تعریف مواد نانوكامپوزیت به قدری گسترده شده است كه سیستم های متنوع یك بعدی، دو بعدی، سه بعدی و آمورف ساخته شده از اجزای قابل تفكیك در مقیاس نانومتر را در بر می گیرد. رده كلی مواد نانو كامپوزیت آلی/ غیرآلی حوزه روبه رشدی از پژوهش است. تلاش های زیادی بر كنترل نانو ساختارها از طریق روش های نوآورانه ساخت و تهیه مواد متمركز شده اند.
ویژگی های نانوكامپوزیت ها فقط به ویژگی های تك تك اجزای آنها بستگی ندارد بلكه به مورفولوژی و ویژگی های فصل مشترك آنها نیز بستگی دارد.
این حوزه رو به گسترش دانش، بسیاری از مواد جدید با ویژگی های نوین را خلق خواهد كرد. این ویژگیها ممكن است با تركیب ویژگی های اجزای سازنده ماده در یك ماده واحد به دست آید و ممكن است ویژگی جدیدی در ماده جدید مشاهده شود كه در اجزای سازنده آن ناشناخته است.
جزء غیرآلی میتواند ماده ای دارای ساختار داربستی سه بعدی همانند زئولیت، مواد لایه ای دوبعدی همانند رس ها، اكسیدهای فلزی و فسفات های فلزی و حتی مواد تك بعدی و بدون بعد همانند زنجیره ها و خوشه های n (Mo3 Se3) باشد. آزمایش های تجربی نشان داده اند كه كمابیش تمام مواد نانوكامپوزیتی در مقایسه با مواد مشابه ماكروكامپوزیتی خود ویژگی های بهینه و جدیدی دارند.
بنابراین نانوكامپوزیت ها كاربردهای جدیدی را در بسیاری از زمینه ها ازجمله اجزای سبك تقویت شده به روش مكانیكی، تجهیزات نوری غیرخطی، كاتد باتری ها، نانوسیم ها، حسگرها و غیره نوید می دهند.
رده عمومی نانوكامپوزیت های آلی/ غیرآلی نیز ممكن است به موضوعاتی از قبیل سرامیك های زیستی (bioceramics) و بیومینرالیزاسیون ارتباط داشته باشند. در پایان نانوكامپوزیت های تیغه ای (lamellar)، كامپوزیت های فوق العاده ای هستند كه در آنها برهم كنش های فصل مشتركی بین دو فاز بیشترین مقدار خود را دارند. با مهندسی این برهم كنش ها، نانوكامپوزیت هایی با محدوده گسترده ای از ویژگی ها تهیه می شوند.
مواد لایه ای غیرآلی بسیار متنوع هستند. این مواد فضاهای بین تیغه ای منظم و تعریف شده ای دارند كه به طور بالقوه قابل دسترسی به وسیله عوامل خارجی هستند. این ویژگی آنها را قادر می سازد كه به عنوان زمینه یا میزبان برای پلیمرها عمل كرده و مواد نانوكامپوزیت هیبریدی جالب و قابل توجهی تولید كنند.
نانوكامپوزیت های تیغه ای را میتوان به دو رده كاملا مشخص تقسیم كرد: نانوكامپوزیت های جا داده شده (intercalated) و ورقه ورقه (exfoliated). در نوع اول زنجیره های پلیمری با لایه های غیرآلی در یك نسبت تركیبی ثابت به تناوب تكرار می شوند و در فضای بین تیغه ای تعداد مشخصی از لایه های پلیمری وجود دارد. در كامپوزیت های ورقه ورقه، تعداد زنجیره های پلیمری بین لایه ها، مدام در حال تغییر است و لایه ها حدوداً بیش از 10 نانومتر از هم فاصله دارند. كامپوزیت های نوع اول بیشتر شبیه تركیبات شیمیایی هستند؛ چون نسبت پلیمر/ لایه های غیرآلی در آنها تقریباً ثابت است. این كامپوزیت ها به خاطر ویژگی های الكترونیكی و انتقال بار مورد توجهند. از طرف دیگر نانوكامپوزیت های ورقه ورقه بیشتر برای ویژگی های مكانیكی عالیشان جذابیت دارند.
