طبقه بندی نانوکامپوزیت ها
انواع نانوکامپوزیت ها را می توان بر اساس ماده زمینه آن ها به شرح زیر طبقه بندی کرد:
– نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری
– نانوکامپوزیت های زمینه سرامیکی
– نانوکامپوزیت های زمینه فلزی

نانوکامپوزیت های زمینه بین فلزی
در بین نانوکامپوزیت ها، بیشترین توجه به نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری معطوف است. کامپوزیت های پلیمری به علت خواصی مانند استحکام، سفتی و پایداری حرارتی و ابعادی چندین سال است که در ساخت هواپیماها به کار می روند. با رشد نانوتکنولوژی، کامپوزیت های پلیمری بیش از پیش به کار گرفته خواهند شد. کامپوزیت هایی که بستر فلزی دارند، کم وزن و سبک اند و به علت استحکام و سختی بالا، کاربردهای وسیعی در صنایع خودرو و هوا-فضا پیدا کرده اند. در ادامه بحث به شرح کامل هر یک ازا ین نوع مواد خواهیم پرداخت.

اما دسته بندی دیگری که برای نانوکامپوزیت ها وجود دارد، دسته بندی ابعادی نانوکامپوزیت هاست. در نانوکامپوزیت ها با توجه به آنکه فاز نانومتری چند بعدش در مقیاس نانومتر قرار دارد. به سه دسته تقسیم می شوند.
۱- نانوکامپوزیت های هم بعد
۲- نانوکامپوزیت های دوبعدی
۳- نانوکامپوزیت های تک بعد

در نانوکامپوزیت های هم بعد، فاز یا فازهای نانومتری در هر سه بعد در مقیاس نانو قرار دارند. برای این دسته مواد میتوان به سیلیکای کروی تولید شده در فرآیند سل- ژل اشاره کرد.

نانوکامپوزیت های دو بعدی فاز نانومتری آنها در دو بعد آن در مقیاس نانو قرار دارد که لوله های نانو متری کربن یا ویسکرها مثالی برای این دسته می باشند. فاز نانومتری تقویت کننده در نانوکامپوزیت های تک بعدی تنها در یکی از ابعاد دارای مقیاس نانو است. این خانواده از نانوکامپوزیت ها تحت عنوان نانوکامپوزیت های پلیمر- کریستالهای لایه ای شناخته می شوند. در طبیعت از این نوع کریستالهای لایه ای شکل به وفور یافت می شود. امروزه نانوکامپوزیت های سیلیکاتی لایه ای به طور گسترده ای مورد مطالعه قرار می گیرند که علت آن را می توان سهولت دسترسی به خارک رس و همچنین خصوصیت نفوذپذیری آن نام برد.

نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری
همان طور که گفتیم در بین نانوکامپوزیت ها، نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری بیشترین کاربرد و استفاده را دارند و در درجه اول اهمیت قرار دارند. سیلیکات های لایه ای تا به امروز بیشترین کاربرد را در ساخت نانوکامپوزیت ها داشته اند. اخیراً به شدت از نانو لوله های کربنی در ساخت این نانوکامپوزیت ها استفاده می شود.
با توجه به خواص متنوع نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری، دلایل زیادی رامی توان برای گسترش نانوکامپوزیت های پلیمری نام برد. اولین دلیل، خواص بی نظیر مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی آن هاست. نانوکامپوزیت های پلیمری عموماً دارای استحکام بالا، وزن کم، پایداری حرارتی بالا، رسانایی الکتریکی بالا و مقاومت شیمیایی بالایی هستند. با اضافه کردن درصد کمی از مواد نانو به یک پلیمر خالص، استحکام کششی، استحکام تسلیم و مدول یانگ افزایش چشمگیری می یابد. به عنوان مثال با افزودن تنها ۰۴/۰ درصد حجمی میکا (یک نوع سیلیکات) با ابعاد ۵۰ نانومتر به اپوکسی مدول یانگ این ماده ۵۸ درصد افزایش خواهد یافت.
همچنین با اضافه کردن ۸/۴ درصد حجمی میکای نانومتری به پلی¬آمیدها میزان نفوذ پذیری آب در آن ها ۵۰ درصد کاهش می یابد. تحقیقات انجام گرفته در دهه اخیر نشان می دهد که استحکام کششی و مدول کششی کامپوزیت های زمینه پلیمری با پر کنندۀ نانو سیلیکات لایه ای دو برابر می شود، بدون آنکه چقرمگی آنها دچار تغییر گردد. به عنوان مثال تعداد زیادی از پلیمرها نظیر نایلون، اولفین و نیز رزین هایی مانند اپوکسی ، اورتان، سیلوگزان با افزودن ۲% حجمی سیلیکات لایه ای به خواص فوق رسیده اند.

دلیل دوم توسعه نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری و افزایش تحقیقات دراین زمینه، کشف نانولوله ها کربنی در سال ۱۹۹۱ میلادی است. استحکام و خواص الکتریکی نانولوله های کربنی به طور قابل ملاحظه ای با نانولایه های گرافیت و دیگر مواد پرکننده تفاوت دارد. این دسته از کامپوزیت ها به دلیل خواص منحصر به فردی که دارند به طور گسترده ای در صنایع خودرو، هوا- فضا و بسته بندی مواد غذایی گسترش یافته اند. چنانچه در صنعت خودرو به دلیل افزایش قیمت سوخت و پیمامدهای اقتصادی ناشی از آن، تقاضا برای استفاده از موادی نظیر نانوکامپوزیت ها پلیمری که هم سبکی لازم و هم استحکامی در حد فلزات دارند، افزایش یافته است.

از دیگر کاربردهای نانوکامپوزیت های پلیمری پوشش های مقاوم به سایش، پوشش های مقاوم به خوردگی، پلاستیک های رسانا، حسگرها، آسترهای مقاوم در دمای بالا و غشاهای جداسازی گازها و سیالات نفتی می باشند.
نکته مهم دیگر این است که ارزش نانوکامپوزیت های پلیمری فقط به خاطر بهبود خواص مکانیکی نمی باشد. در کامپوزیت ها کارآیی موردنیاز، هزینه و قابلیت فرآوری از موضوعات بسیاری مهم می باشد. نانوکامپوزیت های پلیمری بر این محدودیت ها غلبه کرده است.

با توجه به گسترده بودن پلیمرها و رزین ها و همچنین نانو مواد تقویت کننده و کاربردهای فراوان آنها موضوع نانوکامپوزیت های پلیمری بسیاری گسترده می باشد و زمینه های بسیاری برای توسعه آنها وجود دارد.