نانومواد چیست؟

نانومواد موادی هستند که ساختاری در مقیاس نانومتری دارند. واژه نانو از کلمه یونانی «νᾶνος» به معنای «کوتوله» گرفته شده است. نانومواد خواص مکانیکی، نوری و الکتریکی از خود نشان می دهند که به طور مشخصی با مواد حجیم مربوطه متفاوت است.

اگرچه نانومواد به طور طبیعی نیز وجود دارند (مثلاً رنگدانه‌های حساس به نور در گیاهان که فتوسنتز را ممکن می‌سازد)، حوزه تحقیقاتی نانومواد عمدتاً بر روی نانومواد مهندسی شده.

نانومواد را می توان از طریق a ساخت از بالا به پایین رویکرد یا الف از پایین به بالا رویکرد.

در حالی که رویکرد بالا به پایین از تکنیک‌های ریزساخت مانند فوتولیتوگرافی برای کاهش مقیاس مواد استفاده می‌کند، رویکرد پایین به بالا شامل مونتاژ اتم‌ها و مولکول‌ها در نانوساختار مورد نظر است.

طبقه بندی نانومواد

معمولاً نانومواد بر اساس ابعادشان دسته بندی می شوند. این بر اساس تعداد ابعادی است که در مقیاس نانومتری (<100nm) محدود نمی شوند.

• صفر بعدی نانومواد (0D): رایج ترین نانومواد 0D نانوذرات هستند. این ذرات در تمام ابعاد خود کاملاً محدود به محدوده نانو هستند.
• یک بعدی نانومواد (1D): نانومواد 1 بعدی دارای یک بعد هستند که خارج از مقیاس نانومتری است و بنابراین شکل سوزنی مانند دارند. نمونه های رایج شامل نانوسیم ها و نانولوله ها است.
• دو بعدی نانومواد (2 بعدی): نانومواد 2 بعدی شکل صفحه مانندی دارند زیرا تنها یک بعد محدود به مقیاس نانو است. نانو پوشش ها و نانوفیلم ها به عنوان نانومواد دو بعدی در نظر گرفته می شوند. علاوه بر این، گرافن و کلاس دی‌کالکوژنیدهای فلزات واسطه تک لایه (TMD) نیز در این دسته قرار می‌گیرند.
• سه بعدی نانومواد (3D): نانومواد سه بعدی هیچ گونه محدودیت ابعادی در مقیاس نانو ندارند و بنابراین به عنوان نانومواد حجیم نیز شناخته می شوند. با این حال، آنها دارای ساختاری نانوبلور هستند یا دارای ویژگی هایی در مقیاس نانو هستند، مانند پراکندگی نانوذرات یا سطوح نانوساختار. همچنین نانوکامپوزیت ها نیز در این دسته قرار می گیرند.

نانومواد، نانوتکنولوژی و طراحی: مقدمه ای برای مهندسان و معماران: Daniel L. Schodek, Paulo Ferreira, Michael F. Ashby, Butterworth-Heinemann, 2009

کاربردهای نانومواد. در: کتاب درسی علوم و نانوتکنولوژی: بی‌اس مورتی، پی. شانکار، راج بی.، بی‌بی راث، جی. مردای، اسپرینگر، 2013