كاربردهاي نانومواد+ خريد نانو مواد

چهارشنبه ۱۰ آذر ۰۰ | ۲۱:۴۳ ۴ بازديد

كاربردهاي نانومواد

يورچانكا سيارهي / Shutterstock
موادي كه اندازه دانه آنها به ترتيب يك ميليارديم متر باشد، نانومواد يا مواد نانوبلور ناميده مي شوند. آنها خواص بسيار جذاب و مفيدي را نشان مي دهند كه مي تواند براي طيف وسيعي از كاربردهاي ساختاري و غير سازه اي مورد استفاده قرار گيرد.
برنامه هاي كاربردياز آنجايي كه نانومواد داراي خواص فيزيكي، شيميايي و مكانيكي انحصاري، سودمندي هستند، مي‌توان آن‌ها را در مجموعه‌اي از كاربردها از جمله موارد ذكر شده در زير، اما نه محدود به آن، به كار برد.
تراشه هاي كامپيوتري نسل بعديبخش ميكروالكترونيك توجه ويژه اي به كوچك سازي كرده است كه شامل كاهش اندازه مدارهايي مانند ترانزيستورها، خازن ها و مقاومت ها مي شود. كاهش قابل توجه در اندازه آنها باعث مي شود ريزپردازنده هاي توسعه يافته با استفاده از اين قطعات، بسيار سريعتر عمل كنند، بنابراين محاسبات با سرعت بسيار بيشتري را ممكن مي سازد.
با اين حال، تعدادي از موانع فني براي دستيابي به اين پيشرفت ها وجود دارد، مانند فقدان پيش سازهاي بسيار ريز براي ساخت اين قطعات، اتلاف ناكافي مقادير زيادي گرماي توليد شده توسط اين ريزپردازنده ها به دليل سرعت بيشتر، ميانگين زمان ضعيف براي خرابي (قابليت اطمينان ضعيف). )، و غيره.
نانومواد با ارائه موادي با رسانايي حرارتي بهتر، مواد اوليه نانوكريستالي، مواد با خلوص فوق العاده بالا، و اتصالات متقابل با دوام طولاني تر (اتصال بين بخش هاي مختلف در ريزپردازنده ها) به صنعت كمك مي كند تا بر اين موانع غلبه كند.
نفوذگرهاي انرژي جنبشي با كشندگي بهبود يافتهوزارت دفاع (DoD) از پرتابه هاي اورانيوم ضعيف شده (DU) براي نبرد خود عليه اهداف سخت شده و خودروهاي زرهي دشمنان استفاده مي كند. اما DU داراي راديواكتيويته باقيمانده است. بنابراين، براي پرسنلي كه از آنها استفاده مي كنند، انفجاري، مضر (سرطان زا) و كشنده است. با اين حال، برخي از دلايل كليدي براي استفاده مداوم از نفوذگرهاي DU اين است كه آنها يك مكانيسم خود تيز شونده انحصاري در برخورد با هدف و همچنين فقدان يك جايگزين مناسب غير منفجره و غير سمي براي DU دارند.
آلياژهاي تنگستن نانوكريستالي به دليل ويژگي‌هاي تغيير شكل انحصاري‌شان، به‌عنوان مثال، لغزش مرز دانه، مي‌توانند براي چنين مكانيزم‌هاي خود تيز شونده استفاده شوند. بنابراين، آلياژهاي سنگين تنگستن نانوكريستالي و كامپوزيت ها براي استفاده به عنوان نفوذگرهاي DU جايگزين ارزيابي مي شوند.
مواد عايق بهترمواد نانو كريستالي كه به روش سل-ژل توليد مي شوند، ساختارهاي فوم مانندي به نام «آئروژل» ايجاد مي كنند. عليرغم وزن بسيار سبك و متخلخل، اين آئروژل ها مي توانند بارهايي معادل 100 برابر وزن خود را تحمل كنند. آئروژل‌ها از شبكه‌هاي سه بعدي پيوسته از ذرات با هوا (يا هر سيال ديگري مانند گاز) در ميان‌گاه‌هايشان به دام افتاده‌اند.
