پیش از آنکه پاسخ دادن به سواالت را آغاز کنید نکات زیر را با دقت بخوانید: متن سواالت را با دقت بخوانید و در پاسخ دادن عجله نکنید.

Transcript

1 آزمون مرحله اول نام و نامخانوادگي: شماره داوطلب: تعداد سوالها: 60 مدت پاسخگويي: 150 دقیقه

2

3 سالم به سومین المپیاد دانشآموزی علوم و فناوری نانو خوش آمدید. پیش از آنکه پاسخ دادن به سواالت را آغاز کنید نکات زیر را با دقت بخوانید: متن سواالت را با دقت بخوانید و در پاسخ دادن عجله نکنید. برخی از سواالت تنها با تکیه بر منابعی که قبال برایتان معرفی شده بودند طراحی شدهاند. اگر به منابع معرفی شده مسلط باشید با صرف کمی دقت میتوانید پاسخ درست را پیدا کنید. برخی دیگر از سواالت به مباحثی میپردازند که به طور کامل در منابع معرفی شده مطرح نشدهاند. در ابتدای این سواالت توضیحات کوتاه یا مفصلی آمده است. در مورد این سواالت باید توضیحات را با دقت بخوانید و با تکیه بر اطالعاتی که از قبل دارید به سواالت پاسخ دهید. ممکن است در مورد برخی از سواالت دو یا چند گزینه درست به نظرتان برسد. در این مورد باید بهترین گزینه را انتخاب کنید. براي پاسخهاي غلط نمره منفي در نظر گرفته خواهد شد. لطفا پیش از تحویل برگه پاسخنامه نسبت به جوابدهی سواالت فرم نظرسنجی شماره 2 اقدام فرمایید.

4

5 5 نانو فناوری و علوم المپیاد سومین دارد وجود ضلعی 5 چند )C60( فولرین مولکول یک در 1. 6 )1 8 )2 12 )3 16 )4 واکنش اکسیژن با آلومینیوم نانوذرات فرایند این در میشود. استفاده موشکها در جامد سوخت عنوان به آلومینیوم نانوذرات از 2. )п=3( میسوزد سریعتر زیر آلومینیوم نانوذرات از یک کدام میگردد. تولید آلومینیوم اکسید بخار و میدهند نانومتر 50 ارتفاع و نانومتر 40 قطر با استوانهای نانوذرات 1( نانومتر 40 ارتفاع و نانومتر قطر 50 با استوانهای نانوذرات 2( نانومتر 40 ضلع طول با مکعبی نانوذرات 3( نانومتر قطر 50 با کروی نانوذرات 4( میکند تغییری چه نانوذرات ساختاری نظم ذره اندازه کاهش با 3. میکند. پیدا تغییر و یافته کاهش ذره برد بلند نظم تدریج به 1( میشود. بزرگتر ماده واحد کریستال 2( میکنند. حفظ را خود تودهای ساختار مواد 3( مییابند. توسعه و کرده رشد ماده بلوری صفحات 4( است زیر پدیدههای از کدامیک از ناشی ذرات اندازه کاهش با نانوذرات رنگ تغییر 4. الکترونی ابر چگالی کاهش 1( بلوری ساختار تغییر و شبکه ثابت کاهش 2( ذره حجم به سطح نسبت افزایش 3( انرژی نوارهای ساختار تغییر و شدن شکافته 4( اتمهای در مشخصی دمای در پودر اتمهای شود داده قرار کوره در و شده فشرده فلزی نانوپودر یک شامل مخلوطی که صورتی در 5. میکند تغییری چه اتمها نفوذ دمای نانوپودر ابعاد شدن کوچک با میکنند)سینترینگ(. نفوذ دیگر ذرات میشود. بیشتر سپس و کمتر ابتدا 1( میشود. کمتر سپس و بیشتر ابتدا 2( میشود. کمتر 3( میشود. بیشتر 4( است برخوردار بیشتری اهمیت از فلزی نانوذرات نگهداری و تولید در زیر موارد از کدامیک 6. آنها بودن نامرئی 1( آنها باالی بسیار شیمیایی فعالیت 2( ذرات اندازه 3( موارد تمامی 4(

