در سالهای اخیر علوم و تکنولوژی نانو به سرعت رشد کرده است. نانوشیمی به طور ویژه روشی منحصر به فرد برای ساخت ابزارهایی با دقت مقیاس مولکولی ارائه میدهد. جایی میتوان مزایای ابزار نانو را در داروسازی، کامپیوتر، اکتشافات علمی و الکترونیک تصور کرد که نانوشیمی بتواند اشیا با دقت اتم به اتم بسازد. چالشهای اصلی که نانوشیمی در آنها کاربرد دارد بر روی فهم قوانین رفتار ذرات در مقیاس نانو تمرکز دارند، زیرا که سیستمهای در مقیاس نانو در مرز میان رفتار کلاسیک و کوانتومی و رفتارهای دیگر که در سیستمهای بزرگتر یافت نمیشوند قرار دارند.
اگرچه دستگاه کنترل نانوشیمیایی دهههای گذشته پیشنهاد شده بود، بسیاری از تجهیزات مورد نیاز برای مطالهی دنیای نانو اخیرا افزایش یافتهاند. از جمله این تجهیزات میکروسکوپ تونل زنی پویشی (STM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، میکروسکوپهای با دقت پویشی بالا و میکروسکوپهای با پراکنش الکترون، اشعهی X، ردیاب اشعهی الکترونی و یونی و روشهای جدید برای فراوردههای نانویی و لیتوگرافی میباشند.
مطالعات سیستمهای نانوشیمیایی در زمینههای بسیاری گسترده شده، از مطالعهی فعالیتهای داخلی میان اتمهای تک، چگونگی مدیریت آنها، چگونگی کنترل واکنشهای شیمیایی در درجهی اتمی گرفته تا مطالعهی مجموعههای مولکولی بزرگتر مانند دندرایمرها (Dendrimers، درختپارها: پلیمرهای سنتزی که ساختاری شاخهای مانند درخت دارند)، کلاسترها (Clusters)، و پلیمرها. از مطالعهی مجموعهها، ساختارهای مهم و جدید _مانند نانوتیوبها، نانوسیمها، مجموعههای مولکولی 3بعدی و تجهیزات LOC (Lab-on-a-chip) برای جداسازی و تحقیقات زیستی_ گسترش مییابند.
اتمهای تک
دندرایمرها
نانوکریستالها و کلاسترها
نانوکریستالها، کریستالهایی با اندازهی نانومتری باشند که معمولا شامل انبوهی از صدها تا دهها هزار اتم هستند که در یک کلاستر جمع شدهاند. نانو کریستالها اندازههای ویژهای از 1 تا 50 نانومتر دارند و بنابراین نانوکریستالها از نظر اندازه واسطهای میان مولکولها و مواد تودهای (bulk materials) و همچنین خواصی واسطهای را نمایش میدهند. نانوکریستالها موارد بسیار جالبی هستند به دلیل توانایی ذخیرهی دادهها با تراکم زیاد و کاربردهای نوری الکتریکی، همانطور که میتوانند منتشر کنندهی خوب نور باشند. نانوکریستالها همچنین در مباحث زیست شیمیایی، لیزر و قطعات نوری، تولید تجهیزات تصویری و در کاتالیزورهای شیمیایی کاربرد دارند.
قسمت بعدی >>