مواد نانو حفره ای

مواد نانو حفره ای

نانوحفره دسته ای از مواد نانوساختاری هستند که شامل حفره‌های نانو مقیاس می‌باشند.

آنها را نباید بانانو فوم ها یا نانو منفذها که حاوی شبکه ای از حفره‌های ریز هستند اشتباه گرفت.

مواد نانوحفره ای دارای حفراتی كوچكتر ازnm 100 هستند.

ویژگی نانوحفره‌ها داشتن حفره‌هایی یکنواخت و گسترش یافته در یک سطح از ماده است.

آنها ساختاری معکوس با نانوستونها و نانو سیم ها دارند.

مواد نانو حفره‌ای به‌طور گسترده در سیستم‌های زیستی موجود است.

بعضی از غشاهای نانوحفره ای موجود در طبیعت مانند دیوارهٔ سلول‌ها، قابلیت عبور دادن انتخابی مواد از خود را دارند.

این مواد کاربردهای مختلف و فراوانی دارند.

از این مواد برای ارسال داروها به قسمت‌های مورد نظر در بدن استفاده می‌شود.

 كاربرد های جالب توجه نانوحفره

نانوحفره استفاده‌های متنوعی دارد، از ساخت سوپرلنزها که در آن از یک سطح فلزی برای تولید نانوحفره استفاده می‌کنندتا ساخت ابزارهای فوتوولتاییک برای بهبود استخراج حاملو جذب بهتر نور.

ساختارهای نانوحفره به‌طور گسترده‌ای برای ایجاد بلورهای فوتونیکی به ویژه برای ساخت موجبرهای کریستال فوتونی استفاده می‌شود.

روشهای ساخت مواد نانوحفره ای

می توان به طور انتخابی موادی را از یك جامد استخراج كرده، حفراتی در جای آنها ایجاد نمود، یا مخلوطی از پلیمر ها را با حرارت دهی به صورت جامدات نانوحفره ای در آورد، به نحوی كه یكی از پلیمر ها تجزیه شده و خارج شود.

از روش سل ژل نیز می توان در ساخت مواد مبتنی بر ژل سود جست.

همچون آئروژل ها كه انتشار یك گاز در یك ژل به جامد ی بسیار سبك منجر می شود.

راهكار های مرسوم لیتوگرافی و تلفیق لیتوگرافی نرم با(Etching) حكاكی نیز می توانند نانوحفره بیافرینند .

این راهكار فوق العاده ساده و در عین حال قابل انعطاف است.

مواد نانوحفره ای توده ای

مساحت سطحی یك جامد با نانوحفره ای شدن آن افزایش می یابد و سبب بهبود خواص كاتالیزوری، جذبی و جذب سطحی آن می شود.

زئولیت ها – كه قسمی از مواد معدنی طبیعی یا مصنوعی دارای حفرات نانومقیاس و بزرگتر هستند- ده ها سال به عنوان كاتالیزور هایی مؤثر به كار رفته اند.

مساحت سطحی جامدات نانوحفره ای عموماً در حد چندصد مترمربع بر گرم می باشد.

جامدات نانوحفره ای از انواع مواد ازجمله كربن، سیلیكون، سیلیكات ها، پلیمرها، سرامیك ها، مواد معدنی فلزی و تركیبات مواد فلزی و آلی یا مواد آلی و سیلیكون مثل متیل سیلسزكیوكسان  ساخته می شوند.

سیلیكون نانوحفره ای- كه از طریق حكاكی سیلیكون با اسیدها به دست می آید- توانایی خود را در انتشار نور تحریك شده (مشابه لیزرها) نشان داده است.

یكی از مشكلات سیلیكون نانوحفره ای در مصارف نوری ناپایداری آن است.

سیلیكون نانوحفره ای خواص جالب متعددی، مثل قابلیت تغییر ضریب شكست آن با نور و توانایی نشر امواج صوتی با تحریك حرارتی دارد.

این ماده می تواند بدون وجود محیط خلاء به نشر الكترون (ایجاد جریانی از الكترون ها) بپردازد.