وضعیت
فناوری نانو به اختصار مورد بررســی قرار می گیرد. لازم به ذکر اســت
نانومواد (
نانوکامپوزیت) ً قسمت اعظم
مواد شیشه ای موجود دارای
نانوساختار و اساسا هستند. طبقه بندی
نانوساختارهای مشاهده شده در
شیشه ها ارائه می شود. ساختار
نانویی مواد
شیشه ای شناخته شــده خاص تشریح شــده و ویژگی های آن ها با توجه به وجود فاز در مقیاس
نانو بیان می شــود.
نانوکامپوزیت های بر پایه شیشه خاصی که امروزه به دست آمده اند شناسایی شده و در ادامه مشکلات روش سنتز مستقیم از
نانوکامپوزیت ها با زمینه
شیشه ای توضیح داده می شود.
بررســی دســتاوردهای حاصل از طبیعت در کاربردهای عملی و دستاوردهای پیشین
علم و فناوری، مسیری مهم در علم نوظهور
نانو است. بدیهی اســت که
نانوساختارها مدت ها پیش از پیدایش زندگی هوشــمند بــر روی کره زمین وجود داشــته اند. بسیاری از فرایندهای طبیعی با مشارکت
نانوســاختارها به وقوع می پیوندند بدین معنی که طبیعت اولین مهندس
نانو بوده است. بســیاری از مواد مصنوعی معمول مانند
شیشه ها،
ســرامیک ها و شیشه سرامیک ها که در طی مراحل پیشرفت تمدن به دست آمده اند، شامل
نانوساختارها بوده و یا
نانوساختار هستند. مطالعه مواد معمول با
نانــوذرات این امکان را فراهم می آورد که جهات اصلی پیشــرفت علم
نانومواد را به طور دقیق بیان نمود. در میان
نانومواد نســل اول که حاصل گذر از میکروساختار به
نانو ســاختار هستند،
شیشه نانوســاختار از جایگاه بســیار امیــد بخش و
مطلوبی برخوردار است.
شیشه نانوساختار 2 به طور دقیق مشخص نیست که از چه زمانی بشــر برای اولین بار اســتفاده از مزایای مواد با ابعاد
نانویی را آغاز کرده است. شواهدی موجود است که
شیشــه های قرمز کدر و قرمز یاقوتی سال قبل از میلاد) 1500که در مصر باستان ( به دســت آمده اند حاوی
نانوذرات طلا هستند، اگرچــه مکانیزم رنــگ کــردن در پایان قرن .)2، مای1نوزدهم کشف شده است (آثار فارادی
شیشــه گران رومی در قرن چهارم، شیشــه ای حاوی
نانوذرات فلزی
ســاختند. مقالات منتشر شــده در ایــن دوران، از فنجــان لیکورگوس
نامبرده اند که اکنون در موزه بریتانیا به نمایش گذاشــته شده است. این
فنجان، نمایانگر مرگ پادشاه لیکورگوس و حاوی
نانوذرات طلا و نقره اســت. تنوع فراوان پنجره های معرق
شیشــه ساخته شده از شیشه های رنگی در کلیساهای
وابستگی تقریبی رنگ
شیشه به اندازه ذره نقره اندازه ذره (
نانومتر) رنگ آبی 0 ـ 25 سبز 25 ـ 55 زرد ـ سبز 34 ـ 45 ،50 ـ 60 ای 120 ـ 130 ،70 ـ 80 قهوه
)1- شیشه قرمز (80 nm ً . طیف جذب نوری
شیشه ها با
نانوذرات طلا با قطر تقریبا 1شکل .)2 -
شیشه زرد (20 nmو
The investigation of the “achievements” of nature on the
level of practical applications and past achievements of sci-
ence and technology is an important direction in modern
“nanoscience.” It is obvious that nanostructures existed long
before intelligent life appeared on Earth. Many natural pro-
cesses occur with the participation of nanostructures, i.e., na-
ture was the first nanoengineer. Many conventional artificial
materials, including glass, ceramics, and glassceramics, ob-
tained at different stages of the development of civilization,
contain nanostructures or possess nanostructural construc-
tion. The study of conventional materials with nanoparticles
makes it possible to formulate the basic directions of devel-
opment of nanomaterials science.