از آنجايي كه آئروژل ها متخلخل هستند و شامل هواي حبس شده در بين راه ها مي شوند، از آنها براي عايق كاري در منازل، ادارات و غيره استفاده مي شود.
آنها همچنين به‌عنوان موادي براي پنجره‌هاي «هوشمند» استفاده مي‌شوند كه وقتي خورشيد بسيار روشن است تيره مي‌شوند (همانطور كه در عينك‌هاي آفتابي و عينك‌هاي طبي قابل تغيير است)، و زماني كه خورشيد خيلي روشن نمي‌تابد، روشن مي‌شوند.
فسفر براي تلويزيون با كيفيت بالاوضوح مانيتور يا تلويزيون به اندازه پيكسل بستگي دارد. اين پيكسل ها اساساً از موادي به نام "فسفر" تشكيل شده اند كه در اثر برخورد جرياني از الكترون ها در لوله پرتو كاتدي (CRT) مي درخشند. وضوح با كاهش اندازه پيكسل يا فسفر افزايش مي يابد.
سلنيد روي نانوكريستالي، سولفيد كادميوم، سولفيد روي و تلوريد سرب تهيه شده از طريق روش‌هاي سل-ژل، مواد بالقوه‌اي براي افزايش وضوح نمايشگرها هستند. استفاده از نانو فسفرها به منظور كاهش هزينه اين نمايشگرها براي مقرون به صرفه ساختن رايانه هاي شخصي و تلويزيون هاي با كيفيت بالا (HDTV) براي يك خانواده متوسط در ايالات متحده در نظر گرفته شده است.
نمايشگرهاي صفحه تخت ارزان قيمتدر صنعت كامپيوتر لپ تاپ (قابل حمل)، تقاضا براي نمايشگرهاي صفحه تخت زياد است. ژاپن در اين زمينه پيشتاز است، عمدتاً به دليل تلاش هاي تحقيق و توسعه آن در زمينه مواد اين نمايشگرها.
وضوح اين دستگاه هاي نمايشگر را مي توان با سنتز فسفرهاي نانوبلور به طور قابل توجهي بهبود بخشيد و در عين حال هزينه هاي ساخت را به طور قابل توجهي كاهش داد. علاوه بر اين، نمايشگرهاي صفحه تخت توليد شده با استفاده از مواد نانو، به دليل بهبود خواص مغناطيسي و الكتريكي، كنتراست و روشنايي بسيار بالاتري نسبت به نمونه‌هاي سنتي دارند.
ابزارهاي برش سخت تر و سخت ترابزارهاي برش ساخته شده از مواد نانوكريستالي مانند كاربيدهاي تانتاليوم، تنگستن و تيتانيوم، بسيار سخت تر، بسيار مقاوم تر در برابر فرسايش و مقاوم در برابر سايش هستند و نسبت به معادل هاي سنتي (دانه درشت) خود دوام بيشتري دارند. آنها همچنين به سازنده اجازه مي دهند تا چندين ماده را بسيار سريعتر ماشينكاري كند، در نتيجه بهره وري و تا حد زيادي مايل به افزايش مي رسد كاهش هزينه هاي توليد
علاوه بر اين، كوچك كردن مدارهاي ميكروالكترونيكي نياز به ميكرو مته ها (مته هاي مته با قطر كمتر از ضخامت يك موي متوسط انسان [100 ميكرومتر]) با حفظ لبه بهبود يافته و مقاومت در برابر سايش بسيار بهتري دارد. كاربيدهاي نانو كريستالي در اين ميكرو مته‌ها استفاده مي‌شوند زيرا سخت‌تر، قوي‌تر و مقاوم‌تر در برابر سايش هستند.
