نانوپودرها از مهمترین محصولات فناورینانو با کاربردهای گسترده در صنایع مختلف هستند. از جمله این کاربردها میتوان به تولید مواد منفجره با پتانسیل بالاتر، رنگها و روکشها، پلیمرها و بیوپلیمرها، واسطههای شیمیایی، چسبها، نانوکامپوزیتها، سایندهها، ابرساناها و غیره اشاره کرد. با توجه به اینکه کاربردهای زیادی برای نانوپودرها در زمینههای مختلف وجود دارد، لذا توجه فراوانی روی روشهای تولید نانوپودرها تمرکز یافته است.
روشهای متعددی برای تولید نانوپودرها وجود دارد که هر روش میتواند منجر به تهیه نانوپودرهایی با خواص متفاوت شود. اخیراً سیالات فوق بحرانی (SCF) یا گازهای فشرده بعنوان یک محیط مناسب برای کریستالیزاسیون و تولید نانوپودرها پیشنهاد شدهاند. سیالات فوق بحرانی دارای خواص شبه گازی و شبه مایع میباشند که علاوه بر ارزان بودن، اثر آلودهکنندگی نیز ندراند و موجب کنترل دقیق فرآیند کریستالیزاسیون شده و توانایی تولید ذرات بسیار ریز با مورفولوژی و توزیع اندازة ذرات مناسب را فراهم میآورد. در این مقاله به توضیح فرآیندهای مختلف تولید نانوپودرها بر پایه سیال فوق بحرانی اعم از انبساط سریع محلول فوق بحرانی (RESS)، آنتیحلال فوق بحرانی (SAS)، ذرات حاصل از محلول اشباع گازی (PGSS)، کاهش فشار محلول آلی مایع منبسط شده (DELOS) و مقایسه این روشها پرداخته شده است. همچنین توضیح مختصری دربارة پارامترهای مهم و مؤثر بر روی محصول نهایی، مزیتهای خاص هر روش و برخی دادههای تجربی آورده شده است.
روشهای رایج برای کاهش اندازه ذرات شامل آسیابکاری، خشک کردن پاششی و تبخیر حلال است؛ هرکدام از این روشها دارای معایبی نظیر تغییر کیفیت به علت اثرات حرارتی یا شیمیایی، توزیع گسترده اندازه ذرات، مصرف زیاد حلال، و مشکلات زدودن حلال میباشند. برای مثال فرایند خشک کردن پاششی میتواند از لحاظ حرارتی موجب تخریب ترکیبات شود، یا در فرایند آسیابکاری، توزیع گسترده ای از اندازه پودرها حاصل شود و در روشهای تبخیر حلال/ امولسیون، زدودن حلالهای باقیمانده مشکل باشد. بنابراین ترکیبات خاص مثل مواد منفجره، واسطههای شیمیایی، پیگمنتها و رنگها به دلیل حساس بودن نمیتوانند در چنین فرایندهایی به کار روند.
اخیراً سیالهای فوق بحرانی (SCF) یا گازهای فشرده به عنوان یک محیط مناسب برای انجام فرایند تبلور و تولید نانوپودرها پیشنهاد شدهاند. یک سیال فوق بحرانی ترکیبی است که در دما و فشار بالاتر از نقطه بحرانی خود قرار دارد. به عنوان مثال سیال فوق بحرانی مورد استفاده میتواند کربن دیاکسید باشد که علاوه بر ارزان بودن، اثر آلودهکنندگی نیز ندارد و پارامترهای بحرانی آن ( PC= 73. 9 bar , TC= 31. 1˚C) در یک دستگاه صنعتی به سادگی قابل حصول است. استفاده از سیال فوق بحرانی، کنترل دقیق فرایند تبلور و توانایی تولید ذرات بسیار ریز و یکسان (از نظر اندازه) با مورفولوژیهای مناسب را فراهم میآورد. همچنین وجود خواصی نظیر نفوذ شبه گازی آن و امکان حذف کامل آن در انتهای فرایند، باعث جلب توجه زیاد به سمت آن شده است. به طورکلی این سیالها در تکنولوژیهای تولید نانوپودرها، در سه حالت جسم حلشونده، و آنتیحلال و کمک حلال مصرف میشوند. جدول (1) مقایسه بین روشهای بر پایه سیال فوق بحرانی و سایر روشهای موجود را برای تولید نانو و میکروذرات، از نظر اندازه نشان میدهد.
شامل 8 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود مقاله بررسی روشهای تولید نانوپودرها با استفاده از سیالات فوق بحرانی
