ساخت نانوذرات فلزی به روش تخلیه الکتریکی در محیط مایع

اهمیت مواد نانوساختاری این است که در این مقیاس مواد خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت از توده ماده از خود نشان می دهند. علاوه بر تفاوت خواص با توده، در این حوزه ویژگی های ماده به اندازه و شکل آن ها ارتباط پیدا می کند. با توجه به این موضوع با استفاده از تغییراتی در شکل و انداره ساختارها می توان به موادی با خواص جدید دست یافت. ساخت مواد با خواص جدید و تا حدودی دلخواه می تواند علاوه بر استفاده از آن ها در فناوری های موجود و بهبود کیفیت در تولیدات کنونی، زمینه تکوین فناوری های نوین بر پایه مواد نانوساختاری را فراهم نماید. دنیای مواد نانومتری شامل انواع گوناگونی از ساختارهای جالب توجه از نظر کاربردهای عملی و بررسی پدیده های فیزیکی است. نانوذرات یکی از مهمترین و در عین حال ساده ترین ساختارهای این مجموعه و از مهمترین سنگ بناهای آن به شمار می روند. یکی از روش های ساخت نانوذرات استفاده از تخلیه الکتریکی در خلاء، گاز فعال و یا محیط های مناسب دیگر است که در این صورت می توان نانوذرات پایدار با خلوص زیاد و قابلیت کاربردهای مختلف تهیه کرد. این پژوهش با هدف ساخت نانوذرات فلزی مس و نقره در بستر مایع به روش تخلیه الکتریکی جریان مستقیم و بررسی فرایند های مهم کندوگداز و تشکیل نانوذرات انجام شد. در ابتدا نانوذرات فلزی نقره و مس ساخته و مشخصه یابی شدند. علاوه بر این برای بررسی عوامل مهم در فرایند ساخت، نانوذرات نقره و مس در برخی مایعات مانند آب، اتانول و استن و با تغییر جریان فرایند تخلیه الکتریکی مستقیم تولید شدند. کندوگداز مس در آب نیز نمونه ای از تغییر ساختار الکترود و تشکیل نانوذرات اکسیدی را به نمایش گذاشته است. برای مشخصه یابی نانوذرات از میکروسکوپ الکترونی عبوری tem ، میکروسکوپ الکترونی روبشیsem، طیف پراش پرتو ایکس، طیف سنجی uv/vis، استفاده شد. با توجه به نتایج به دست آمده سازوکار کلی کندوگداز در تشکیل نانوذرات مطالعه و توصیف شد. نتایج نشان می دهد نانوذراتی با متوسط اندازه بین 5 تا 30 تا نانومتر به دست می آید. با افزایش گشتاور دوقطبی محیط کندوگداز اندازه ذرات کوچکتر می شود. علاوه بر این ساخت نانوذرات در محیط آب همراه با اکسیژه محلول در آب شرایط اکسایش نانوذرات را ایجاد کرده و زمینه ساخت نانوذرات اکسید فلزی و نانوذرات با ساختار دوگانه هسته/پوسته را به صورت هسته فلزی روکش شده با اکسید همان فلز فراهم می آورد. علاوه بر این نتایج نشان می دهد که یک جریان میانی برای ساخت ذراتی با کوچکترین اندازه ممکن وجود دارد. با افزایش جریان به طور کلی اندازه ذرات افزایش می یابد. نتایج به دست آمده امکان تولید نانوذرات به روش تخلیه الکتریکی جریان مستقیم با بازدهی بالا و اندازه بسیار کوچک را فراهم آورده است که می تواند به عنوان روشی آسان و سریع برای تولید انواع نانوذرات در محیط های معدنی و آلی دلخواه به کار گرفته شود. به علاوه نتایج این پژوهش توصیف مناسبی از کل فرایند بسیار پیچیده کندوگداز به روش تخلیه الکتریکی جریان مستقیم در محیط مایع فراهم می آورد.