6 سومین المپیاد علوم و فناوری نانو 6 7. یکی از راههای جوشکاری نانولولههای کربنی استفاده از پرتو افکنی یونی است. اعمال پرتو یونی بر نانولولههای کربنی موجب جدا شدن اتم کربن )بوجود آمدن عیوب( از ساختار نانولوله میشود. در اثر جدا شدن اتم کربن 6 ضلعیهای مجاور هم در ساختار نانولوله تبدیل به 5 ضلعی و 7 ضلعی میشوند. تشکیل همین 5 ضلعی و 7 ضلعیها موجب جوشکاری نانولولهها میگردد. تعداد عیوب ایجاد شده در نانولوله ارتباط مستقیم با انرژی و جرم یونهای برخوردی دارد. نمودار زیر نسبت تعداد عیوب در واحد طول نانولوله کربنی را به انرژی یونهای گازهای نجیب نشان میدهد. کدام گزینه نمودارها را به درستی بیان کرده است ( به ترتیب از 1 تا 4( 1( هلیوم نئون کریپتون آرگون 2( هلیوم نئون آرگون کریپتون 3( کریپتون آرگون هلیوم نئون 4( کریپتون آرگون نئون هلیوم 8. در سال 2006 در مسابقات دوچرخه سواری دور فرانسه از الیاف نانولولههای کربنی در آلیاژ یک دوچرخه استفاده شد. این دوچرخهسوار در مسابقات به مقام اول رسید. چه خاصیتی از دوچرخه به دوچرخهسوار در کسب این مقام کمک کرده است 1( کاهش نسبت چگالی به استحکام 2( کاهش نسبت حجم به استحکام 3( افزایش نسبت جرم به حجم 4( افزایش نسبت چگالی به استحکام 9. صنعتگران نانوذراتی توليد کردهاند که استفاده از آنها در رنگآميزی بدنهی هواپیما میتواند سوخت مصرفی آن را کاهشدهد. نانوذرات به کار رفته چه ويژگی دارند که استفاده از آنها چنين اثری را برجای میگذارد 1( استحکام بیشتری دارند. 2( مقاومت به سایش باالتری دارند. 3 (از ضريب اصطکاک کمتری برخوردارند. 4( خاصیت خود تمیزشوندگی دارند. 10. تغییر طول قطعات فلزی در اثر گرما و تنش شدید خزش نام دارد. با کاهش اندازه ذرات سازندهی قطعه فلزی مقاومت آن در برابر خزش چه تغییری میکند چرا 1( کاهش مییابد زیرا مقدار مرز دانهها افزایش مییابد. 2( کاهش مییابد زیرا مقدار مرز دانهها کاهش مییابد. 3( افزایش مییابد زیرا مقدار مرز دانهها افزایش مییابد. 4( افزایش مییابد زیرا مقدار مرز دانهها کاهش مییابد.

