تحقیق مقاله کاربردهای فن آوری نانو در صنعت نساجی

نانو تکنولوژی در حقیقت علم ذرات و مواد در مقیاس  متر است.

فن آوری نانو بعنوان علم روز کاربردهای زیادی در صنعت نساجی داشته است که این مورد به بررسی و تولید مواد در مقیاس نانو پرداخته و امکان بهینه سازی خصوصیات مواد مورد استفاده که اغلب پلیمرها می باشند را به مهندسین می دهد. برای تولید مواد در این مقیاس دو روش کلی وجود دارد، یکی روش تولید از بالا به پایین و دیگری تولید از پایین به بالاست.بهترین،سریعترین و اقتصادی ترین روش تولید از بالا به پایین برای الیاف روش الکتروریسی است.این روش بر گرفته از روشهای سنتی و تولید الیاف (ذوب ریسی و محلول ریسی) می باشد.با این تفاوت که روشهای سنتی بر مبنای کشش می باشد.این روش برای اکثر پلیمرها مورد استفاده قرار می گیرد و روال کار به این صورت است که ابتدا محلول یا مذاب پلیمر تهیه شده و به داخل سرنگی مجهز به پمپ سرنگ با تزریق کاملاً یکنواخت منتقل می شود،جریان برقی با ولتاژ بالا بین سر سوزن سرنگ و صفحه جمع کننده که می تواند چرخان نیز باشد،برقرار ی شود که باعث ایجاد یک جت الکتریکی و در نتیجه انتقال محلول یا مذاب پلیمر باردار شده به روی جمع کننده می شودبعلت پیوستگی بار الکتریکی در اثر انتقال پلیمر به جمع کننده قطع شدگی صورت نمی گیرد.پارامترهای زیادی در کیفیت و یکنواختی الیاف تولید شده دخیل هستند،مانند ویسکوزیته محلول،سرعت دوران جمع کننده،سرعت تزریق،ولتاژ اعمال شده بین سر سوزن  جمع کننده و ...

کامپوزیتها که بعنوان ساده ترین کامپوزیت می توان به کاه گل اشاره کرد، امروزه به منظور استفاده در صنایع بسیار حساس تولید و مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه نانو کامپوزیتها در حال جایگزینی با فلزات سنگین هستند که با توجه به کارامد بودن آنها که در بیشتر موارد شامل خواص بهتر و وزن بسیار پایین تر می باشند می رود که جای خود را بعنوان ماده جایگزین در بدنه و موتور ماشینها، هواپیماها، موشکها و شاتلهای فضایی و موارد بسیار زیاد دیگر باز کند.

بعلت ابعاد کوچک الیاف در مقیاس نانو می توان از آنها برای تولید فیلترها استفاده کرد. که امروزه امکان تولید فیلترهای با کارایی بسیار بالا با این فن آوری فراهم شده است. در مورد کارایی بسیار بالا نانو فیلترها می توان به فیلترهایی اشاره کرد که عمل فیلتراسیون قارچها، باکتریها و حتی ویروسها را با راندمان مطلوب را انجام می دهند. نانو فیلترها علاوه بر کارایی بالا در زمینه ی فیلتر کردن مواد بسیار ریز، دارای سرعت بسیار بالاتری نسبت به فیلترهای معمولی بوده ضمن اینکه احیای آنها نیز بسیار راحت تر انجام می شود.

مقدمه:

ریچارد فاینمن طی یک سخنرانی در همایش جامعه فیزیک آمریکا در سال  1959 در مؤسسه تکنولوژی کالیفرنیا که بعد در آنجا استاد فیزیک شد، ایده‌هایی بنیادی در زمینه کوچک‌سازی نوشته جات ، مدارها و ماشینها ایراد کرد: "آنچه من می‌خواهم به شما بگویم، مسئله دستکاری و کنترل اشیاء در مقیاس کوچک است. تردیدی وجود ندارد که در نوک یک سوزن آنقدر جا هست که بتوان تمام دایره ‌‌المعارف بریتانیکا را جا داد." فاینمن برای به تفکر واداشتن محققین و تأکید نمودن بر عقیده‌اش مبنی بر امکان فیزیکی چنین معجزه‌ای ، جایزه‌هایی  1000  دلاری برای اولین افرادی که به اهداف مشخص شده‌ای در کوچک‌ سازی کتابها و موتورهای الکتریکی دست یابند تعیین کرد.

