خواص نانو مواد – بخش 2 (خواص نوری)

می توان با تنظیم ابعاد نانو مواد از جنس مشخص، مواد جدیدی با خواص نوری متمایز نظیر پوششهای رادارگریز، کرمهای ضدآفتاب و یا رساناهای شفاف ساخت. برای درک بهتر ابتدا چند اصل مهم اپتیکی را مرور می کنیم.

رنگ هر جسم و دیده شدن اشیاء به این علت است که وقتی نور با طول موج معین به جسم برخورد می‌کند، بخشی از نور با طول موج مشخص جذب، و بخش دیگر به چشم منعکس می‌شود. که سبب می شود آنرا به رنگ خاصی ببینیم. برای مثال برگ‌ها که به دلیل کلروفیل به رنگ سبز دیده می شوند، طیف‌هایی با رنگ قرمز و آبی را جذب کرده و رنگ سبز را منعکس می‌کنند.

به طور کلی، نور برخورد کننده به ماده می‌تواند عبور کند (T)، جذب شود (A) و یا منعکس گردد (R) یعنی I=T+A+R

جذب (A) فرآیندی است که با انتقال انرژی همراه است، و به خواص مولکولی و ترازهای انرژی ماده بستگی دارد. نانوذرات مانند اتم‌ها دارای ترازهای انرژی گسسته هستند. از این رو به نانوذرات اتم‌های مصنوعی نیز گفته می‌شود، و به ذرات زیر 10 نانومتر و نانوذرات نیمه‌ رسانا، نقطه کوانتومی می گویند.

با تغییر اندازه‌ی نانوذرات، فاصله ترازهای انرژی در آنها تغییر می‌کند. هرچه اندازه نانوذرات کوچک‌تر شود، فاصله بین ترازهای انرژی بیشتر می شود، و بالعکس. بطوریکه می توان با تغییر اندازه نانوذرات، فاصله بین ترازهای انرژی آنها را طوری تنظیم کرد که امواج خاصی در محدوده فروسرخ، فرابنفش، رادیویی و … را جذب کنند. از این خاصیت در صنایع نظامی و الکترونیک در ساخت پوششهای رادار گریز استفاده‌های زیادی می‌شود.

همچنین با کاهش اندازه نانو مواد، پدیده تفرق نور (S) افزایش می یابد که در تولید کرمهای ضد آفتاب توجه می شود. تفرق نور مرئی سبب ظاهر شدن رنگ سفید در کرم‌های ضد آفتاب است، که حاوی نانوذرات اکسید روی و دی اکسید تیتانیوم با اندازه حدودا 200 نانومتر است.

بیشینه تفرق در طول موج 200 نانومتر اتفاق می‌افتد و منحنی به امواج کوتاه‌تر که در محدوده نور مرئی نیستند، انتقال می‌یابد. این امر باعث می‌شود که این ماده با اندازه کوچک‌تر (100نانومتر) سفید نباشند بلکه بیشتر نور تابیده از ماده عبور (T) کند و ماده شفاف به نظر برسند.

 

http://goo.gl/6kThup

نوشتهٔ پیشین
خواص نانو مواد 1
نوشتهٔ بعدی
نیرویی از هیچ (خلاء) بر نانو ذرات

پست های مرتبط

نتیجه‌ای پیدا نشد.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست