روش‌های ساخت نانو مواد:

برای تولید نانوذرات روش‌های بسیار متنوعی وجود دارد. این روش‌ها اساساً به سه گروه تقسیم می‌شوند که در ذیل به شرح هر یک می‌پردازیم:

چگالش از یک بخار: روش چگالش از یک بخار شامل تبخیر یک فلز جامد و سپس چگالش سریع آن برای تشکیل خوشه‌های نانومتری است که به صورت پودر ته‌نشین می‌شوند. مهمترین مزیت این روش میزان کم آلودگی است. در نهایت اندازه ذره با تغییر پارامترهایی نظیر دما و محیط گاز و سرعت تبخیر کنترل می‌شود. روش تبخیر در خلاء بر روی مایعات روان (VERL) و روش سیم انفجاری جزء روش‌های چگالش از یک بخار محسوب می‌شود.

سنتز شیمیایی: استفاده از روش سنتز شیمیایی شامل رشد نانوذرات در یک محیط مایع حاوی انواع واکنشگرها است. روش سل ژل نمونه چنین روشی است، در روش‌های شیمیایی اندازه نهایی ذره را می‌توان با توقف فرآیند هنگامی که اندازه مطلوب به دست آمد یا با انتخاب مواد شیمیایی تشکیل دهنده ذرات پایدار و توقف رشد در یک اندازه خاص کنترل نمود. این روش‌ها معمولاً کم هزینه و پر حجم هستند، اما آلودگی حاصل از مواد شیمیایی می‌تواند یک مشکل باشد.

فرآیندهای حالت جامد: از روش فرایندهای جامد (آسیاب یا پودر کردن) می‌توان برای ایجاد نانوذرات استفاده نمود. خواص نانوذرات حاصل تحت تأثیر نوع ماده آسیاب‌کننده، زمان آسیاب و محیط اتمسفری آن قرار می‌گیرد. از این روش می‌توان برای تولید نانوذرات از موادی استفاده نمود که در دو روش قبلی به آسانی تولید نمی‌شوند


در بین روش های سنتز نانومواد روش سل ژل توجه بسیاری را به خود جذب کرده که در اینجا به بررسی این فرایند و مزایای آن می پردازیم.

مراحل این فرایند عبارتند از:


مراحل این فرایند عبارتند از:
1-آماده سازی محلول همگن به وسیله ی حل سازی در ماده اولیه آلی_فلزی در یک حلال آلی که قابلیت اختلاط و حل پذیری با آب را داشته باشد.این محلول می تواند به وسیله ی حل کردن نمک های معدنی در آب نیز تهیه شود.

2-تبدیل محلول همگن به سل با استفاده از عامل مناسب که می تواند آب خالص یا آب حاوی موادی نظیر هیدروکلریک اسید باشد.

3-تبدیل محلول همگن به سل با استفاده از واکنش های پلیمریزاسیون که به پیرسازی موسوم است.

لازم به ذکر است که ژل در این مرحله خشک می شود.خشک کردن به وسیله ی تبخیر و حرارت در شرایط عادی منجر به افزایش فشار موئینگی و انقباض می شود.ژل خشک شده به زیروژل موسوم است که کاهش حجمی حدود10-5 برابر ژل اولیه را تجربه کرده است.اما اگر همان ژل در اتوکلاو قرار گیرد و تحت شرایط خاصی خشک شود،ممکن است میزان انقباض به دلیل حذف فشار موئینگی اندک باشد.در این جا محصول به دست آمده آئروژل نامیده می شود و فرایند یادشده به خشک کردن فوق بحرانی موسوم است.

4-تبدیل ژل به محصول مانند فیلم نازک و قطعات حجیم و... .در این جا لازم به ذکر است که برای تولید نانوذرات ژل را در دستگاه سانتریوفوژ قرار می دهیم .

مزایای فرایند سل ژل

فرایند سل ژل از مزایای بسیاری برخوردار است که در ادامه چند مورد از آن ها را بیان می کنیم:

سنتز در دمای کم

خلوص بالا

همگنی مناسب

کنترل دقیق اندازه و توزیع ذرات

امکان ساخت مواد کریستالی و غیرکریستالی جدید

امکان ساخت تمامی سرامیک های اکسیدی

انعطاف پذیری تولید و کنترل محصول