فاینمن تآکید کرد: "من در حال خلق ضد جاذبه نیستم که به فرض روزی اگر قوانین (فیزیک) آنچه ما می‌پنداریم، نبودند عملی شود. من صحبت از چیزی می‌کنم که اگر قوانین آنچه ما می‌پنداریم باشند، عملی خواهد بود. ما به آن دست پیدا نکرده‌ایم چون خیلی ساده هنوز در صدد انجام آن نبوده‌ایم." جمله معروف ریچارد فاینمن فیزیکدان برجسته در این زمینه که می‌فرماید: فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد، بیانگر این مدعاست. هر کشوری در پی آن است که فرصتها را کشف کند تا بتواند پیشرفت کند.

تاریخ کشورهایی که امروزه ما آنها را کشورهای پیشرفته و ثروتمند می‌دانیم هم حاکی از همین مسئله است، کشورهایی که به انقلاب صنعتی روی خوش نشان دادند، کشورهایی که با فناوری دیجیتال همگام شدند، کشورهایی که از همان ابتدا کامپیوتر و جهان پس از آن آنرا باور کردند و... .

 این فرصتها هر چندین سال یک بار اتفاق می‌افتند و هر کشوری که گوش به زنگ باشد می‌تواند از آثار مثبت آنها برخوردار شود. اکنون نانو تکنولوژی هم یک فرصت است، فرصتی که اگر به آن بها داده شود می‌تواند یک جهش علمی و اقتصادی در پی داشته باشد بخصوص برای کشور ما. ما باید علوم و فناوریهای جدید را با آغوش باز بپزیریم و برای آن هزینه کنیم.

اما متأسفانه به نظر نمی‌رسد که در کشور ما توجه خاصی به این مسئله شده باشد، اما حقیقتا درصد بسیار کمی از این حرفها راهی بسوی عملی شدن پیدا می کنند. هر کشوری در پی آن است که فرصتها را کشف کند تا بتواند پیشرفت کند. در نیم قرن گذشته شاهد حضور حدود پنج فناوری عمده بودیم، که باعث پیشرفتهای عظیم اقتصادی در کشورهای سرمایه گذار و ایجاد فاصله شدید بین کشورهای جهان شد.

متأسفانه در کشور ما بدلیل فقدان جرأت علمی و عدم تصمیم گیری به موقع ، به این فرصتها پس از گذشت سالیان طلائی آن بها داده می‌شد که البته سودی هم برای ما به ارمغان نمی‌آورد، همچون فنآوری الکترونیک و کامپیوتر در دو سه دهه گذشته که امروزه علیرغم توانایی دانشگاهی و داشتن تجهیزات آن ، هیچگونه حضور تجاری در بازارهای چند صد میلیاردی آن نداریم. فناوری نانو جدیدترین این فرصتهاست، که کشور ما باید برای حضور یا عدم حضور در آن خیلی سریع تصمیم خود را اتخاذ کند.[1]

دیدکلی:

در دو دهه اخیر ، پیشرفتهای تکنولوﮋی وسایل و مواد با ابعاد بسیار کوچک بدست آمده است و بسوی تحولی فوق‌العاده که تمدن بشر را تا پایان قرن دگرگون خواهد کرد ، ﭘیش می‌رود. برای احساس اندازه‌های فوق ریز ، قطر موی سر انسان را که یک دهم میلیمتر است در نظر بگیرید، یک نانومتر صد هزار برابر کوچکتراست.

 تکنولوﮋی و مهندسی در قرن پیش با وسایل ، اندازه گیریها و تولیداتی سر و کار خواهد داشت که چنین ابعاد فوق ریزی دارند. درحال حاضر ﭘروسه‌های در ابعاد چند مولکول قابل طراحی و کنترل است.

تاریخچه

تکنولوﮋی در قرن گذشته در هر چه ریزتر کردن دانه‌های بزرگتر ﭘیشرفت چشمگیری داشته است.تکنولوﮋی نو درقرن حاضر مسیر عکس را طی می‌کند. یعنی مواد فوق ریز را باید ترکیب کرد تا دانه‌های بزرگتر و کارآمد بوجود آورد. درست همان روشی که در طبیعت برای تولید کردن حاکم است. مجموعه‌های طبیعی ، ترکیبی از دانه‌های فوق ریز قابل تشخیص با خواص مشابه و یا متفاوت با اندازه‌هایی در حدود نانو است.

