الرّحیل...

من ممکن است نتوانم تاریکی را از میان ببرم ولی با روشنایی شمعی کوچک فرق بین ظلمت و نور و حق و باطل را نشان می دهم و کسی که به دنبال نور است این نور هر چقدر که کوچک باشد در قلب او بزرگ خواهد بود. استاد شهیدم، دکتر مصطفی چمران

پیش‌بینی رفتار نانومواد با کمک یک معادله عمومی

پیش‌بینی رفتار نانومواد با کمک یک معادله عمومی

درک چگونگی رفتار مواد در مقیاس‌های خیلی کوچک برای توسعه فناوری‌نانوی آینده ضروری است و در آینده ممکن است تبدیل به چالش بزرگی برای دانشمندان نظری و تجربی شود. اکنون یک فیزیک‌دان در موسسه‌ی الکترونیک، میکروالکترونیک و نانوتکنولوژی در فرانسه، با کمک گرفتن از فیزیک ‌قرن نوزدهم معادله عمومی جدیدی توسعه داده‌‌است که اثرات اندازه بر خواص فیزیکی کلیدی نانوساختارها را پیش‌بینی می‌کند.

این معادله عمومی برای پیش‌بینی اثرات اندازه و شکل بر دماهای خاص در مقیاس‌نانو است.

نسبت سطح به حجم یک ساختار هنگامی که اندازه آن خیلی کوچک می‌شود، به شدت افزایش می‌یابد، بنابراین اثرات سطحی می‌تواند برای افزار‌های ریز خیلی مهم باشند. گری‌گوری گوسبیرز می‌گوید: معادله من اثرات اندازه را نه تنها به نسبت سطح به حجم مرتبط می‌کند بلکه به طبیعت ذاتی مواد (اینکه آنها جزء فرمیون‌ها یا بوزون‌ها هستند) نیز نسبت می‌دهد.

گوسبیرز با تجزیه و تحلیل چگونگی اثرات اندازه‌ی نانوذرات بر دمای ذوب، دمای ابررسانانیی و دمای فرومغناطیسی (دمای کوری) معادله خود را توسعه داد. او همچنین دمای دیبای که به چگونگی هدایت گرما بوسیله نوسانات شبکه در یک ماده، مرتبط است؛ را در نظر گرفت. این چهار دمای خاص، کمیت‌های کلیدی فیزیکی برای هر ماده می‌باشند و همه آنها با همدیگر رابطه دارند.

این معادله ((TX/TX,∞ = [1-αshape/D](1/2S)  مبتنی بر قطر نانوساختار(D)؛ یک پارامتر (αshape) که به نسبت سطح به حجم مرتبط است؛ و اسپین (S) ذرات است. S بسته به اینکه آیا این ذرات جزء فرمیون‌ها (ذراتی با اسپین نصف عدد صحیح) یا بوزون‌ها (ذراتی با اسپین عدد صحیح) هستند؛ ½ یا 1 می‌باشد. Tx دمای ذوب، دیبای، کوری یا ابررسانایی است و ∞Tx, همان دما در نمونه ماکروسکوپی این ذرات می‌باشد.

گوسبیرز می‌گوید که این معادله هیچ پارامتر قابل تنظیمی ندارد و برای همه مواد کار می‌کند. به طور کلی دماهای خاص هنگامی که این ذرات کوچک‌تر می‌شوند، کاهش می‌یابند.

نتایج این تحقیق در مجله‌ی Physics Letters A منتشر شده‌است.

منبع:

http://physicsworld.com/cws/article/news/40884

http://www.nano.ir/newstext.php?Code=6843 

 

 

  
نویسنده : مهرناز ; ساعت ٩:٠٧ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ۱٥ دی ۱۳۸۸
تگ ها : نانو مواد