Academician of the Russian Academy of Sciences M. Al-
khimov notes two directions of motion in the nanoworld:
“Bottom to top” — the development of new materials
and molecules according to self-assembly technology, as the
most complicated revolutionary path to the development of
new materials, and “top to bottom” — the transition from
microstructures to nanostructures, as is already done in elec-
tronics. This path makes it possible to obtain first-generation
nanomaterials which will appear in our life before other
nanomaterials.
Among first-generation nanomaterials, nanostructured
glass is very promising [19 – 22].
It is not known exactly when man first started using the
advantages of nanosize materials. There is evidence that
opalescent red and ruby-red glasses containing gold nano-
particles were already obtained in ancient Egypt (approxi-
mately 1500 BC), though the mechanism of coloring was
discovered only at the end of the 19th century (works of Fa-
raday, Mie). In the fourth century AD Roman glass makers
made glass containing metal nanoparticles. The articles made
during this era, called the Licurgus cups, are displayed in the
British Museum. The cup, representing the death of King
Licurgus, is made of glass containing silver and gold nano-
particles [3]. The enormous diversity of beautiful stained-glass
windows, made of colored glasses, in medieval cathedrals is
explained by the presence of nanoparticles in the glasses.
Today, copper, silver, platinum, bismuth, or other metal
nanoparticles are also used for coloring glasses with the aid
of special heat-treatment. Glass acquires different spectral
characteristics depending on the size of the nanoparticles se-
lected, for example, gold (Fig. 1).
Different colors can also be obtained by coloring glass
with silver particles, regulating this process by the amount of
colorant introduced, oxidation-reduction and temperature-
time conditions of glassmaking, and subsequent heat treat-
ment — “applications.”
Approximate Dependence
of Glass Color on Silver Particle Size
Particle size, nm Color
0 – 25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Blue
25 – 55. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Green
35 – 45, 50 – 60 . . . . . . . . . . . . . . . . Yellow-green
70 – 80, 120 – 130 . . . . . . . . . . . . . . . . . . Brown
Nanotechnology in Glass Materials 149
10 0
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
40 0 50 0 60 0 7 00
Wave l e n gt h , n m
A b s o r p ti o n , ar b . u n i t s
1
2
Fig. 1. Optical absorption spectra of glasses with gold nanoparticles
with a diameter of approximately 80 nm — red glass (1 ) and 20 nm
— yellow glass (2 ) [3].
Gl as s- ba s ed na no ma te ri a ls
Colored g lass es
C ol or ed
w it h c ol lo i da l
co lora nts
(meta ls ) ,
3 130 n m
–
C ol or ed
with molec ular
co lora nts
( s u lf o s e le n i d e s ) ,
5 5 0 n m
–
Opa l esc ent
an d op ac i f ie d
g l asse s,
1 0 2 00 nm
an d l arg er
–
P ho t ochro mi c
g l asse s,
ab ou t 50 n m
M ost g l assc eram ics,
4 0 2000 nm
(transpa rent glassc era mics,
ph ot o ch r om ic gl as scera mi cs ,
b i o-g l assc eram ics, an d o the r s)
–
P yre x
a nd Vi co r
g l ass
4 1 0 n m
–
Po l yc hr o mi c
g l asse s
1 0 50 n m
–
F un cti on al
c oa tin gs
o n gla ss,
3 2 0 n m
–
Ord ina ry
g l asse s,
1 4 n m
–
R a d i at i o n-
co lore d
g l asse s
I n s u lat i on
i n i n t eg r a t e d
circuits
P or ou s
g l asse s,
1 20 00 nm
–
Fig. 2. Nanomaterials based on
glass (the approximate characte-
ristic size of the formations is in-
dicated).