معجزه نانو تکنولوژی:

به احتمال زیاد قبل از پایان هزاره سوم انسان در بدن خود انواع لوازم مصنوعی و دیجیتالی را خواهند داشت. از بیماری ، پیری ، درد ستون فقرات ، کم حافظه‌ای و ... رنج نخواهد برد. قابلیت فهم و تحلیل اطلاعات در مغز آنها در مقایسه با امروز بینهایت خواهد شد. در هزاره‌های آینده انسانهای طبیعی مانند امروز احتمالا برای مطالعات پژوهشی نگهداری شده و به نمونه‌های آزمایشگاهی و بطور حتم قابل احترام تبدیل خواهند شد و مردمان آینده از این همه درد و ناراحتی که اجداد آنها در هزاره‌های قبل کشیده‌اند، متعجب و متأثر خواهند بود.[1]

فناوری نانو چیست؟ 

به طور کلی این فناوری عبارت از کاربرد ذرات در ابعاد نانو است. یک نانومتر، یک میلیاردم متر است. از دو مسیر به این ابعاد می توان دسترسی پیدا کرد. یک مسیر دسترسی از بالا به پایین و دیگری طراحی و ساخت از پایین به بالا است. در نوع اول، ساختارهای نانو با کمک ابزار و تجهیزات دقیق از خرد کردن ذرات بزرگ تر حاصل می شوند. در طراحی و ساخت از پایین به بالا که عموما آن را فناوری مولکولی نیز می نامند، تولید ساختارها، اتم به اتم و یا مولکول به مولکول تولید و صورت می گیرند. به عقیده مدیر اجرایی موسسه نانوتکنولوژی انگلستان، فناوری نانو ادامه و گسترش روند مینیاتوریزه کردن است و به این طریق تولید مواد، تجهیزات و سامانه هایی با ابعاد نانو انجام می شود. درحقیقت فناوری نانو به ما امکان ساخت طراحی موادی را می دهند که کاملا دارای خواص و اختصاصات جدید هستند.

به بیان دیگر این نوع فناوری چیزهایی را که در اختیار داریم با خصوصیات جدید در اختیار قرار می دهد و یا آنها را از مسیرهای نوینی می سازد. اما گویا صنایع داروسازی از مدت ها قبل به ساخت ذرات ریز مشغول بوده اند. به نظر پروفسور  Buckton، طی سخنرانی که در کنفرانس علوم دارویی انگلستان  (BPC) انجام داد ادعا نمود که فناوری نانو در داروسازی اصطلاح تازه به کار گرفته شده ای برای فناوری تولید ذرات در اندازه میکرونی  (particles Micro) است که از سال ها قبل تهیه و ساخته می شده اند. پس چه چیزی در این بین جدید خواهد بود؟ به عقیده مدیر اجرایی موسسه فناوری نانو انگلیس، دستیابی و ساخت دستگاه های آنالیز پیشرفته و ابداع روش های آنالیز نوین سبب می شود تا ما بتوانیم رفتار مواد را به دقت مورد شناسایی قرار دهیم و از این رهگذر بتوانیم آنها را با ظرافت خاصی دستکاری کنیم.[2]

تازه‌های نانو تکنولوژی:

شرکت Mobil  کاتالیستهای نانو ساختاری را برای دستگاههای شیمیایی تولید کرده است و شرکت Merck  ، داروهای نانو ذره‌ای را عرضه کرده است.

شرکت تویوتا در ژاپن مواد پلیمری تقویت شده نانو ذره‌ای را برای خودروها ، سامسونگ الکترونیک در کره ، در حال کار بر روی سطح صفحات نمایش توسط نانو لوله‌های کربنی هستند.[3]،[4]،[5]

چشم انداز فناوری نانو تکنولوژی:

انتظار می‌رود که مقیاس نانو متر به یک مقیاس با کارایی بالا و ویژگیهای منحصر بفرد ، طوری ساخته خواهند شد که روش شیمی سنتی پاسخگوی این امر نمی‌تواند باشد.