منبع: نشریه كامپوزیت
ویژگی های نانوكامپوزیت ها فقط به ویژگی های تك تك اجزای آنها بستگی ندارد بلكه به مورفولوژی و ویژگی های فصل مشترك آنها نیز بستگی دارد.
این حوزه رو به گسترش دانش، بسیاری از مواد جدید با ویژگی های نوین را خلق خواهد كرد. این ویژگیها ممكن است با تركیب ویژگی های اجزای سازنده ماده در یك ماده واحد به دست آید و ممكن است ویژگی جدیدی در ماده جدید مشاهده شود كه در اجزای سازنده آن ناشناخته است.
جزء غیرآلی میتواند ماده ای دارای ساختار داربستی سه بعدی همانند زئولیت، مواد لایه ای دوبعدی همانند رس ها، اكسیدهای فلزی و فسفات های فلزی و حتی مواد تك بعدی و بدون بعد همانند زنجیره ها و خوشه های n (Mo3 Se3) باشد. آزمایش های تجربی نشان داده اند كه كمابیش تمام مواد نانوكامپوزیتی در مقایسه با مواد مشابه ماكروكامپوزیتی خود ویژگی های بهینه و جدیدی دارند.
بنابراین نانوكامپوزیت ها كاربردهای جدیدی را در بسیاری از زمینه ها ازجمله اجزای سبك تقویت شده به روش مكانیكی، تجهیزات نوری غیرخطی، كاتد باتری ها، نانوسیم ها، حسگرها و غیره نوید می دهند.
رده عمومی نانوكامپوزیت های آلی/ غیرآلی نیز ممكن است به موضوعاتی از قبیل سرامیك های زیستی (bioceramics) و بیومینرالیزاسیون ارتباط داشته باشند. در پایان نانوكامپوزیت های تیغه ای (lamellar)، كامپوزیت های فوق العاده ای هستند كه در آنها برهم كنش های فصل مشتركی بین دو فاز بیشترین مقدار خود را دارند. با مهندسی این برهم كنش ها، نانوكامپوزیت هایی با محدوده گسترده ای از ویژگی ها تهیه می شوند.
مواد لایه ای غیرآلی بسیار متنوع هستند. این مواد فضاهای بین تیغه ای منظم و تعریف شده ای دارند كه به طور بالقوه قابل دسترسی به وسیله عوامل خارجی هستند. این ویژگی آنها را قادر می سازد كه به عنوان زمینه یا میزبان برای پلیمرها عمل كرده و مواد نانوكامپوزیت هیبریدی جالب و قابل توجهی تولید كنند.
نانوكامپوزیت های تیغه ای را میتوان به دو رده كاملا مشخص تقسیم كرد: نانوكامپوزیت های جا داده شده (intercalated) و ورقه ورقه (exfoliated). در نوع اول زنجیره های پلیمری با لایه های غیرآلی در یك نسبت تركیبی ثابت به تناوب تكرار می شوند و در فضای بین تیغه ای تعداد مشخصی از لایه های پلیمری وجود دارد. در كامپوزیت های ورقه ورقه، تعداد زنجیره های پلیمری بین لایه ها، مدام در حال تغییر است و لایه ها حدوداً بیش از 10 نانومتر از هم فاصله دارند. كامپوزیت های نوع اول بیشتر شبیه تركیبات شیمیایی هستند؛ چون نسبت پلیمر/ لایه های غیرآلی در آنها تقریباً ثابت است. این كامپوزیت ها به خاطر ویژگی های الكترونیكی و انتقال بار مورد توجهند. از طرف دیگر نانوكامپوزیت های ورقه ورقه بیشتر برای ویژگی های مكانیكی عالیشان جذابیت دارند.
منبع: نشریه كامپوزیت