29 191 پیاپی 6 شماره 92 سال دوازدهم شهریور
قرون وســطی، با وجود
نانوذرات در شیشــه ها تشریح می شود. امروزه از
نانوذرات مس، طلا، نقره، بیســموت، پلاتین و دیگر
نانوذرات فلزی به کمک عملیات حرارتــی خاصی بــرای رنگ کردن
شیشــه ها استفاده می شود.
شیشه بسته به اندازه
نانوذرات انتخابی ویژگی های خاصی را به دست می آورد، .)1برای مثال، طلا (شکل با اســتفاده از ذرات نقــره رنگ های مختلفی در
شیشــه های رنگی به دست می آیند، تنظیم این فرایند با میزان رنگدانه، اکســایش-کاهش و شــرایط دما- زمان
شیشه ســازی و عملیات حرارتی بعدی است. بسیاری از مواد
شیشه ای، به خصوص آن دسته
از مواد که در نیمه دوم قرن بیســتم گســترش یافته انــد، از آنجایی کــه دارای جزئی با ابعاد
نانوهستند،
نانوکامپوزیت محسوب می شوند. ما تلاش هــای بســیاری برای دســته بندی
نانوســاختارهای مشاهده شــده در
شیشه ها و مواد
شیشه- بلورین انجام داده ایم. صرف نظر از
شیشه هایی با عبور نور انتخابی و
شیشه های فتوکرومیک و پلی کرومیک، دسته بزرگی از مواد می باید به صورت پوشــش های کاربــردی،
شیشــه های متخلخــل و
شیشــه سرامیک ها مشخص شوند.
شیشه با پوشش کاربـردی 1. 2 پوشش ها بر روی شیشه که ترکیبات و فناوری
آنهــا
در چند ســال اخیر به ســرعت در حال پیشرفت است، ویژگی های خاصی چون:
محافظ گرما، ضد انعکاس، گرمایش الکتریکی، استحکام بخشی، خود تمیزشــوندگی
ودیگر ویژگی ها را به شیشه ها بخشــیده اند. برخی از پوشش های آمده
است.1کاربردی بر روی
شیشه در جدول پوشــش های
شیشــه ای
نه تنها نــور را عبور می دهنــد بلکه بــه عنوان ماده ســاختمانی در
ســاخت و ســاز به کار می روند. نمــای خارجی درصد از 80 بسیاری از
ســاختمان های جدید تا
شیشه هســتند. تصاویر فروسرخ از
ساختمان ها نشان می دهند که اتلاف انرژی دیواره های بتنی یا آجری بیشتر از شیشه مقاوم در برابر حرارت است.
نانوپوشش ها با اســتفاده از مگنترون، جریان کاتــدی و کند و پاش و نیز
فناوری ســل-ژل به دســت می آیند که امکان
ساخت شیشه های یکپارچــه را نیــز فراهم می آورند.
مــواد اولیه فنــاوری ســل-ژل در
تولید مواد شیشــه ای، ترکیبات آلی- سیلیکونی است. با هیدرولیز این که پایه اصلی تشکیل Si-O-Siمواد پیوندهای
شیشــه در پوشش سیلیکاتی یا
شیشه یکپارچه
هستند تشکیل می شوند. مراحل اصلی فرایند سل-ژل به شرح زیر است: هیدرولیز
تتراهیدروکســی سیلان در حضور (HCl)یک کاتالیزور: Si(OC2H5)4+4H2O Si
(OH)4+4C2H5OH (1) پلیمریزاسیون تراکمی اسیدهای سیلیکونی با Many glass
materials, especially those developed in the :)2تشکیل ذرات سل ( second
half of the 20th century, are essentially nanocomposi-
tes, since they contain a nanosize component (Fig. 2).
We have made an attempt to classify the nanostructures
observed in glasses and glass-crystalline materials (Fig. 3).
Aside from glasses with selective light transmission and
photochromic and polychromic glasses, large groups of the
following materials should be distinguished: functional coat-
ings, porous glasses, and glassceramics.
Coatings on glass, whose compositions and technologies
have been undergoing especially rapid development in the
last few decades, impart specific properties to glass: heat-
protective, antireflective, electric-heating, strengthening,
self-cleaning, and others. Some functional coatings on glass
are presented in Table 1.
