​آزمایشگاه نانو فیزیک

مسئول آزمایشگاه : جناب آقای دکتر عباس آذریان​

معرفی:

آزمایشگاه پژوهشی نانو فیزیک در سال 1389 با هدف پرورش نیروی انسانی مورد نیاز در حوزه نانو تاسیس گردید. عمده فعالیت این آزمایشگاه در حوزه ساخت نانوذرات و به خصوص نانوذرات فلزی جهت کاربرد در زمینه سنسورهای اپتیکی، متمرکز است. در این راستا تاکنون تجهیزات مورد نیاز برای آزمایش های زیر فراهم گردیده است:​

 1) 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 می تواند علاوه بر استفاده از آنها در فناوری های موجود و بهبود کیفیت در تولیدات کنونی، زمینه تکوین فناوری های نوین بر پایه مواد نانوساختاری را فراهم نماید.امروزه روشهای گوناگونی برای تولید نانو ذرات پیشنهاد می گردد که هر یک دارای نقاط قوت و ضعف هستند. اما در میان این روشها، روشهایی که دارای قیمت کمتر و سادگی بیشتر باشند به دلیل دارا بودن شرایط تبدیل شدن به روش های اقتصادی تولید نانوذرات از اهمیت بیشتری برخوردار هستند. یکی از روش های ساخت نانوذرات استفاده از تخلیه الکتریکی در خلاء، گاز فعال و یا مایع است که در این صورت می توان نانوذرات پایدار با خلوص زیاد تهیه کرد. استفاده از فاز مایع به خصوص به دلیل عدم نیاز به تجهیزات لازم برای جمع آوری نانوذرات از اهمیت بیشتری برخودار است.این آزمایش با هدف ساخت نانوذرات فلزی و یا اکسید فلزی در بستر مایع به روش تخلیه الکتریکی جریان مستقیم و بررسی تاثیر پارامترهای ساخت بر فرایند های مهم کندوگداز و تشکیل نانوذرات طراحی شده است. در این روش نانوذرات هر فلزی را در  مایعاتی مانند آب، اتانول و استن و با تغییر جریان تخلیه الکتریکی می توان تولید کرد.

 قابلیت ها:​

در شکل (1) نمای شماتیکی از چیدمان آزمایش نشان داده شده است.

 

 

​

                                                                                                           شکل(1)​

 

 

بطور کلی دستگاه از چندین قسمت تشکیل شده است که شامل 1- اند 2- کاتد 3- منبع جریان DC و 4- محلول است.

آند و کاتد از جنس فلزی هستند که می خواهیم نانوذرات آنها را تهیه کنیم. به علاوه فاصله میان اند و کاتد باید به گونه ای طراحی گردد که قابل تغییر باشد. با اعمال ولتاژ  و کاهش فاصله میدان الکتریکی به حدی افزایش می یابد که می تواند جریان الکتریکی را از مایع میان آند و کاتد عبور دهد. این فاصله به جنس مایع، ولتاژ اعمالی و انحنای نوک اند و کاتد وابسته است. به دلیل خورده شدن اند در حین اعمال ولتاژ (قوس الکتریکی) دو راهکار وجود دارد  1- کاهش فاصله میان اند و کاتد  2- اعمال ولتاژ بزرگتر تا قوس الکتریکی پایدار بماند. در این دستگاه منبع تغذیه به گونه ای طراحی گردیده است که با اعمال ولتاژ بزرگتر، جریان الکتریکی را ثابت نگه می دارد که منجر به پایداری قوس الکتریکی و پلاسمای تشکیل شده می گردد.

 

 

                                                                                                                                                                                                            

                                                                                                      شکل (2) نمایی از دستگاه

 

​
                                                                                               شکل (3) تصویر نانوذرات نقره بعد از 50 ثانیه