نانو تکنولوژی ، مراقبتهای بهداشتی ، طول عمر ، کیفیت و تواناییهای جسمی بشر را افزایش خواهد داد.

تقریبا نیمی از محصولات دارویی در  10  تا  15  سال آینده متکی به نانو تکنولوژی خواهد بود که این امر ، خود  180  میلیارد دلار نقدینگی را به گردش در خواهد آورد.

کاتالیستهای نانو ساختاری ، در صنایع پتروشیمی دارای کاربردهای فراوانی هستند که پیش‌بینی شده است این دانش ، سالانه100 میلیارد دلار را طی  10  تا  15  سال آینده تحت تأثیر قرار دهد.[1]

استفاده تایلند از نانو تکنولوژی برای بهبود کیفیت ابریشم:

21 ژانویه 2004 فیزیکدانان تایلندی به منظور بهبود کیفیت ابریشم، در مسیر جدیدی از نانو تکنولوژی وارد شده اند.

تحقیقات اخیر جزئی از یک پروژه سه ساله است که تأکید زیادی بر روی استفاده از روش "پرتوهای ذره ای پلازما" دارد.

دکتر تیرافات ویلاتیونگ از دانشگاه چیانگ می در مقایسه روش فوق با روش بحث بر انگیز GM که در آن ژن های خرجی به درون گونه ها اضافه می شوند ابراز داشت:"این روش با روش اصلاح ژنتیکی اندامها متفاوت است."

با انجام مطالعات با نانو تکنولوژی در جهت بهبود کیفیت ابریشم تولیدات ابریشم سه کشور صادر کننده آن یعنی ایتالیا،هند و چین تحت الشعاع قرار خواهد گرفت.

یکی از مهندسان پلاسمای دانشگاه چیانگ می اظهار داشت، که وی قصد دارد با استفاده از روش پلاسما،سطح ابریشم را روکش می کنند.در نتیجه ابریشم به آسانی تر نمی شود و گرد و خاک کمتری جذب می نماید.

پلاسما یا گازی که اتمهای منفرد آن باردار شده می تواند سبب تغییراتی نانو متری و نا محسوس بر روی سطح ابریشم شود.خصوصیات جدید را می توان بوسیله لیز خوردن یک قطره آب بر روی سطح ابریشم مشاهده نمود.تحقیقات نانو تکنولوژی در دانشگاه چیانگ می بوسیله شورای ملی تحقیقات تایلند تأمین مالی می شود.این سازمان حدود 14 میلیون بَت برای شروع کار در سال 2004 اختصاص داده است.همچنین سال گذشته یک مرکز نانو تکنولوژی در وزارت علوم تایلند دایر شده است.

تیرافات گفت:"کشور ما حدود 5 تا 10 سال از ژاپن عقب تر است.[6]

لباسهای بی نیاز از شستشو:

ژانویه 2004 شرکت سوئیسی شولر،برای اولین بار پارچه ای موسوم به Nanosphere را در مجموعه زمستانی 2004-2005 ارائه نمود که بی نیاز از شستشو بوده یا به راحتی شستشو می شوند.

این پارچه ها با استفاده از اصل "خود تیز شوندگی یا self cleaning" در برگ برخی گیاهان و بال حشرات طراحی شده اند.بر روی سطح الاف پارچه،نانو ذراتی وجود دارد گه موجب پدید آمدن زبری های نانو متری بر روی پارچه می شود.زبری ها باعث دفع سریع قطرات آب،ذرات چرک و چربی از روی پارچه می شوند.

پارچه های فوق، مزایای بسیار زیادی دارند و نگهداری آنها بسیار راحت .از جمله این مزایا می توان به صرفه جویی در مصرف آب و انرژی برای شستشو لباس ها و نیز کاهش آلودگی های ناشی از پاک کننده ها و پودرهای لباسشویی اشاره نمود.

