دوره کارآموزی نانوذره

در دوره کارآموزی نانوذره آزمایشگاه دانش بنیان ژنیران، کارآموزان علاوه بر یادگیری تمامی تعاریف این حوزه، با روش های مختلف اعم از فیزیکی، شیمیایی، زیستی و سبز انواع نانوذرات را سنتز کرده و قادر به طراحی انواع آزمایش ها جهت انجام یک سنتز موفق در ابعاد نانو خواهند بود. همچنین با توجه به اهمیت یادگیری روش های شناسایی نانوذرات، انواع روش های آنالیز داده های حاصل از دستگاه های طیف سنجی آموزش داده می شود.

به عبارتی دانشجویانی که دوره کارآموزی نانوذره ژنیران را گذراند‌ه‌اند، قادر خواهند بود علاوه بر توانمندی در اجرای انواع روش های سنتز مواد در ابعاد نانو، داده های خام حاصل از دستگاه های مختلف مانند FT-IR، EDS، TEM، SEM، FE-SEM و XRD آنالیز و بررسی نمایند.

مبانی علمی و کاربردی سنتز نانوذرات شامل اصول پایه­ای در زمینه­ی ساخت، بررسی ویژگی­ها و ارزیابی عملکرد ذراتی در مقیاس و ابعاد نانو (یک تا صد نانومتر) می­باشد. سنتز نانو ذرات به دلیل خواص منحصر به فرد و کاربردهای گسترده در زمینه­های مختلف علمی و صنعتی بسیار حائز اهمیت می­باشد.

با توجه به گسترده بودن کاربرد نانوذرات در صنایع مختلف از جمله علوم پایه، انرژی و محیط زیست، صنایع پزشکی و زیست پزشکی، مهندسی و همچنین فناوری­های نوین، آشنایی با مبانی علمی و روش­های سنتز نانوذرات می­تواند به کارآموزان در رشته­های مختلف این امکان را بدهد تا تحقیقات علمی و پروژه­های تخصصی خود را در زمینه­ی نانو فناوری با طراحی و توسعه­ی محصولات جدید انجام دهند. از سوی دیگر، یادگیری مبانی سنتز نانو ذرات به افراد کمک می­کند تا بتوانند در حل مشکلات صنعتی و کاربردهای مختلف در زمینه­ی تولید تصفیه و بهینه سازی فرآیندهای صنعتی مشارکت کنند.

سنتز نانو ذرات می­تواند با مزایای زیادی همراه باشد از جمله:

1. ویژگی­های منحصر به فرد فیزیکی و شیمیایی

نانوذرات معمولاً خواص فیزیکی و شیمیایی بالقوه­ای دارند که با خواص مواد در مقیاس میکروسکوپی و ماکروسکوپی تفاوت دارد. این خواص شامل خاصیت مغناطیسی، الکتریکی، نوری و مکانیکی متفاوت از مواد معمولی می­باشد. به عنوان مثال، نانوذرات طلا در مقیاس نانو، خواص رنگی و نوری منحصر به فردی از خود نشان می­دهند که این خواص در مقیاس بزرگ تر مشاهده نمی­گردد. نانوذرات با توجه به داشتن نسبت سطح به حجم بالا می­توانند سطح تماس بسیار زیادی با محیط اطراف خود داشته باشند. بر این اساس نانوذرات به طور قابل توجهی واکنش پذیری بیشتری دارند و می­توانند در فرآیندهایی مانند کاتالیست، تصفیه­ی آب و سنتز داروهای هدفمند مورد استفاده قرار گیرند.

2. توانایی طراحی نانوذرات با خواص خاص و بهبود خواص مواد

از آنجا که فرآیند سنتز نانوذرات می­تواند به دقت کنترل شود، این امکان وجود دارد که بتوان نانوذرات متفاوتی با اندازه، شکل، ترکیب شیمیایی و ویژگی­های سطحی متفاوت طراحی گردد. نانوذرات می­توانند خواص مواد را به طور قابل توجهی بهبود ببخشند. به عنوان مثال، افزودن نانوذرات به مواد کامپوزیتی می­تواند مقاومت مکانیکی، هدایت حرارتی، خواص ضد باکتری و یا خواص الکتریکی کامپوزیت­ها را افزایش دهد. این ویژگی­ها می­توانند در صنایع مختلف مانند خودروسازی، هوا فضا، الکترونیک و پوشش­های ضد خوردگی کاربرد گسترده­ای داشته باشد.  