حذف آلاينده هامواد نانو كريستالي داراي مرزهاي دانه بسيار بزرگي هستند كه مطابق با اندازه دانه آنهاست. بنابراين از نظر خواص فيزيكي، شيميايي و مكانيكي بسيار فعال هستند. به دليل فعاليت شيميايي بهبود يافته، نانومواد مي توانند به عنوان كاتاليزور براي واكنش با گازهاي سمي و مضر مانند اكسيد نيتروژن و مونوكسيد كربن، در تجهيزات توليد برق و مبدل هاي كاتاليزوري خودرو، براي جلوگيري از آلودگي محيطي ناشي از سوختن بنزين و زغال سنگ استفاده شوند.
باتري هاي با چگالي انرژي بالاباتري هاي سنتي و قابل شارژ تقريباً در تمام كاربردهايي كه نياز به برق دارند استفاده مي شوند. اين برنامه‌ها شامل رايانه‌هاي لپ‌تاپ، اتومبيل، اسباب‌بازي، وسايل نقليه الكتريكي، استريو شخصي، تلفن‌هاي بي‌سيم، تلفن‌هاي همراه، ساعت‌ها و نسل بعدي وسايل نقليه الكتريكي (NGEV) است كه آلودگي محيطي را كاهش مي‌دهند. چگالي انرژي (ظرفيت ذخيره سازي) اين باتري ها بسيار كم است و نياز به شارژ مجدد مكرر دارد. عمر باتري هاي سنتي و قابل شارژ نيز كم است.
مواد نانو كريستالي كه با استفاده از روش‌هاي سل-ژل توليد مي‌شوند، ساختاري فوم مانند (آئروژل) دارند كه مي‌توانند انرژي بيشتري نسبت به معادل‌هاي سنتي خود ذخيره كنند. از اين رو، آنها براي صفحات جداكننده در باتري ها بسيار مناسب هستند. علاوه بر اين، باتري‌هاي هيدريد نيكل-فلز (Ni-MH) ساخته شده از نيكل و هيدريدهاي فلزي نانوكريستالي، به دليل سطح مرز دانه‌اي بزرگ و بهبود شيميايي، فيزيكي و مكانيكي، نياز به شارژ بسيار كمتري دارند و به ميزان قابل توجهي دوام بيشتري خواهند داشت. خواص
آهنرباهاي پرقدرتقدرت آهنربا بر حسب مغناطش اشباع و مقادير اجباري اندازه گيري مي شود. اين مقادير زماني افزايش مي يابد كه در اندازه دانه كاهش يابد و سطح ويژه (سطح در واحد حجم دانه ها) افزايش يابد. نشان داده شده است كه آهنرباهاي ساخته شده از دانه هاي ايتريم-ساماريوم-كبالت نانوكريستالي به دليل سطح بسيار بزرگشان داراي خواص مغناطيسي بسيار غير معمول هستند.
كاربردهاي متداول اين آهنرباهاي خاكي كمياب پرقدرت شامل ابزارهاي تحليلي فوق حساس، زيردريايي هاي ساكت تر، ژنراتورهاي برق زميني، دينام هاي خودرو، موتورهاي كشتي ها و تصويربرداري تشديد مغناطيسي (MRI) در تشخيص پزشكي است.
سنسورهاي با حساسيت بالاحسگرها از حساسيت خود براي تشخيص تغييرات در پارامترهاي مختلفي كه براي اندازه گيري برنامه ريزي شده اند استفاده مي كنند. اين پارامترها شامل فعاليت شيميايي، هدايت حرارتي، مقاومت الكتريكي، نفوذپذيري مغناطيسي و ظرفيت خازني است. همه اين پارامترها بستگي زيادي به ريزساختار (اندازه دانه) مواد مورد استفاده در حسگرها دارد.
تغييرات در محيط حسگر توسط ويژگي هاي فيزيكي، شيميايي يا مكانيكي ماده حسگر آشكار مي شود كه براي تشخيص استفاده مي شود. به عنوان مثال، يك حسگر مونوكسيد كربن ساخته شده از اكسيد زيركونيوم (زيركونيا) پايداري شيميايي خود را براي تشخيص وجود مونوكسيد كربن اعمال مي كند.