استفاده از نانو ذرات در ساختار پارچه، بر راحتی، شکل و انعطاف آن تأثیر منفی ندارد و لباسهایی که از چنین پارچه هایی درست می شود، علاوه بر انعطاف پذیری،بسیار محکم می باشد و مقاومت به خش بالایی دارد.[7]

پارچه های ضد چروک و ضد لکه:

شرکت امریکایی Nano-tex با اضافه نمودن ساختارهای مولکولی به الیاف کتان، الیافی را ساخته است که مایعات و لکه ها بر روی آنها حرکت نموده و جذب نمی شوند.بنابر این چنانچه قهوه بر روی شلوار سفید رنگی ریخته به طرز شگفت انگیزی بر روی آن حرکت کرده و جذب نمی شود (مانند حرکت قطرات آب بر روی پرهای غاز).

شرکت سوئیسی Nano-sphere اخیراً در رقابت با سرکت فوق محصولاتی تولید کرده است که نه تنها در صنایع پوشاک سازی بلکه در بخشهای پزشکی و لوازم خانگی مثل مبلمان کاربرد دارند.محصولات این شرکت ضد چربی نیز می باشند.[8]

نانو جوراب:

نه تنها ورزشکارها بلکه اکثر مردم از عرق پا رنج می برند و نمی توانند آن را تحمل نمایند.

بطور طبیعی هر پا دارای 250000 غده غرقی است که قادرند حدود 500 میلی لیتر عرق در روز تولید نمایند.

عرق پای ورزشکاران ناشی از قارچهایی است که بین پنجه ی پا و چین چروک پوست جمع می شوند.اخیراً جورابهایی از جنس کتان که بوسیله ی نانو ذرات نقره بهبود یافته اند بوسیله شرکت SoleFresh واد بازار شده است.

نانو ذرات نقره از رشد باکتری ها و قارچ ها جلوگیری نموده و بدین وسیله از چرب شدن و بد بو شدن پا جلوگیری می کند.[9]

توپها و راکتهای تنیس با کیفیت بالا:

توسعه پایدار مواد، به تازگی کارخانجات ساخت تنیس را بر آن داشته است که از نانو تکنولوژی استفاده نمایند.در سال 2002 کارخانه فرانسوی Babolat راکت های مدل VS Nanotube Drive Light-Weight را که با استفاده از نانو لوله های کربنی ساخته شده بودند را به بازار عرضه نمود.

نانو لوله های کربنی صد برابر محکمتر از فولاد و شش برابر سبکتر از آن می باشند.این مواد سبب افزایش سفتی و استحکام پایدار کننده های موجود در دو ظرف راکت تنیس می شوند.

به کفته مسؤولین کارخانه Babolat راکتهای نوع VA Nanotube پنج برابر مستحکمتر از راکتهای کربنی موجود می باشند و نیروی بیشتری را به توپ وارد می کنند.

شرکت InMat توپهای تنیسی با نام Wilson double Core ساخته است که درون آنها نانو کامپوزیت وارد شده است.

INMat برای آئرودینامیک تر شدن این توپها، هسته داخلی آنها را با ورقه هایی از نانو کامپوزیتهای پلیمر-خاک رس به ضخامت 20 میکرو متر لایه نشانی می کند(ضخامت هر کدام از این ورفه ها 1 نانو متر است).در اثر این فرآیند هیچ تغییری در وزن و الاستیسیته آنها بوجود نمی آید.

قیمت این توپها 5/1 دلار از قیمت توپهای معمولیبیشتر و طول عمر آنها دو برابر توپهای معمولی است.این توپها در جام Davis مورد استفاده قرار گرفتند.[9]

نانو فیلتراسیون:

شرکت آرگوناید فیلتر جدیدی با نام تجاری NanoCeram تولید نموده است.

فن آوری تولید این فیلتر،مبتنی بر الیاف 2 نانومتری اکسید آلومینیوم می باشد که دارای خاصیت الکتروپوزیتیویته  بالایی است.نسبت جدا سازی ویروس در فیلتر فوق در سرعت فیلتراسیون 30 تا 60 سانتی متر بر دقیقه،در حدود یک تا ده میلیون می باشد. شدت فیلتراسیون این فیلترها  در این سرعت، حدود 500 برابر فیلترهای غشایی بسیار متخلخلی است که برای فیلترهای غشایی بسیار متخلخلی است که برای فیلتر نمودن ویروس ها بکار می روند.

هنگامی که یک توده نازک از این فیلترها در کروماتوگرافی بکار برده می شود،می توان ذرات ویروس را بر حسب بار یا دانسیته ی بار مرتب نمود.اسیدهای نوکلئیک سبب جذب بیشتر DNA (حدود 200 میکروگرم بر سانتی متر مربع) و RNA بر روی سطح فیلتر می شوند. میزان جذب RNA حدود دو تا سه برابر بیشتر از DNA است.

