نانو اکسید آلومینیوم (Al2O3)
نانو ذرات اکسید آلومینیوم دارای شکل مولکولی کروی بوده و به صورت مایع، جامد و گاز در شرایط خاص به روش های آسیاب گلوله ای، هیدروترمال و سایش لیزری تولید می شود. در میان این تکنیک ها روش سایش لیزری بیشترین طرفدار را دارد؛ زیرا در این روش ذرات نانو اکسید آلومینیوم به صورت جامد و گاز در شرایط خلاء، سنتز می شود. از طرفی در این تکنیک، فرایند تولید، سریع و با خلوص بالا صورت می گیرد. همچنین جمع آوری نانو ذرات در این تکنیک راحت تر است. در نگاه اول شاید روش هیدروترمال و آسیاب گلوله ای ارزان تر به نظر برسد ولی در روش سایش لیزری به علت حجم تولید بالا به یک باره، اختلاف هزینه را جبران می کند و درنهایت روش سایش لیزری هم از لحاظ زمان و هم از لحاظ هزینه منطقی تر است.
(پودرنانو اکسید آلومینیوم)
ویژگی های نانو اکسید آلومینیوم
- نانو اکسید آلومینیوم دارای خاصیت آبگریز و آنتی باکتریال است.
- به شدت قابل اشتعال بوده و باعث تحریک ریه ها و چشم می شود.
- نانو اکسید آلومینیوم اغلب به صورت پودری تولید می شود.
- از نظر خواص مکانیکی، استحکام و سبکی مناسبی ازخود نشان می دهد.
- از نظر خواص شیمیایی سرعت واکنش پذیری شیمیایی را بهبود می دهد. به همین جهت به عنوان کاتالیست مورد استفاده قرار می گیرد.
- به دلیل توان مقاومتی بالا به عنوان عایق حرارتی کاربرد دارد.
- نسبت سطح به حجم این اکسید در مقیاس نانو به شدت بالاست. این ویژگی سبب می شود تا سرعت انجام واکنش بالا برود. هرچه ذرات ریز شوند، نسبت سطح به حجم بیشتر می شود؛ آنگاه تمایل ذرات به واکنش های متفاوت با محیط اطرافشان بیشتر می شود.
(ساختار مولکولی نانو اکسید آلومینیوم)
(تصویر میکروسکوپی از نانو ذرات آلومینیوم اکسید)
مقایسه نانو اکسید آلومینیوم آلفا و گاما
متداول ترین فازاکسید آلومینیوم، آلفا اکسید آلومینیوم (α-Al2O3) است که با نام آلومینا شهرت دارد. البته اکسید آلومینیوم در فاز گاما نیز از شناخته شده ترین فاز های اکسید آلومینیوم است. از خواص منحصر به فرد نانو اکسید آلومینیوم در فاز آلفا و گاما می توان به استحکام مکانیکی بالا، نسبت بالای سطح به حجم، سختی زیاد و پایداری شیمیایی بالا اشاره کرد.
نانو اکسید آلومینیوم آلفا
نانو ذرات آلومینا، به صورت نانو ذرات کروی و به شکل الیاف یا فیبرهای جهت دار یا غیر جهت دار در دسترس هستند. این نانو ذرات در فاز α به شکل پودری سفید رنگ هستند و ماده ای فوق العاده عالی برای تولید مایعات انتقال حرارت پیشرفته بکار می رود. نانو ذرات اکسید آلومینیوم در فاز آلفا با توجه به اصطکاک کم و زیست سازگاری بالا توانسته اند کاربرد گسترده و پر رنگی در تولید مواد بیوزیستی داشته باشند.همچنین در انتشار اشعه مادون قرمز بکار گرفته می شود. یکی دیگر از کاربرد ها ی آلومینا را در جوش دادن ریل راه آهن می توان مشاهده کرد.
نانو اکسید آلومینیوم گاما
در مواد عایق حرارتی از فاز گامای نانو ذرات اکسید آلومینیوم، بخاطر مقاومت حرارتی بالا و خاصیت عایقی آن، استفاده می شود. همچنین نانو ذرات اکسید آلومینیوم در فاز گاما حامل های کاتالیزوری مناسبی هستند. سایز کوچک و نقطه ذوب پایینی دارند.