7 7 سومین المپیاد علوم و فناوری نانو 11. اگر یکی از ابعاد ذرهای به انداره چند نانومتر برسد حالتهای انرژی الکترون در آن راستا محدود میشود. این امر منجر به کمشدن چگالی حاالت در آن جسم میگردد. کدام یک از نمودارهای زیر نشاندهنده چگالی حاالت انرژی الکترونهای نانومیله است چگالی انرژی )2 )1 چگالی انرژی شعاع ذره شعاع ذره چگالی انرژی چگالی انرژی )4 )3 شعاع ذره شعاع ذره 12. واحد پردازشگر مرکزی Unit( Central Processing یا همان ) CPU در واقع مغز پردازشگر همهی رایانهها است و همهی عملیات پردازشی رایانه در آن انجام میشود. بخش اصلی سازندهی همهی واحدهای پردازشگر مرکزی ترانزیستورها هستند. نقش این ترانزیستورها در ساخت مدارات الکترونیکی مانند نقش آجر در ساخت خانه است. در واقع میتوان گفت همانطور که خانه از کنار هم قرار گرفتن تعداد زیادی آجر تشکیل شده است مدارات الکترونیکی هم از کنار هم قرار گرفتن تعداد زیادی ترانزیستور تشکیل شدهاند. ترانزیستور یک قطعهی کوچک الکترونیکی است که نقش کلیدی را در مدارات الکترونیکی ایفا میکند و با قطع و وصل کردن جریان الکتریکی عملیات پردازشی مورد نظر را انجام میدهد. تصور کنید یک واحد پردازشگر مرکزی به شکل مربع و با ابعاد سانتیمتری در اختیار دارید. فرض کنید ترانزیستورها در این صفحهی مربعی به صورت یک ماتریس مربعی در کنار یکدیگر قرار گرفتهاند. اگر تعداد ترانزیستورها در این واحد پردازشگر مرکزی برابر 10 میلیارد یعنی باشد با فرض صرفنظر کردن از فاصلهی بین ترانزیستورها و همچنین با فرض اینکه ترانزیستورها به شکل مربع هستند طول هر ترانزیستور تقریبا چند نانومتر است )1 100 نانومتر )2 50 نانومتر ) نانومتر )4 500 نانومتر 13. پالسما حالتی از ماده است که در دماها یا فشارهای بسیار باال ایجاد میشود که ذرات تشکیلدهندهی آن شامل الکترونها رادیکالها یونها و مولکولهای برانگیخته است. پالسماها را براساس منبع تولید دما و یا فشار به انواع مختلف تقسیمبندی میکنند. امروزه استفاده از محیط پالسما با وجود هزینه باال در صنایع نانوالکترونیک بسیار رایج شده است. از این محیط در اتاقکهای ویژهی ساخت ترانزيستورها و دیگر ابزارهای الکترونیکی بسیار ظریف در صنایع نانوالکترونيک استفاده میشود. به نظر شما مهمترين دليل استفاده از پالسما در حوزه فناوری نانو چیست 1( برخورد الکترونها و ذرات پالسما با سطح مورد نظر منجر به حکاکی )لیتوگرافی( روی آن میشود و به اين ترتيب میتوان روی سطح نانوساختارهای مختلفی ايجاد کرد. 2( استفاده از پالسما بيشتر برای ایجاد يک محیط عاری از آلودگی صورت میگيرد. 3( برخورد ذرات درون پالسما با خودشان منجر به ایجاد یک الیه روی سطح مورد نظر شده و عمل اليه نشانی به خوبی انجام میگيرد. 4( هیچ برخورد موثری بین ذرات محیط پالسما با خودشان و سطح ایجاد نمیشود.