وقتي مونوكسيد كربن وجود دارد، اتم‌هاي اكسيژن موجود در اكسيد زيركونيوم با كربن موجود در مونوكسيد كربن واكنش مي‌دهند تا اكسيد زيركونيوم را تا حدي كاهش دهند. اين واكنش يك تغيير در ويژگي هاي سنسور، مانند ظرفيت خازني و رسانايي (يا مقاومت) را فعال مي كند.
سرعت و درجه اين واكنش با كاهش اندازه دانه به طور قابل توجهي افزايش مي يابد. بنابراين، حسگرهاي ساخته شده از مواد نانوكريستالي نسبت به تغييرات محيطي خود بسيار حساس هستند. كاربردهاي متداول براي حسگرهايي كه با استفاده از مواد نانو كريستالي ساخته مي‌شوند، آشكارسازهاي يخ روي بال‌هاي هواپيما، آشكارسازهاي دود، سنسورهاي عملكرد موتور خودرو و غيره هستند.
خودروهايي با راندمان سوخت بيشترموتورهاي خودروهاي موجود مقادير قابل توجهي بنزين را هدر مي دهند و در نتيجه با سوزاندن ناقص سوخت به آلودگي محيط زيست مي افزايند. يك شمع سنتي براي سوزاندن كامل و كارآمد بنزين ساخته نشده است. اين مشكل توسط الكترودهاي شمع معيوب يا فرسوده تقويت مي شود.
از آنجايي كه نانومواد سخت‌تر، قوي‌تر و به طور قابل‌توجهي مقاوم‌تر در برابر فرسايش و مقاوم‌تر در برابر سايش هستند، در حال حاضر براي استفاده به عنوان شمع‌ها پيشنهاد مي‌شوند. اين الكترودها عمر مفيد شمع ها را افزايش مي دهند و به سوختن سوخت بسيار موثرتر و كامل تر كمك مي كنند. يك طرح كاملاً جديد شمع معروف به "شعك ريلي" نيز در مرحله نمونه اوليه است.
داستان هاي مرتبطجنرال اتميكس براي ارسال اولين ماژول قدرتمندترين آهنرباي جهان آماده مي شودچسبندگي بين پليمرها و ساير مواد - مروري بر مكانيسم‌هاي پيوند، سيستم‌ها و آزمايشتاثير پيش گرمايش بر ايمپلنت-سيمان استحكام رابط براي تعويض مفصل راناين دوشاخه ريلي از فناوري مشتق شده از «تفنگ ريلي» استفاده مي‌كند - يك فرعي از برنامه دفاعي معروف جنگ ستارگان. با اين حال، اين شمع هاي ريلي جرقه هاي بسيار قوي تري توليد مي كنند (با چگالي انرژي تقريباً 1 كيلوژول بر ميلي متر مربع). از اين رو، مواد سنتي خيلي سريع فرسايش و خورده مي شوند و اغلب در خودروها كاربرد عملي ندارند.
در مقابل، شمع هاي ريلي ساخته شده از مواد نانو بسيار طولاني تر از شمع هاي جرقه زن سنتي هستند. علاوه بر اين، خودروها با از دست دادن انرژي حرارتي توليد شده توسط موتور، مقادير قابل توجهي انرژي را هدر مي دهند. اين امر به ويژه در مورد موتورهاي ديزل صادق است. از اين رو، طرح‌هايي براي پوشش سيلندرهاي موتور (لاينرها) با سراميك‌هاي نانوكريستالي مانند آلومينا و زيركونيا پيشنهاد شده است تا گرما را به شيوه‌اي كارآمدتر حفظ كنند و در نتيجه از احتراق كامل و كارآمد سوخت اطمينان حاصل شود.
