شیمی و نقش آن در تولید مواد نانوساختار

مواد نانوساختار به عنوان یکی از مهم ترین دستاوردهای علمی و فناورانه قرن بیست ویکم، نقش بسزایی در پیشرفت علوم مختلف از جمله پزشکی، انرژی، محیط زیست، الکترونیک و صنایع پیشرفته ایفا می کنند. در این میان، شیمی به عنوان دانشی بنیادی و میان رشته ای، جایگاه محوری در طراحی، سنتز، اصلاح و کاربرد مواد نانوساختار دارد. شیمی با بهره گیری از اصول شیمی فیزیک، شیمی آلی، شیمی معدنی و شیمی پلیمر، امکان کنترل ساختار مواد در مقیاس نانو (۱ تا ۱۰۰ نانومتر) را فراهم می سازد؛ مقیاسی که در آن خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی مواد به طور چشمگیری با حالت توده ای متفاوت است.نقش شیمی در تولید مواد نانوساختار از مرحله انتخاب پیش ماده ها و واکنش گرها آغاز شده و تا کنترل شرایط واکنش، نوع پیوندهای شیمیایی، مورفولوژی، اندازه ذرات و پایداری نانوذرات ادامه می یابد. روش های شیمیایی مختلفی نظیر رسوب دهی شیمیایی، سل-ژل، احیای شیمیایی، خودآرایی مولکولی و سنتز هیدروترمال، از مهم ترین راهکارها برای تولید نانومواد با ویژگی های هدفمند محسوب می شوند. علاوه بر این، شیمی سطح و شیمی کلوئید نقش کلیدی در پایدارسازی نانوساختارها و جلوگیری از تجمع آن ها ایفا می کند.از سوی دیگر، پیشرفت های اخیر در شیمی سبز، امکان تولید مواد نانوساختار با حداقل آسیب زیست محیطی را فراهم کرده است. استفاده از حلال های دوستدار محیط زیست، منابع تجدیدپذیر و واکنش های کم انرژی، نمونه هایی از رویکردهای نوین شیمی در راستای توسعه پایدار نانوفناوری به شمار می روند. همچنین، شیمی در اصلاح شیمیایی سطح نانومواد، نقش موثری در افزایش کارایی آن ها در کاربردهایی مانند دارورسانی هدفمند، کاتالیزورها، حسگرهای شیمیایی و مواد پیشرفته ایفا می کند.در مجموع، می توان گفت که شیمی نه تنها زیربنای علمی تولید مواد نانوساختار است، بلکه با فراهم سازی ابزارها و روش های دقیق برای مهندسی ماده در مقیاس نانو، زمینه ساز نوآوری های گسترده در فناوری های نوین شده است. توسعه دانش شیمی در این حوزه، نقش تعیین کننده ای در ارتقای کیفیت زندگی، رشد صنعتی و حل چالش های جهانی خواهد داشت.

کلیدواژه ها:

شیمی ، نانوفناوری ، مواد نانوساختار ، سنتز شیمیایی ، نانوذرات ، شیمی سبز ، مهندسی سطح ، خواص نانومقیاس