چنانچه محلول حاوی DNA از روی این فیلترها عبور داده شود،یک لایه از فیلتر(با ضخامت حدود 4/1 میلی لیتر) حدود 5/99% از اسیدهای نوکلئیک را حذف نمود.

فیلترهای جدید حدود 9999/99% از ویروسها و باکتری ها و میکروب هایی مانند کریپتواسپوریدیم را با شدت جریان حدود 200 برابر سریع تر از غشاهای جدا کننده ی ویروسها، فیلتر می نمایند.

این نانوفیلترها بسیار منحصر به فرد بوده،هر چه اندازه ی ذرات فیلتر شونده کوچکتر باشد،کارآیی آنها بهتر می شود.

خلاصه ای از خصوصیات و مزایای این نانو فیلترها در زیر آمده است:

1-تصفیه شدید ویروسها (با نسبت جداسازی در حدود میلیون).با افزایش ضخامت فیلتر، قابلیت تصفیه ی ان افزایش می یابد.

2-شدت فیلتراسیون بالا.شدت فیلتراسیون در این نوع فیلترها حدود صدها برابر بیشتر از غشاهای  دیگر است.تحمل سرعت جریان حدود 0.5 Cm/Sec  در اختلاف فشاری حدود 3/0 تا 1 بار.

3-احیای آسان این فیلترها بوسیلهEDTA درPH خنثی،یابوسیله کربنات سدیم 2/0 نرمال درPH حدود10

4-جذب پروتئین های خاص(به عنوان مثال BSA) در آب نمک و بدون احتیاج به فعال سازی سطحی

5-جدا سازی ماکرو مولکولها بر حسب بار به جای جدا سازی  بر حسب اندازه

کاربردهای پیشنهادی:

-جدا سازی کروماتوگرافی اسیدهای نوکلئیک و پروتئین ها مخصوصاً به این دلیل که در فرایند کروماتوگرافی به شدت جریان بالایی نیاز است.

-استریلیزه نمودن آب به منظور استفاده در اهداف نظامی،پزشکی و دندان پزشکی

-استریلیزه نمودن فیلتر سرم های پزشکی و سیالات زیستی

-جداسازی ماکرو مولکول ها مانند ویروس ها، پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک بر پایه خواص الکتریکی ذرات (مثل فیلتراسیون بسیار کارای اندوتوکسین بعنوان یک ماده ی تب زا).

-مهندسی بافت (مثلاً سرعت رشد سلولهای استخوان و دندان بر روی این الیاف به ترتیب 4،3،2 برابر تیتانیوم در 3،1 و 5 روز است).

-جدا سازی چند حالته (بر حسب اندازه و بار)

-تغلیظ به منظور کاربردهای آنالیز زیستی (درجه ی بالایی از غن سازی قابل حصول است).[10]

نانو الیاف کربنی:

نفت خام در حقیقت مخلوطی از هیدرو کربنهای مختلف است که در مراحل مختلف تقطیر نفت که در اصطلاح به آن پالایش می گویند،از هم جدا می شوند.آن چیزی که در نهایت از پالایش نفت بر جای می ماند قیر(Pitch)می باشد که یکی از  پایه های اصلی الیاف و لوله های کربنی است.

تحقیقات انجام شده برای تولید نانو لوله های کربنی در پژوهشگاه صنعت نفت موجب دستیابی به موفقیتهای چشمگیری در این عرصه شده است که تولید نانو لوله های کربنی با استفاده از روش رسوب گیری شیمیایی بخار هیدرو کربنها از جمله آنهاست.

که نتیجه ی آن تولید نانو لوله های کربنی تک دیواره با کیفیت و خلوص بالا،تولید نانو لوله های کربنی با ساختار بامبو و کنترل تخلخل در محصولات تولیدی اشاره نمود.

واکنش رسوب گیری شیمیایی بسته به نوع کاتالیست بوسیله هیدرو کربنهای مختلف در دمای 600 تا 1000 درجه سانتیگراد انجام می پذیرد.