اجزاي هوافضا با ويژگي‌هاي عملكردي پيشرفتهبا توجه به خطراتي كه در پرواز وجود دارد، سازندگان هواپيما قصد دارند قطعات هوافضا را سخت‌تر، قوي‌تر و ماندگارتر كنند. يكي از ويژگي هاي اصلي مورد نياز در اجزاي هواپيما، استحكام خستگي است كه با افزايش سن قطعه كاهش مي يابد. با ساخت قطعات با استفاده از مواد مستحكم تر، عمر هواپيما به ميزان قابل توجهي افزايش مي يابد.
استحكام خستگي با كاهش دانه بندي مواد افزايش مي يابد. نانومواد چنان كاهش قابل توجهي در اندازه دانه نسبت به مواد سنتي ارائه مي‌كنند كه عمر خستگي به طور متوسط بين 200 تا 300 درصد افزايش مي‌يابد. علاوه بر اين، اجزاي ساخته شده با استفاده از نانومواد قوي‌تر هستند و مي‌توانند در دماهاي بالاتر كار كنند و هواپيما را قادر مي‌سازد سريع‌تر و كارآمدتر پرواز كند (با استفاده از همان مقدار سوخت هواپيما).
در فضاپيما، استحكام مواد در دماي بالاتر بسيار مهم است زيرا اجزاء (به عنوان مثال، رانشگرها، موتورهاي موشك و نازل هاي بردار) در دماهاي بسيار بالاتر از هواپيما و در سرعت هاي بيشتر كار مي كنند. نانومواد رقباي ايده آلي براي كاربردهاي فضاپيما هستند.
پلتفرم هاي سلاح هاي بهتر و آيندهاسلحه‌هاي سنتي مانند هويتزرهاي 155 ميلي‌متري، توپ‌ها و سامانه‌هاي موشكي چندپرتابي (MLRS) از انرژي شيميايي حاصل از سوزاندن باري از مواد شيميايي (پودر اسلحه) استفاده مي‌كنند. نفوذگر را مي توان با حداكثر سرعت در حدود 1.5-2.0 كيلومتر بر ثانيه رانده كرد.
برعكس، پرتابگرهاي الكترومغناطيسي (تفنگ EML)، يا تفنگ‌هاي ريلي، از انرژي الكتريكي و همچنين ميدان مغناطيسي همزمان (انرژي) براي به حركت درآوردن نفوذگرها/پرتابه‌ها با سرعت تا 10 كيلومتر بر ثانيه استفاده مي‌كنند. چنين افزايشي در سرعت باعث ايجاد انرژي جنبشي بيشتر براي همان جرم نافذ مي شود. مقدار انرژي به طور مستقيم با آسيب وارد شده به هدف متناسب است. بنابراين، وزارت دفاع (به ويژه ارتش ايالات متحده) تحقيقات گسترده اي را در مورد تفنگ هاي ريلي انجام داده است.
از آنجايي كه تفنگ ريلي بر روي انرژي الكتريكي كار مي كند، ريل ها بايد رساناي عالي الكتريسيته باشند. علاوه بر اين، آنها بايد آنقدر قوي و غير قابل انعطاف باشند كه ريل تفنگ در هنگام شليك آويزان نشود و به دليل وزن خود فرو بريزد. وقتي صحبت از رسانايي الكتريكي بالا به ميان مي آيد، مس يك انتخاب آشكار است.
با اين حال، تفنگ هاي ريلي ساخته شده از مس به دليل فرسايش ريل ها توسط پرتابه هاي با سرعت بسيار سريعتر فرسوده مي شوند. علاوه بر اين، آنها فاقد استحكام در دماي بالا هستند. فرسايش و سايش ريل هاي مسي نياز به تعويض بسيار مكرر بشكه دارد.
براي برآوردن اين نيازها، يك ماده كامپوزيتي نانوبلور ساخته شده از مس، تنگستن و ديبوريد تيتانيوم به عنوان يك كانديد بالقوه ارزيابي مي شود. اين نانوكامپوزيت هدايت الكتريكي لازم، هدايت حرارتي رضايت بخش، استحكام بالا، سختي، استحكام بالا و مقاومت در برابر سايش/فرسايش را نشان مي دهد.