Coatings make glass not only transparent to light but also
a structural material for construction. The exterior side of
many modern buildings consists of up to 80% glass. Infrared
pictures of buildings show that the losses through concrete or
brick walls are higher than through a glass packet with
heat-proof glass.
Nanocoatings are obtained by magnetron, cathodic, and
plasma sputtering as well as by sol-gel technology, making it
possible, in addition, to fabricate monolithic glasses. The ini-
tial materials in the sol-gel technology of glassy materials are
silicon-organic compounds, whose hydrolysis makes it pos-
sible to obtain Si – O – Si bonds, which are the glass-form-
ing base of a silicate coating or monolithic glass.
The main stages of the sol – gel process are as follows:
hydrolysis of tetraethoxysilane in the presence of a cata-
lyst (HCl):
Si(OC 2 H
5
)
4
+ 4H
2
O
Si(OH)
4
+ 4C
2 H
5 OH;
polycondensation of silicon acids with formation of sol
particles:
coagulation of the sol particles into gel (gel formation):
(particle 1) Si – OH + HO – Si (particle 2) (particle 1) Si – O – Si (particle 2) + H2O;
drying:
monolith (50 – 60°C, hydrostatic compression);
powder (about 100°C);
coating (heat treatment at 400 – 500°C).
Porous
glasses, obtained on the basis of liquefying com- positions in the
system Na2O–B 2O3 – SiO2, can also be classified as nanotechnology
objects (Fig. 4). They are used
as adsorbants, carriers for catalysts, membrane filters, optical
and composite materials, and quartzoid glasses, including
quartzoid glass fiber. The revival of the glass industry in our
country has left this form of production essentially un-
150 N. I. Min’ko and V. M. Nartsev
C r yst a l li n e
( c e n t e r s o f c r yst a l li z a t i on )
Me t a l l i c
C ha lc og en i de s
(sem ic on du ct o r s)
Oxide, fluoride,
and oth er co mp ou nd s
(diele ctrics)
Nan op or e s
Ac co rdi n g t o t yp e o f s tr uc tu re
Ac co rdi n g t o c hem i cal n at u re
Ac co rdi n g t o g eo met ry
Ze ro-dime nsiona l
( nan o par t i c le s)
One - di m ens i on al
(meta l rods )
Two-d i me nsi o na l
( nan o f il m s)
C om pl e x st r uc t ur e s ,
in clu din g frac t al
(struc tu re
of na no po res
in po rou s g la sse s,
st r uc tu r e o f c oa t in g s)
A cc ord i ng t o t he deg ree
o f o rde ri ng of t he na no st ru ct ure s
Diso rdere d
( ob ser v ed f or mo st gl a ss ma t er i al s)
O r der ed
(promising direction)
Amo r ph ou s
( li q ua t i on c e n t e r s )
Fl u c t u a t i on
( na n o - no nu ni f o r m i t i e s )
Fig. 3. Classification of nanostructures observed in glasses and glass-crystalline materials.
Si
OH
OH
O HHO Si
OH
OH
OHHO
+ n
Si
O
OH
OHO Si
OH
OH
n
+ 2 H O; n 2
4
– 3 0 n m in d ia me te r s o l pa rt ic le انعقاد ذرات سل به ژل (تشکیل
ژل): )1 (ذره ≡ Si - OH + HO- Si ≡ )2 (ذره )1 (ذره )2+ (ذره H2O;
)3( خشک کردن: ، فشار هیدرواستاتیک)؛50-60ºCیکپارچه ( ) ؛100 ºC ًپودر
(تقریبا .)400- 500 ºCپوشش (عملیات حرارتی در شیشه متخلخل 2. 2 شیشه های
متخلخل براساس ترکیبات مذاب حاصل می شوند Na2O-B2O3-SiO2در سیستم که به
عنوان بخشی از
فناوری نانو دسته بندی می شــوند. از ایــن مــواد به منظــور جاذب، حامل های کاتالیستی، فیلترهای غشایی، مواد کامپوزیتی و نوری،
شیشه های کوارتزی که شامل
.
