خردایش نانوذرات فلزی با استفاده از تابش لیزر نئودیمیم یاگ

نانوذرات فلزی به عنوان یکی از پرکاربردترین مواد در حوزه های رو به پیشرفت فناوری نانو، مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار دارند. با توجه به این که خواص نانوذرات فلزی و کاربردهای وابسته به این مواد، به شدت به اندازه و شکل آن ها وابسته است؛ بسیاری از مطالعات و پژوهش ها بر روی چگونگی تغییر اندازه، به ویژه کوچک سازی و خردایش میکروذرات و نانوذرات فلزی، متمرکز شده است. در این بین، لیزر به عنوان ابزاری مناسب در ساخت و بهینه سازی مواد، برای تغییر شکل و اندازه ی نانوذرات فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. هدف انجام این پژوهش، مطالعه ی تئوری برهمکنش لیزر نئودیمیم یاگ به عنوان یکی از لیزرهای پرکاربرد و متداول با نانوذرات فلزی است. به منظور بررسی دقیق تر، برهمکنش پالس های لیزری در طول موج های متفاوت را با نانوذرات طلای کروی در اندازه های مختلف که با آب احاطه شده اند، مد نظر قرار داده ایم. محاسبات انجام شده طی دو فرآیند گرمایش و خردایش صورت گرفته است؛ به طوری که ابتدا با استفاده از نظریه ی مای، عامل بازده جذب سپس انرژی تابشی لیزر جذب شده توسط نانوذرات طلا محاسبه شد. در انتهای فرآیند گرمایش، بیشینه دمای نانوذرات بدست آمده است. در ادامه با تمرکز بر مدل فوتوگرمایی تبخیر در کاهش سایز، به محاسبه شعاع های کاهش یافته ی نانوذرات طلا و زمان کاهش سایز طی فرآیند خردایش پرداختیم. در این پژوهش نشان داده شده است که در هر طول موج لیزر، نانوذرات با اندازه های متفاوت چه رفتار گرمایی از خود نشان می دهند تا با توجه به کاربرد مورد نظر، بتوان نانوذره با سایز معینی را انتخاب کرد. همچنین با ارائه نتایج محاسبه شده برای میزان و زمان خردایش نانوذرات طلا در طول موج های متفاوت، امکان برآورد شرایط بهینه در فرآیندها ی کوچک سازی و کنترل اندازه ی نانوذرات به وجود آمده است.