اين امر منجر به ايجاد تفنگ‌هاي ريلي مقاوم در برابر فرسايش و مقاوم در برابر سايش مي‌شود كه عمر طولاني‌تري دارند و مي‌توان آنها را بيشتر از نمونه‌هاي سنتي خود شليك كرد.
ماهواره هاي با دوام بيشترماهواره ها براي كاربردهاي غيرنظامي و دفاعي به كار گرفته مي شوند. اين ماهواره ها به دليل عوامل مختلفي مانند تاثير نيروهاي گرانشي اعمال شده توسط زمين، از موشك هاي رانش براي ماندن يا تغيير مدار خود استفاده مي كنند. از اين رو، پيشران ها براي تغيير موقعيت ماهواره ها مورد نياز هستند.
تا حد زيادي، عمر اين ماهواره ها بر اساس ميزان سوختي است كه مي توانند سوار شوند. در واقع، جابجايي پيشرانه ها بيش از يك سوم سوخت حمل شده توسط ماهواره ها را كه ناشي از سوزاندن جزئي و ناكارآمد سوخت، مانند هيدرازين است، هدر مي دهد. احتراق جزئي و ناكارآمد به دليل فرسودگي سريع جرقه زني هاي داخل هواپيما رخ مي دهد كه در نتيجه كارايي موثر خود را متوقف مي كنند.
نانومواد مانند كامپوزيت نانوكريستالي تنگستن-ديبوريد تيتانيوم-مس گزينه هاي اميدواركننده اي براي بهبود ويژگي هاي عملكرد و عمر اين جرقه زن هستند.
ايمپلنت هاي پزشكي با ماندگاري بيشتربه طور كلي، ايمپلنت هاي پزشكي مانند دريچه هاي قلب و ايمپلنت هاي ارتوپدي از فولاد ضد زنگ و آلياژ تيتانيوم ساخته مي شوند. اين آلياژهاعمدتاً در انسان استفاده مي شود زيرا زيست سازگار هستند، يعني با بافت انساني واكنش منفي نشان نمي دهند. اين مواد در صورت استفاده در ايمپلنت هاي ارتوپدي (استخوان هاي مصنوعي لگن و غيره) نسبتاً غير متخلخل هستند.
اگر يك ايمپلنت بايد به روشي موثر از استخوان طبيعي انسان تقليد كند، بافت مجاور بايد به ايمپلنت نفوذ كند و در نتيجه استحكام لازم را به ايمپلنت بدهد. از آنجايي كه اين مواد نسبتاً غيرقابل نفوذ هستند، بافت انساني به ايمپلنت ها نفوذ نمي كند، بنابراين كارايي آنها به حداقل مي رسد.
علاوه بر اين، اين آلياژهاي فلزي به سرعت فرسوده مي شوند و به جراحي هاي مكرر و بسيار پرهزينه نياز دارند. اما سراميك نانوكريستالي زيركونيا (اكسيد زيركونيوم) سخت، مقاوم در برابر خوردگي (سيالات بيولوژيكي خورنده هستند)، مقاوم در برابر سايش و زيست سازگار است.
همچنين مي‌توان نانوسراميك‌ها را به صورت آئروژل متخلخل كرد (آئروژل‌ها مي‌توانند تا ۱۰۰ برابر وزن خود را تحمل كنند) اگر با روش سل-ژل توليد شوند. اين امر منجر به جايگزيني بسيار كمتر ايمپلنت و در نتيجه كاهش قابل توجهي در هزينه هاي جراحي مي شود. كاربيد سيليكون نانوكريستالي (SiC) يك ماده بالقوه براي دريچه هاي قلب مصنوعي است كه عمدتاً به دليل وزن كم، مقاومت در برابر سايش، سختي بسيار زياد، استحكام بالا، مقاومت در برابر خوردگي و بي اثر بودن (SiC با مايعات بيولوژيكي واكنش نمي دهد) است.
