المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
دين الله ولاية المهدي
2024-11-02
الميثاق على الانبياء الايمان والنصرة
2024-11-02
ما ادعى نبي قط الربوبية
2024-11-02
وقت العشاء
2024-11-02
نوافل شهر رمضان
2024-11-02
مواقيت الصلاة
2024-11-02

اُكذُوبَةُ المُسْتشرقيْن
9-4-2017
معجلات التبئير المتناوب الانحدار
13-1-2022
الشِّدة
5-7-2022
البحث حول كتاب مستطرفات السرائر.
10/12/2022
مجموعة مبيدات الفسفور العضوية المصنعة
2023-05-15
إنـحرافـات تـكلفـة الأمـوال في المـصـارف
2024-04-17


تأثير تصغير مقاييس الحبيبات على خواص المادة  
  
1032   02:25 صباحاً   التاريخ: 2023-11-21
المؤلف : أ. د. محمد شريف الاسكندراني
الكتاب أو المصدر : تكنولوجيا النانو من أجل غدٍ أفضل
الجزء والصفحة : ص53–56
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الحديثة / فيزياء الحالة الصلبة / مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة /

يعتبر تصغير حجم الحبيبات البلورية المكونة للمادة والتلاعب في مقياسها وأشكالها من أهم العيوب التي تتخلف عن توظيف تقنيات تكنولوجيا النانو في تصميم المواد وتصنيعها، وذلك بالطبع من وجهة نظر علماء البلورات الذين يحكمون على جودة البلورة وفقا لمدى تطابقها مع النظام البلوري النموذجي الذي من المفترض أن توجد عليه. أما علماء تكنولوجيا النانو، فقد لا يعتنون كثيرا بمثالية شكل وحجم بلورات المادة بقدر اهتمامهم بتحسين ومضاعفة خواص المادة، وهذا يتأتى من خلال تصغير مقاييس أبعاد الحبيبات البلورية لها إلى أقل من 100 نانومتر.

الشكل (3–5): صورة مجهرية أخذت بواسطة المجهر النافذ الإلكتروني عالي الدقة توضح التركيب الداخلي لعينة إحدى السبائك الفلزية المخلقة (11). من قبل مؤلف هذا الكتاب، حيث تتألف من حبيبات نانونية الأبعاد (أ إلى ز) تفصل بينها خطوط وهمية تعرف باسم حدود الحبيبة. ويلاحظ من الشكل، كثافة وجود ذرات المادة داخل اللب الداخلي للحبيبات، بينما يقل وجودها على طول الحدود الفاصلة بينها.

 

ويبين الشكل (3–5) صورة مجهرية أُخذت بواسطة الميكروسكوب النافذ الإلكتروني لعينة فلزية توضح التركيب الداخلي للمادة ومتاخمة حبيباتها بعضها لبعض تلك المشار إليها في الشكل برموز الحروف الأبجدية (أ–ز). ومن الملاحظ أن العينة تتألف من حبيبات نانوية صغيرة تتراوح أبعادها من 7 نانومترات إلى نحو 30 نانومترا. وإذا ما نظرنا جيدا إلى الشكل فسوف نلاحظ وجود خطوط وهمية أفقية وأخرى مائلة تمثل أماكن وجود ذرات المادة التي تتكاثف أعدادها داخل الحبيبة الواحدة بينما يقل وجود هذه الذرات على المناطق الفاصلة بين الحبيبات.. وإذا ما افترضنا أننا قمنا بفصل تلك الحبيبات بعضها عن بعض عند مناطق حدودها البينية الفاصلة بينها، فسنجد أن كثافة وجود الذرات على السطح الخارجي الذي نشأ عن فصل الحبيبة «هـ» (على سبيل المثال) قد ازداد، حيث إنها – أي الذرات – لم تعد تكمن داخل لب الحبيبة، كما هو موضح بالشكلين (3–6) و(3–7).

الشكل (3–6) رسم توضيحي يبين (أ) شكل الحبيبة «هـ» بالشكل السابق بعد أن فصلت عن جاراتها من الحبيبات المتاخمة (أ، ب، ج، د، و) حيث أتيح للذرات أن توجد عند مناطق حدود أسطحها الخارجية، كما هو موضح بتكبير أعلى في الشكل (3–7). وتزداد النسبة المئوية لكثافة الذرات على الأسطح الخارجية للحبيبة كلما تناقصت مقاييس أبعادها، كما هو مبين بالرسم في الشكلين «ب» و«جـ».

 

ومن خلال تناول العديد من نتائج الأبحاث المنشورة الخاصة بدراسة تأثير حجم الحبيبات على الخواص المختلفة للمادة، فقد ثبت أنه إذا ما تم التحكم في أقطار وأبعاد حبيبات المواد بحيث يتم تصغيرها إلى ما دون 5 نانومترات فإن مردودا إيجابيا على جميع خواص المادة (12–15). فكلما صغرت أقطار حبيبات المادة لتصل إلى نحو 3 نانومترات فإن نحو 50 في المائة من العدد الكلي للذرات الموجودة في الحبيبة الواحدة تتركز على سطح الحبيبات في مناطق الحدود الفاصلة بينها، مما يعني زيادة في الكثافة العددية للذرات الموجودة في تلك المناطق.

الشكل (3–7) صورة مجهرية أخذت بواسطة المجهر النافذ الإلكتروني عالي الدقة توضح التركيب الداخلي للحبيبة «هـ» المبينة في الشكلين (3–5) و(3–6) ووجود الذرات داخل لب الحبيبة وعلى حدودها الخارجية.

______________________________________
هوامش

(11) من أرشيف النتائج البحثية لمؤلف هذا الكتاب التي لم تُنشر بعد.

(12) محمد شريف الإسكندراني: التقانة النانوية لدفع قاطرة التنمية مجلة التقدم العلمي – مؤسسة الكويت للتقدم العلمي، العدد 66 أكتوبر 2009، الصفحات 25– 33.

(13) M. Sherif. El–Eskandarany, J. of Alloys Comp. Vol. 391 (2005) pp. 228–235.

(14) Michael U. Niemann, et al,. Nanomaterials for Hydrogen Storage Applications: A Review. Journal of Nanomaterials. Vol. 10 (2008) Article ID 950967, pp. 1–9.

(15) Nam–Jung Kim et al., Current Applied Physics. Vol. 9 (2009) pp. 643–646.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.