4. تولید محصولات هوشمند و توانایی افزایش عمر مفید محصولات

نانوذرات می­توانند به تولید مواد هوشمند که توانایی تغییر خواص خود را بر اساس شرایط محیطی دارند، کمک کنند. این مواد می­توانند در پوشش­های ضد آب، خود ترمیم کننده ها و سیستم­های ایمنی مورد استفاده قرار گیرند. نانوذرات به دلیل مساحت سطح بالا می­توانند آلودگی­های شیمیایی حاصل از رنگ­ها و فلزات سنگین را جذب کنند. بنابراین از این دسته از ساختارها در فرآیندهای تجزیه­ و جذب مواد مضر مانند پسماندهای صنعتی و نفتی به کار روند.

نانو ذرات می­توانند به افزایش طول عمر محصولات کمک کنند. به عنوان مثال، استفاده از نانوذرات در پوشش­های ضد خوردگی می­تواند موجب افزایش عمر مفید سازه­ها و تجهیزات صنعتی شود. همچنین، نانوذرات می­توانند در تولید مواد مقاوم تر به شرایط محیطی مانند دماها و فشارهای بالا و یا تابش نور فرابنفش مورد استفاده قرار گیرند.

5. کاهش مصرف مواد شیمایی و منابع تجدید ناپذیر

نانوذرات به دلیل اثرات خاص خود می­توانند در بسیاری از فرآیندها میزان مصرف انرژی و منابع تجدید ناپذیر را به طور بالقوه ای کاهش دهند. این عمر می­تواند منجر به تولید محصولات مختلف با بهره وری بالاتر و هزینه­ی کمتر گردد.

6. بهره وری از خواص مغناطیسی و الکتریکی نانوذرات

بسیاری از نانوذرات، به ویژه نانوذرات مغناطیسی خواص مغناطیسی منحصر به فردی دارند که می­توانند در کاربردهایی مانند ذخیره سازی داده­ها، سیستم­های تصویربرداری و درمان­های مبتنی بر مغناطیس مورد استفاده قرار گیرند. همچنین، نانوذرات نیمه رسانا می­توانند در تولید باتری­ها و سلول­های خورشیدی مورد استفاده قرار گیرند.

7. کارآمدی نانو ذرات در صنایع داروسازی، پزشکی و زیست پزشکی

 سنتز نانوذرات به جهت ایجاد سیستم­های دارورسانی هدفمند در سال­های اخیر مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. نانوذرات می­توانند داروها را به طور دقیق به مکان­های خاصی از بدن انتقال دهند. این عمر می­تواند عوارض جانبی داروها را کاهش دهد و اثر بخشی آن­ها را افزایش دهد. علاوه بر این، نانوذرات می­توانند در تصویر برداری پزشکی و درمان بیماریی هایی مانند سرطان مورد استفاده قرار گیرند.

با توجه به موارد ذکر شده دوره­ی کارآموزی سنتز نانوذرات فرصتی استثنایی به جهت کسب مهارت­های علمی و تخصصی در زمینه­ی نانوفناوری است. در این دوره افراد با روش­های تخصصی سنتز نانوذرات آشنا می­شوند و می­توانند با بهبود مهارت­های آزمایشگاهی خود برای مشاغل مرتبط با نانوفناوری آماده شوند.

همچنین، کارآموزی در این دوره می­تواند به افراد در نوآوری و توسعه­ی محصولات جدید، حل مشکلات صنعتی و پیشبرد تحقیقات علمی کمک کند. در نهایت، شرکت کنندگان در این دوره می­توانند توانمندی­های خود را در زمینه­ی نانو فناوری گسترش دهند و در پروژه­های تحقیقاتی و صنعتی مختلف نقش موثری ایفا کنند.