نانومواد برپایه
شیشه به همراه اندازه مشخصه تقریبی تشکیل نانوساختارها 2شکل
شیشه های اپال و 10ـ200غیرشفاف
نانومتر و بزرگ تر
پوشش های کاربردی بر روی
شیشه،
نانومتر3ـ20
شیشه های 50 ًفتوکرومیک تقریبا
نانومتراکثر
شیشه سرامیک ها
نانومتر40ـ2000 (شیشه سرامیک های شفاف، فتوکروماتیک، زیستی، و ...) های
شیشه نانومتر1ـ4معمولی
شیشه های رنگی ـ تابشی
رنگی با رنگدانه های مولکولی (سولفوسلنید)
نانومتر5ـ50
رنگی با رنگدانه های کلوئیدی (فلزات)
نانومتر3ـ130
شیشه های رنگیشیشه ای پل یکرومیک نانومتر10ـ50
شیشه های متخلخل، نانومتر1ـ2000
نانومواد بر پایه شیشهعایق در مدارهای مجتمع
شیشه پیرکس و 4ـ10وایکور
نانومتر. طبقه بندی
نانوساختارهای مشاهده شده در
شیشه ها و مواد بلورین-
شیشه ای. 3شکل
بر اساس درجه نظم
نانوساختارهافلزی کالکوژن ها (نیمه هادی ها) اکسید، فلورید، و دیگر ترکیبات (دی الکتریک ها)
بر اساس ماهیت شیمیایی
منظم (جهت مطلوب) ای) نامنظم (در اغلب مواد شیشه
بلورین (مراکز تبلور) آمورف (مراکز ذوب)
تخلخل های نانویی
نوسان (غیر یکنواختی های نانویی)
بر اساس نوع ساختار
صفربعدی (نانوذرات) یک بعدی (میله های فلزی) دوبعدی (لایه های نانویی)
ساختارهای پیچیده، ساختار نانوتخلخل ها در شیشه های متخلخل، ساختار پوشش ها
بر اساس هندسه
191 پیاپی 6 شماره 92 سال دوازدهم شهریور 30
مقـالات
الیاف شیشه کوارتزی هستند استفاده می شوند. شیشه سرامیک 3. 2 در
فناوری شیشــه ســرامیک ها، آغاز تشکیل
فاز کریســتالی در حجم شیشه از یک ماهیت نوســانی برخــوردار اســت و در ســطح نانو رخ می دهــد. علاوه برایــن، برخی از
شیشــه ســرامیک هایی که در
فناوری و ساخت و ساز
استفاده می شــوند دارای فازهای
نانوکریستالی هستند که ویژگی های منحصربفردی را به این ). به عنوان مثال، اندازه 2 مواد می دهند (جدول ًفاز کریستالی در
شیشه سرامیک شفاف، تقریبا
. برخی از پوشش های کاربردی روی
شیشه 1جدول نوع پوشش ساختار کاربرد پوشش های نوری جذب حرارت های یا پوششSb، اصلاح شده با SnO2 پوشش های نیمه هادی با
نانوفیلم های سل-ژل
شیشه ای حاویاکسیدهای جاذب مادون قرمز ساخت و ساز، حمل و نقل انعکاس حرارت های نیمه
نانومتر و
نانوپوشش10
-تا (Ag ،Au ،Cu ،Fe) شامل نانولایه های فلزی نانومتر ساخت و ساز، حمل و
نقل -30-20 )TiO2 شفاف (برای مثال آینه های متناوب با ضرایب انعکاس متفاوت
یا نانولایه ساخت و ساز، ابزار نوری، حمل و نقل، Al ،Ag لایه های نازک
آینه های دی الکتریک نیمه شفاف هایی با ضخامت چند دهم و صدم نانومتر با
ضریب انعکاس کوچکتر پوشش ساخت و ساز، اپتیک تداخل نوری (تزئینی، لوستر)
نانومتر از اکسید قلع یا دیگر اکسیدها ساخت و ساز، اشیا خانگی 200-100
نانولایه ضخیم پوشش های الکتریکی هادی جریان نانومتر)، اصلاح شده با فلزات
400-10 (ضخامت SnO2 پوشش نیمه هادی، شامل نانومتر. هوانوردی، حمل و نقل