سراميك هاي انعطاف پذير، قابل ماشين كاريبه اين ترتيب، سراميك ها بسيار سخت، شكننده و سخت براي ماشين كاري هستند. اين ويژگي‌هاي سراميك، كاربران بالقوه را از استفاده از خواص سودمند خود منصرف كرده است. با اين حال، اين سراميك ها با كاهش دانه بندي بيشتر و بيشتر مورد استفاده قرار مي گيرند. زيركونيا، يك سراميك سخت و شكننده، حتي به عنوان يك ابر پلاستيك ساخته شده است، يعني مي توان آن را به طول هاي بيشتر (تا 300٪ طول اوليه) تغيير شكل داد. با اين حال، اين سراميك ها براي فوق پلاستيك بودن بايد داراي دانه هاي نانو كريستالي باشند.
در واقع، سراميك‌هاي نانوكريستالي مانند كاربيد سيليكون (SiC) و نيتريد سيليكون (Si3N4) در كاربردهاي خودرويي مانند بلبرينگ‌ها، فنرهاي با استحكام بالا و بالابرهاي سوپاپ استفاده شده‌اند. اين به اين دليل است كه آنها ماشينكاري و شكل پذيري خوبي دارند، همراه با خواص فيزيكي، مكانيكي و شيميايي برتر. آنها همچنين به عنوان اجزاء در كوره هاي با دماي بالا استفاده مي شوند.
اين امكان وجود دارد كه سراميك هاي نانوكريستالي را به شكل هاي مختلف در دماهاي بسيار پايين تر پرس و تف جوشي كنيد. در مقابل، فشار دادن و تف جوشي سراميك هاي سنتي حتي در دماهاي بالا بسيار سخت است، اگر غير عملي نباشد.
دستگاه هاي نمايشگر بزرگ الكتروكروميكيك دستگاه الكتروكروميك شامل موادي است كه در آنها مي توان يك نوار جذب نوري اضافه كرد، يا يك نوار جريان را مي توان با عبور جريان از مواد يا با اعمال ميدان الكتريكي اصلاح كرد.
مواد نانو كريستالي مانند ژل اكسيد تنگستيك (WO3⋅xH2O) در دستگاه‌هاي نمايشگر بزرگ الكتروكروميك استفاده مي‌شوند. الكتروكروميسم كنترل كننده واكنش (فرايند رنگ آميزي برگشت پذير كه تحت تأثير ميدان الكتريكي قرار مي گيرد) تزريق دوبار يون ها (يا پروتون ها، H+) و الكترون ها است كه با تركيب شدن با اسيد تنگستيك نانوكريستالي، برنز تنگستن را تشكيل مي دهند. اين دستگاه ها عمدتاً در تابلوهاي تبليغاتي و بيلبوردهاي عمومي براي ارسال اطلاعات استفاده مي شوند.
دستگاه هاي الكتروكروميك مشابه نمايشگرهاي كريستال مايع (LCD) هستند كه عموماً در ساعت ها و ماشين حساب ها استفاده مي شوند. اما دستگاه هاي الكتروكروميك اطلاعات را با تغيير رنگ در پاسخ به ولتاژ اعمال شده نمايش مي دهند. با معكوس كردن قطبيت، رنگ سفيد مي شود. وضوح، كنتراست و روشنايي اين دستگاه ها تا حد زيادي به اندازه دانه ژل اسيد تنگستيك بستگي دارد. بنابراين، نانومواد براي اين منظور در حال بررسي هستند.
خلاصهاز مثال هاي ارائه شده در مقاله، كاملاً مشخص است كه مواد نانو كريستالي توليد شده به روش سل-ژل را مي توان در طيف گسترده اي از كاربردهاي منحصر به فرد، جديد و موجود مورد استفاده قرار داد. همچنين بديهي است كه نانومواد به دليل خواص فيزيكي، شيميايي و مكانيكي عالي و شكل پذيري فوق العاده از همتايان سنتي خود برتري دارند.
منبع