روش تولید شامل سه مرحله ساخت کاتالیست،رسوب گذاری و خالص سازی و تعیین مشخصات می باشد.[1]

لوله های انتقال گاز نانوژل:

نانوژل سبکترین و بهترین عایق جامد در جهان است،که برای کاربردهای مختلف به صورت ذره ای برای بهبود بنیادی عملکرد حرارتی در طیف وسیعی از سیستمها،تولید می شود.

مزایای منحصر به فرد استفاده از نانو ژل در سیستمهای ایزوله:

•قابلیت هدایت بسیار پایین به علت منافذ در ابعاد نانو.

•کارایی بالا در محدوده حرارتی زیاد

•خصوصیت تراکم مکانیکی خوب توسط ساختار فنری نانو

•نهایت آبگریزی،که خشک ماندن مواد را تضمین می کند

•روکش کوچکتر لوله برای سیستمهای لوله در لوله

•محکم و ایمن برای خطوط لوله های انتقال گاز و فرآورده های نفتی تحت فشار بخصوص LNG

•راندمان بیشتر تانکرهای LNG و کشتی های ذخیره سازی

•استفاده از منابع محلی برای ساخت آن و...

این لوله ها دارای دانسیته 70 تا 120 کیلو گرم بر متر مکعب است و ظرفیت گرمایی آن نیز تقریباً برابر با 1 کیلوژول بر کیلو گرم درجه کلوین است.[11]

نانو کاتالیستها تهدیدی برای بازار نفت:

در جهان امروز بیشتر کشورها برای تأمین انرژی خود شدیداً وابسته به سوختهای فسیلی هستند که در نتیجه آن افزایش قیمت نفت موجب خسارات شدید اقتصادی می شود.پیشرفتهای اخیر نانوکاتالیستها در حال تغییر سریع بازار سوختهای فسیلی است که در نتیجه این پیشرفتها کنترل و جهت گیری بازار سوخت در اختیار کشورهای صاحب فن آوری قرار می گیرد.

در این مورد می توان به مایع سازی زغال سنگ در چین اشاره کرد که البته ایالات متحده نیز در آن مشارکت دارد.این فن آوری ها هنوز در مراحل اولیه ی خود هستند اما اهمیت این موضوع در بحث انرژی موجب سرمایه گذاریهای کلانی در این صنعت شده است.بخصوص دولت چین که دارای منابع زیاد ذغال سنگ است و سرمایه گذاری در این زمینه می تواند از واردات نفت بی نیاز شود.البته این صنعت شاید باعث کاهش قیمت نفت و سقوط اقتصاد کشورهای خاور میانه نشود ولی در هر صورت از قدرت آنها در تأثیر بر روی اقتصاد جهان خواهد کاست.[1]

آزمایشگاهی کامل و مجهز در ابعاد یک تراشه کوچک(Lab on a Cheap)

در آزمایشگاهها دو روش کلی آزمایش وجود دارد یکی روش میکرو و دیگری روش ماکرو،که در روش اول مواد در مقیاس کم مورد آزمایش قرار می گیرد که به این علت که مقدار مواد کم است، نیاز به تجهیزات بسیار دقیق و پیچیده برای حصول دقت مورد نیاز است بنابر این می توان گفت که به آزمایشگاهای بزرگ و کاملاً مجهز جهت نیل به این هدف نیاز است،اما در روش دوم به علت بالا بودن حجم مواد، آزمایش دقیق تر انجام شده و نیاز به تجهیزات بسیار دقیق نیست.

روش اول باعث پیدایش یک ایده شد، که بعدها با فن آوری نانو تکمیل گردید و به صورت یک آزمایشگاه کامل در ابعاد یک تراشه در آمد.

این سیستم با بکارگیری نانو لوله ها و نانو سیمها در بستری مناسب آزمایش مورد نظر را انجام می دهد.در این بستر فاکتورهای مختلف آزمایش مانند دما و فشار با دقت بالا کنترل شده و میزان مواد آزمایش با دقت بالا به بستر آزمایش وارد می شوند که کنترل دقیق همه ی این عوامل به خاطر فن آوری نانو است.