200-100 )Sb ،Sn( پوشش های حفاظتی استحکام بخشی ها را بر سطح شیشه تمام
پوشش ها اثر استحکام بخشی دارند (میکروترک ًاساسا نانومتر200-100 بهبود می
بخشند) ساخت و ساز، حمل و نقل، حامل ها آبگریز ای اصلاح شده با ترکیبات
آلی- سیلیکونی سطح شیشه ساخت و ساز، حمل و نقل آبگریز با اثر لوتوس دهد
قطرات آب بر روی سطح بمانند پوششی که برجستگی
نانویی خاصی دارد وا جازه نمی شود حمل و نقل، در ساخت و ساز استفاده می ابرآبدوست کشد برجستگی
نانویی که قطرات آب را به داخل کانال های سطحی می شود. حمل و نقل، در ساختساز استفاده می پوشش های هوشمند
الکتروکرومیک
(الکترود
شفاف) بر روی شیشه پوشش داده می شود، در ادامه با MoO3نانولایه الکترود
پلیمری با یون های سدیم اشباع شده و یک الکترود شفاف ثانویه بر روی آن قرار
می گیرد
اپتیک، ساخت و ساز
ZnO خود تمیز شونده آناتاز اصلاح شده با هایی برای حذف TiO2 پوشش هایی حاوی نانوذرات ساخت و ساز، سیستم آلودگی های آلی، حمل و نقل
)
ساختار a . انواع نانوساختارها در شیشه های متخلخل. 4شکل ) انواع تخلخل ها
در شیشه b اسفنجی شکل در شیشه متخلخل؛ ) تخلخل های پرکننده آلومینا c
نانومتر)؛ 1ـ 2000متخلخل (قطر ) آرایش عرضی؛ d نانومتــر)؛ 4-10با پراکندگی نانویی (قطــر ) غیریکنواختــی
نانویی در فاز شیشــه؛ کوچک ترین اندازه e ن انومترا ست.0/8 ً تخلخل هایا یجادشدهب ینن انوذرات آلومینا تقریبا
.
مراحل مختلف تشکیل شیشه ســرامیک ها در شیشه. 5شکل ،)560 ºC( 100 ) به
ترتیب، اندازه متوسط فازها (نانومتر): a ،b ،c ،d .60)، و ۷00 ºC( 30 ،)600
ºC( 110
a
c d e
b
31 191 پیاپی 6 شماره 92 سال دوازدهم شهریور
نانومتر
اســت.در حقیقــت ذوب میکرونی 10 نیمه پایــداری که در لحظه اول رخ می
دهد، در سطح نانو نیز عامل مهمی طی تبلور است. ای 3 نانو مواد شیشه حتی
این گزارش مختصر، مجموعه مبسوطی از مــواد شیشــه ای با یک جــزء نانومتری
در در دوران باستان – ابعاد نانو را نشــان می دهد به طور تصادفی یا در
زمان ما با ســنتز کنترل شده به دست آمده اند، اما آن ها نانومواد نامیده
نمی شــوند. بدون این مواد شیشه ای، فناوری نور، هنر یا شیشه جواهر و
استفاده گسترده از شیشه در ساخت و ساز وجود نمی داشت. چه آینده ای در
انتظار است؟ تحقیقات در چه جهتی باید هدایت شــوند؟ چرا چنین تنوعی از مواد
شیشــه ای با جزءی در ابعاد نانو وجود دارد؟ در مرتبه اول، تشکیل و طول
عمر اشیا نانویی به محیط بستگی دارد. ما نباید فراموش کنیم که، مهم نیست
چقدر یک ماده خرد شده است، از آنجاییکه نانومواد نیمه پایدار و بســیار
فعال هســتند پس از آنکه فرایند معکوس (تجمع) آغاز می شود یکنواختی اندازه
ذرات تا محدوده معینی کاهش م ییابــد. روش های اصلی برای دستیابی به
اشــیاء نانویی در بسیاری از کارها ارائه شده است. مذاب شیشه با محیطی
