وظیفه خاصی را انجام می‌دهد.
اگر یک نخ کشسان بارها و بارها کشیده شود باز با رها کردن نیرو از دو سمت آن در نهایت به حالت اولیه خود بر می‌گردد. اگر چنین ماده هوشمندی در لباس استفاده شود، آن را به لباسی هوشمند تبدیل می‌کند. مواد نانو به لحاظ قابلیت‌هایی که دارند، هوشمند محسوب می‌شوند و با استفاده از آنها در برخی مواد دیگر می‌توان بهره‌های زیادی از آنها برد. می‌توان دستگاهی را در جیب گذاشت که با قدرتی خارق العاده بتواند یک ماده سمی خطرناک را به سرعت از محیط جذب کند؛ یا وسیله کوچکی روی لباس نصب شده باشد که با شامّه‌ای چندین برابر قوی‌تر از سگ، حضور مواد آلاینده یا سمّی و امواج رادیواکتیو را در محیط تشخیص دهد؛ با به کارگیری یک ماده نانومتری سبک و بسیار محکم‌تر از فولاد در چیزی غول پیکری مثل یک هواپیما می‌توان در مجموع بخش زیادی از وزن هواپیما را کاهش داد. بدنه یک کشتی غول پیکر باید سالانه چند بار رنگ شود تا بدنه در اثر خوردگی جلبک‌های گیاهی تخریب نشود، شاید فناوری نانو بتواند پوسته¬ای محافظ تولید کند که از خوردگی ناشی از جلبک‌ها جلوگیری کند. آشنایی با فناوری نانو و توان طراحی نانومتری نوید فوایدی را می‌دهد که در آینده باقی خواهد ماند.

 

 

ادامه نوشته