نانو ساختارها چه هستند؟

مطابق تعریف سازمان بین‌المللی استاندارد (ISO/TS 80004) نانومواد به دو دسته کلی نانوشئ (nano-object) و مواد نانوساختار تقسیم می‌شوند. نانوشئ ماده‌ای است که حداقل یکی از ابعاد آن در مقیاس نانو باشد.

مطابق این تعریف نانواشیا را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد :

نانواشیاء سه بعدی :

.

یعنی موادی که در هر سه بعد نانومقیاس هستند. این دسته شمار بسیاری از نانومواد را دربرمی‌گیرد. مهمترین نمونه‌های این مواد فولرین‌، نقاط کوانتومی، درخت‌سان‌ها، نانوذرات و نانوپودرها هستند.

نانواشیاء دوبعدی :

.

موادی هستند که دو بعد آنها در مقیاس نانو هست. از مهترین نمونه‌های این دسته می‌توان به نانولوله‌ کربنی، نانوسیم‌ها و نانوالیاف اشاره کرد.

نانواشیاء تک بعدی :

.

موادی هستند که تنها در یک بعد نانو هستند و دو بعد دیگر آنها بزرگ‌تر از مقیاس نانو است. نانوروکش‌ها، گرافن، تک‌لایه‌های خودآرا و فیلم‌های لانگمیر-بلاجت مثال‌هایی از این دسته هستند.

حال نانوموادی هستند که در هیچ یک از این سه دسته قرار نمی‌گیرند. به عنوان مثال نانوکامپوزیت‌ها را جرء کدام دسته نانواشیاء می‌توان دانست؟ یا مواد نانومتخلخل (nanoporus) که ابعاد آنها در هر سه بعد ماکرو است ولی دارای خلل و فرج نانومقیاس هستند چطور؟

به همین دلیل در همین استاندارد دسته دیگر از نانومواد به عنوان مواد نانوساختار تعریف شدند که گرچه هیچ بعد آنها در حالت معمول در مقیاس نانو نیست ولی یکی از مواد تشکیل‌دهنده ساختار آنها نانوشئ است یا از لحاظ میکروسکوپی و مورفولوژی ساختار نانومقیاس دارند. مواد نانوبلوری (nanocrystalline materials) و روکش‌های نانوساختار (nanostructured coatings) مثال‌های دیگری از این مواد هستند.

در مورد روکش‌ها این توضیح لازم است که اگر روکش مورد نظر دارای ضخامت نانومقیاس باشد ولی ساختار میکروسکوپی آن نانویی نباشد در دسته نانواشیاء تک‌بعدی قرار می‌گیرد. ولی چنانچه روکشی داشته باشید که ضخامت آن در مقیاس میکرونی یا بالاتر باشد ولی از لحاظ ساختار میکروسکوپی و مورفولوژی نانوساختار باشد به عنوان یک ماده نانوساختار شناخته می‌شود.