دارای گرانروی بالا، مانع از تجمع ذرات اســت، برای مثال هســته تبلور، در
نتیجه نوسانات غلظتی تشکیل می شود. در مرتبــه دوم، ترکیبــات شیشــه
بســیار هیچ عنصری در جدول ًگسترده هستند. عملا تناوبی شــامل گازها،
هالیدها و خاک کمیاب وجود ندارد که در شیشــه مورد استفاده قرار نگیرد و در
ویژگی های تعیین شــده ســهمی
نداشــته باشــد. از آنجاییکه نانوذرات
علاوه بر ویژگی های نانومواد ویژگی های خاصی را نیز به ماتریس های حاوی
این نانومواد می بخشند، این امر، حوزه گســترده ای از فعالیت را ایجاد می
کند. در مرتبــه ســوم، شیشــه در ســطح نانو به به انواع مختلف
ًاختــلالات خارجی و مخصوصا تشعشــع در تمام محدوده دما-زمان در فاصله مذاب
به حالت جامد بسیار حساس است: و گاما (مراکز X طول موج کوتاه-اشعه های
رنگ القایی ایجاد می کنند)؛ تابش ماورابنفش (مراکز تبلور در شیشه های
فتوکرومیــک و شیشــه ســرامیک تشــکیل می شود). توسعه فناوری نانو موجب
می شود تا حتی به فناوری مواد شــناخته شده نیز به طور متفاوتی نگریســته
شــود. امروزه، از عناصر فناوری نانو برای توسعه نانوکامپوزیت های
نوری-غیرخطی برپایه شیشــه های اکســیدی، الیاف شیشه ای تقویت شــده با
نانوســاختارها، پوشــش های ساخته شده از مواد نانوســاختاری، دیودهای
نشــر کننده نور و دیگر مواد شیشه ای استفاده شده است. در حال حاضر از اثر
حرارتی بسیار زیاد نانوذرات آلومینا در طی احتراق در فناوری مواد خاصی
استفاده شده است تا مصرف انرژی کاهش یابد.
مشکلات ساخت نانو مواد شیشه
ای 4 مشــکلات خاصی که در حال حاضر در ساخت مواد شیشــه ای موجود، ایجاد
شده است ناشی از [نقص] دانش در زمینه فناوری نانو اســت. برای مثال، مشخص
شده اســت که برای شیشه های لیزر، محدوده اشــباعی برای نانوذرات نئودیمیم
وجود دارد و برای شیشــه های نانومتخلخل تنش بین نانوپوشش و ماده ظاهر می
شود، اگرچه برای شیشه به طورکلی مشخص شده است که بسیاری از پوشش ها
استحکام شیشه را بهبود بخشیده، اثر میکروترک های سطحی را کاهش می دهند. با
پیشــرفت و گسترش مجموعه نانومواد بر پایه شیشــه، از جمله برای استفاده
در ساخت و ساز، آنچــه که در درجه اول و پیش از هر چیز دیگری باید بدان
توجه نمود این است که پژوهش دارای یک ماهیتی میان رشــتهای اســت و دوم
اینکه، تجهیزات خاص مورد نیاز باید در نظر گرفته شود. بدون دستگاه های
منحصربفرد برداشتن یک گام جدی و رســیدن به بالاترین سطح در مهندسی مواد
غیرممکن است. بایــد به نگرانی هایی که برای مــردم وجود دارد توجه شود.
مسئله این است که نانوذرات می توانند محیط را با محصولات به شــدت سمی ناشی
از تجزیه آلوده کنند.«
فناوری نانو» در حال حاضر در مورد امروز صحبت می کند.
منبع
N. I. Min' ko, V. M. Nartsev, Glass and Ceramics, 65, 5-6, 148-153, 2008
