Uvod:
U području nanotehnologije postoje tri vrstenanomaterijala, odnosno monokristalni, polikristalni i amorfni nanomaterijali, obično se koriste. Ovi materijali imaju različite strukture, svojstva i primjene u različitim područjima. U ovom članku dat ćemo pregled ove tri vrste nanomaterijala, njihove karakteristike i primjene.
Monokristalni nanomaterijali:
Monokristalni nanomaterijali su oni nanomaterijali u kojima su atomi raspoređeni na vrlo uređen i ponavljajući način u jednoj kristalnoj rešetki. Ovi materijali pokazuju jedinstvena elektronička, optička i mehanička svojstva zbog svoje visoke strukturne i kemijske homogenosti. Monokristalni nanomaterijali nalaze primjenu u raznim područjima kao što su elektronika, fotonika i kataliza.
Polikristalni nanomaterijali:
Polikristalni nanomaterijali su oni nanomaterijali koji se sastoje od više malih kristalita koji imaju različite orijentacije jedan u odnosu na drugi, što dovodi do stvaranja granica zrna. Ovi materijali pokazuju poboljšanu mehaničku čvrstoću i veću otpornost na deformaciju u usporedbi s monokristalnim nanomaterijalima. Polikristalni nanomaterijali mogu se sintetizirati različitim metodama kao što su mljevenje s kuglicom i sinteriranje. Primjenjuju se u poljima kao što su skladištenje energije, detekcija plinova i fotokataliza.
Amorfni nanomaterijali:
Amorfni nanomaterijali su oni nanomaterijali u kojima su atomi raspoređeni na slučajan način koji se ne ponavlja. Ovi materijali pokazuju jedinstvena strukturna, optička i magnetska svojstva zbog svoje neuređene prirode. Amorfni nanomaterijali mogu se sintetizirati različitim metodama kao što su sol-gel, toplinsko isparavanje i laserska ablacija. Primjenjuju se u područjima kao što su medicina, optika i skladištenje energije.
U ovom ćemo članku pokriti glavne razlike između monokristala i polikristala.
Kristalna struktura
Najvažnija razlika između monokristala i polikristala leži u njihovoj kristalnoj strukturi. Monokristali imaju uređen, kontinuiran i potpun raspored atoma ili molekula, bez zrna ili granica. S druge strane, polikristali se sastoje od više zrnatih struktura, a zrna su povezana preko granica zrna. Ove granice zrna obično imaju neuredan raspored atoma ili molekula u usporedbi s ostatkom kristala. Kao rezultat toga, monokristali imaju viši stupanj kristalizacije i cjelovitosti u usporedbi s polikristalima.
Fizička svojstva
Fizička svojstva monokristala i polikristala razlikuju se zbog njihove kristalne strukture. Monokristali imaju ujednačen raspored atoma ili molekula, što ih čini izotropnijima i homogenijima u smislu fizičkih svojstava. Stoga monokristali pokazuju izvrsna svojstva u raznim područjima kao što su električna, optička, toplinska i mehanička. S druge strane, polikristali imaju različite strukture i svojstva zrna zbog prisutnosti granica zrna, što ih čini manje izotropnim i heterogenim. Kao rezultat toga, polikristali pokazuju niža ukupna fizikalna svojstva od monokristala.
Metode pripreme
Metode pripreme monokristala i polikristala također se razlikuju. Monokristali se obično pripremaju korištenjem kontroliranih i sofisticiranih tehnika kao što su metode suspenzije, taloženja iz pare i metode plutajuće zone. Nasuprot tome, polikristali se mogu izraditi korištenjem relativno jednostavnih metoda kao što su taljenje ili skrućivanje. Metoda pripreme monokristala zahtijeva visoku preciznost i kontrolu zbog njihove uređene i kontinuirane strukture.
Prijave
Zbog jedinstvenih svojstava monokristala imaju široku primjenu u raznim područjima. Monokristali se intenzivno koriste u proizvodnji poluvodiča za izradu čipova integriranih krugova, zahvaljujući njihovoj visokoj kristalnosti i čistoći. Monokristali se također koriste u proizvodnji visokopreciznih optičkih leća, laserskih uređaja i drugih optičkih komponenti zbog svojih vrhunskih optičkih svojstava. S druge strane, polikristali se naširoko koriste u mehaničkim primjenama budući da nude vrhunsku duktilnost i žilavost.
Zaključak:
Ukratko, monokristalni, polikristalni i amorfni nanomaterijali imaju različite strukture, svojstva i primjene u različitim područjima. SAT NANO nudi visokokvalitetne nanomatele, metalne okside i metalne karbide, koji se obično koriste za sintezu ovih nanomaterijala. Odabirom odgovarajućeg nanomaterijala, istraživači mogu prilagoditi svojstva materijala kako bi zadovoljili zahtjeve svojih specifičnih primjena.