اکنون این تراشه های کوچک، یک آزمایشگاه مجهز به شمار می رود که آزمایشهای شیمی و پترو شیمی را با دقتهای بسیار بالا برای ما انجام می دهد و البته مقدار ماده مورد نیاز برای آزمایش نیز فوق العاده کم است که علاوه بر دقت بسیار خوب از مزیتهای مهم آن به شمار می رود،این مسأله هنگامی برجسته می شود که مقدار مواد ما برای آزمایش بسیار کم است و دسترسی به مقدار کافی از مواد مورد آزمایش نداریم یا مواد اولیه آزمایش بسیار پر هزینه می باشد.

این تراشه که بوسیله کامپیوتر کنترل می شود در نهایت موجب صرفه جویی اقتصادی از لحاظ مواد مورد نیاز و مکان آزمایشگاه می شود.[1]

نانوالیاف

هنگامی که قطرالیاف پلیمری از میکرون به چندصد نانومترکاهش یابد، می توانند خواص شگفت انگیزی نظیرنسبت سطح به حجم بسیاربالا (این نسبت برای الیاف نانونسبت به الیاف میکرو می تواندبیش از هزاربرابرباشد)، انعطاف پذیری مناسب و کارآیی بالای مکانیکی درمقایسه بامواد شناخته شده بدست آورند. این خواص برجسته، نانوالیاف پلیمری راکاندیدای مناسبی جهت بسیاری از کاربردهای مهم می نماید. درسال های اخیرتعدادی ازروش ها، نظیرکشش، سنتزدرقالب، جداسازی فاز، خودگردآوری، الکتروریسی برای تهیه نانوالیاف پلیمری به کارگرفته شده اند.

الکتروریسی:

الکتروریسی تنها روشی میباشدکه میتواند نانوالیاف منفرد و ممتد را با میزان تولید بالا تهیه نماید. دراین روش نانو الیاف پلیمری می توانند مستقیماً از محلول پلیمری به نانو الیاف پلیمری تبدیل شوند.

الکتروریسی ریسیدن نانوالیاف پلیمری تا قطر چند ده نانومتر به روشی است که تکیه بر نیروهای الکترواستاتیکی دارد. در یک پروسه، بین قطره ای از یک محلول پلیمری یا مذاب آن که در نوک یک نازل آویزان است و یک صفحه فلزی جمع کننده پتانسیل الکتریکی اعمال می شود. با بالا رفتن میدان الکتریکی قطره پلیمری شروع به کشیده شدن می کند تا اینکه این نیرو بر نیروی تنش سطحی قطره غلبه کرده و یک جت شارژ شده بسیار نازک از محلول پلیمری از سطح قطره خارج شده و به سمت فلز جمع کننده سرعت می گیرد. پس از طی مسیرکوتاهی دافعه متقابل شارژهای حمل شده در سطح جت، آنراخم کرده وجت، مسیرخودرابصورت مارپیچ وحلقه ای ادامه خواهدداد. بدین ترتیب جت در فاصله کم نازل تاجمع کننده می تواند مسیر بسیار زیادی را طی کرده، تانیروهای الکتریکی آنرا هزاران بار کشیده ونازک نمایند.

استفاده از این تکنولوژی جدید ما را در انجام کار هایی که زمانی غیر ممکن می نموده رهنمون می سازد، درسالهای اخیر از این شیوه برای ساخت الیاف نانودرمحدوده وسیعی از پلیمرها و درکاربردهای مختلف نظیر ساخت فیلترها، تقویت در کامپوزیت ها، کامپوزیتهای شفاف، نانو الیاف کربن، نانوالیاف هادی، نانوالیاف توخالی، نانوالیاف سرامیکی ، سنسورهای بسیار حساس ، قالب برای رشد بافت زنده بدن، پرکردن بافت های آسیب دیده ، بافته های ضد باکتری، حمل دارو، پوشش زخم، ماسک های آرایشی و...به کاررفته اند که به یک مورد آن اشاره می شود.

پوشش زخم :نانو الیاف ساخته شده از پلیمرهای سازگار با بدن و با خواص و ساختارهای خاص می تواند برای معالجه زخم و یا سوختگی بکار روند. این الیاف می توانند بطور مستقیم بر روی زخم به همراه دارو الکتروریسی شده تا بافتهای آسیب دیده را حمایت و تشویق به بازسازی خود کنند  بگونه ای که پس  از آن اثری از جای زخم که در معالجه های معمولی باقی می ماند نباشد.