دانلود مقالات ISI درباره مواد متخلخل + ترجمه فارسی

مواد متخلخل(به نگلیسی: Porous materials) در طبیعت بسیاری از مواد، از جمله چوب، چوب پنبه، اسفنج، استخوان و غیره و یا حتی ساختار اسکلت ساده ترین اورگانیسم ها نظیر دیاتومه ها متخلخل هستند. اکثر مواد سنتزی نیز- حداقل تا حدودی- متخلخل هستند. موجودات زنده دارای غشاهایی هستند که حفره های نانومتری دارند. این حفره ها آفریده شده اند تا عبور و مرور مواد در ابعاد مولکولی و اتمی را امکان پذیر کنند. این گوشه ای از دنیای شگفت خلقت است. غشای سلولهای برگ بسیاری از گیاهان بر اساس عبور مولکول های هیدروژن از غشاهایی با حفره های نانومتری و میکرومتری یا ذخیره آنها انرژی تولید می کند. نانومواد متخلخل طبیعت به مراتب پیچیدگی بالاتری از ساختارهای ساخت انسان دارند. مواد متخلخل باحفره های نانومتری (نانومتخلخل) دارای حفره هایی کوچکتر از 100 نانومتر هستند و ذاتاً در ساختمان مواد موجود در خلقت وجود دارند. موجودات زنده دارای غشاهایی هستند که حفره های نانومتری دارند. این حفره ها آفریده شده اند تا عبور و مرور مواد در ابعاد مولکولی و اتمی را امکان پذیر کنند. این گوشه ای از دنیای شگفت خلقت است. غشای سلولهای برگ بسیاری از گیاهان بر اساس عبور مولکول های هیدروژن از غشاهایی با حفره های نانومتری و میکرومتری یا ذخیره آنها انرژی تولید می کند. نانومواد متخلخل طبیعت به مراتب پیچیدگی بالاتری از ساختارهای ساخت انسان دارند. مواد متخلخل، جامدهای سلولی نیز نامیده می‌شوند. کلمه cell از کلمه لاتین cella: یک محفظه یا یک فضای بسته گرفته شده است. بنابراین جامدهای سلولی دسته هایی از سلول هستند که بوسیله یال ها یا وجوه جامد تجمع یافته اند. اگر ماده جامد فقط به وسیله لبه های سلول محصور شده باشد، به گونه ای که سلول ها از طریق وجوه باز به یکدیگر متصل شده باشند، آن ماده را گشوه-سلول می نامند. اگر وجوه جامد باشند، هر سلول از سلول های همسایه خود مجزاست؛ در این صورت ماده را بسته سلول شده می نامند. همه با مواد متخلخل آلی نظیر فوم های بسپاری که برای ساخت اقلام زیادی کاربرد دارند- از لیوان های یکبار مصرف تا بالشتک سقوط در کابین خلبان هواپیما- آشنایی دارند. اکنون فنونی برای فومی شکل کردن نه فقط مواد آلی بلکه فلزات، سرامیک ها و شیشه ها موجود است. این مواد کاربردهای بسیار زیادی، مثلا برای عایق کاری یا بالشتک های محافظ، برای جذب انرژی جنبشی ضربات شدید، و برای کاتالیزگری دارند. ساختمان مواد متخلخل دارای حفره هایی با ابعاد مختلف است که شکل استقرار در انواع آنها متفاوت است. در یک دسته بندی کلی مطابق شکل ساختار ماده متخلخل می توان باز (مرتبط به هم) یا بسته باشد. حفره ها در داخل ساختار متخلخل ممکن است در شبکه ای منظم و کریستالی، شبه کریستالی یا آمورف (بی نظم) قرار گیرند. در هر صورت شکل ماده متخلخل می تواند کاربرد آن را از یک بخش به بخشی کاملاً متفاوت تغییر دهد. تا کنون نانوساختارهایی با شکلهای منظم و بی نظم از مواد مختلف ساخته شده اند که در مجموع یکی از متنوع ترین دسته مواد را تشکیل می دهند. یک دسته بندی دیگر بر اساس شکل دسته بندی نانومواد متخلخل به دو دسته غشاها و مواد حجیم است. مواد متخلخل با حفره های نانومتری از لحاظ منشا می توانند مصنوعی یا طبیعی باشند. می توانند آلی یا غیر آلی باشند. نانومواد متخلخل می توانند ساده یا ترکیبی باشند. موادی مثل کربن، سیلیکون، سیلیکاتها، پلیمرها، اکسیدهای فلزی، تلفیق مواد آلی و فلزی، تلفیق مواد آلی و سیلیکونی مناسب ساخت نانومواد متخلخل حجیم و غشاها هستند. حفره ها در نانومواد متخلخل سه دسته اند. بر اساس دسته بندی که توسط آیوپاک صورت گرفته است مواد متخلخل را می توان بسته به میانگین ابعاد حفره ها به سه دسته تقسیم کرد: حفره های میکرو(میکروحفره) با اندازه قطر کمتر از 2 نانومتر؛ حفره های متوسط یا اصطلاحاً میان حفره، با متوسط قطر 2 تا 50 نانومتر؛ و حفره های ماکرو (ماکروحفره) با ابعاد بیشتر از 50 نانومتر. بیشتر زئولیت ها و مشتقات آنها حفره هایی در گستره محدوده میکروحفره ها دارند. اما مواد متخلخل ایجاد شده با سورفکتانت(عوامل فعال سطحی) و بیشتر خِروژل ها و ائروژل ها موادی میان حفره ای هستند. ائروژلها حفره هایی دارند که در گستره دسته سوم نیز قرار می گیرد.