8 نانو فناوری و علوم المپیاد سومین 8 نانوسیمهای مقیاس در اما (. مییابد) افزایش آنها الکتریکی مقاومت سیمها ضخامت کمشدن با فیزیک قوانین به توجه با 14. چیست امر این دلیل دارند. سیم محور راستای در کمی ویژه الکتریکی مقاومت هستند ریز بسیار اینکه وجود با فلزی سیم در الکترون حرکت مسیر و انرژی ترازهای شدن گسسته 1( دارد بستگی سیم طول به مقاومت نانو مقیاس در 2( سیم دهنده تشکیل اتمهای در آزاد الکترونهای افزایش 3( دارد مستقیم نسبت مقطع سطح با مقاومت نانو مقیاس در 4( ار مواد اين شوند. می استفاده سوختی پيلهای بازدهی افزايش برای که هستند نانوساختاری مواد جمله از کربنی نانومیلههای 15. دهند افزايش را غشا بازدهی میتوانند چگونه کربنی نانومیلههای شما نظر به میکنند. اضافه غشا ساختار به معموال هیدروژن یونهای عبور آسانکردن طريق از 1( غشاء کردن رسانا بهوسيله 2( غشاء در گازها کردن مجتمع و جذب با 3( غشاء پتانسیل افزایش بهوسيله 4( و کرده برخورد هدف ماده به الکتریکی میدان یک ایجاد اثر در خنثی گاز یک یونهای پالسما تشکیل از پس الیهنشانی روش در 16. میدهند. الیه یک تشکیل و نشسته نظر مورد ویفر روی اتمها این نتیجه در میشوند. آن اتمهای شدن کنده باعث است صحیحتر عبارت کدام یونها( کاشت مرحله از )پس ویفر سطح بر زدایش و الیهنشانی مراحل دقت مورد در تر زدایش > پالسما با زدایش 1( پالسما با زدایش > واکنشدهنده یون با زدایش 2( واکنشدهنده یون با زدایش تر< زدایش 3( پالسما با زدایش تر< زدایش 4( کاربردهای از یکی استحاله(. )دمای میگردند باز خود اولیه شکل به خاص دمای یک از گذشتن و دما بردن باال با حافظهدار آلیاژهای 17. بازهای چه در استحالهشان دمای شدهاند ساخته کاربرد این برای که حافظهداری آلیاژهای شما نظر به است. عینک قاب ساخت در آنها دارد قرار سانتیگراد درجه 10 تا 0 1( سانتیگراد درجه 35 تا 15 2( سانتیگراد درجه تا ( است کشسان ناحیه در حضور علت به صرفا خاصیت این 4( هر ب و الف خودرو دو است. شده وزن درصدی 2 کاهش باعث خودرو عقب و جلو گلگیر در پالستیکی نانوکامپوزیتهای از استفاده 18. خودروی از سبکتر کیلوگرم 50 الف خودرو میکنند. طی ساعت 5 در را مشخص مسیر یک ساعت بر کیلومتر 80 متوسط سرعت با دو میشود لیتر چند خودرو دو این در سوخت مصرف میزان اختالف زیر فرضیات به توجه با باشد. می ب فرضیات: میشود. جویی صرفه کیلومتر 100 هر در سوخت مصرف در لیتر نیم وزن کاهش کیلوگرم 100 هر ازای به 1- است. خودروها وزن علت به صرفا سوخت مصرف در اختالف 2-

9 9 سومین المپیاد علوم و فناوری نانو )1 1 لیتر )2 2 لیتر )3 8 لیتر )4 25 لیتر 19. وجود نقص در شبکههای بلوری منجر به ایجاد تغییر در برخی از خواص شبکه از جمله خاصیت الکتریکی شبکه میشود. فرض کنید یک شبکه بلوری سیلیکونی داشته باشیم که در آن ناخالصیهایی از اتمهای گروه پنجم جدول تناوبی حضور داشته باشند در این صورت خاصیت الکتریکی شبکه به چه نحوی تغییر میکند 1( در صورت اعمال پتانسیل الکتریکی حضور اتم گروه پنجم جدول تناوبی منجر به افزایش خاصیت الکتریکی شبکه میشود. 2( در صورت اعمال جریان خارجی حضور اتم گروه پنجم جدول تناوبی منجر به کاهش خاصیت الکتریکی شبکه میشود. 3( ایجاد نقص در شبکه کریستالی محکم اتمهای گروه چهارم که دارای خاصیت نیمهرسانایی قوی هستند امکانپذیر نیست. 4( برای تغییر خاصیت الکتريکی باید از عناصر واسطه استفاده کرد که اوربیتال d خالی دارند. 20. برای شناسایی و آشکارسازی سلولهای سرطانی میخواهیم نانوذراتی را با استفاده از پادتن سلولهای سرطانی پوشش دهیم. کدامیک از گزینههای زیر را برای پوششدهی پیشنهاد میکنید 1( نانوذرات مغناطیسی 2( نانوذرات آنتیباکتریال 3( نانوذرات فتولومینانس 4( نانوذرات زیستسازگار 21. مناسبترین روش برای سنتز نانوساختارهای 3 ب عدی بلورین و متخلخل مانند زئولیتها کدام است 1( سل-ژل 2( رسوب گاز شیمیایی 3( همرسوبی 4( هیدروترمال با توجه به متن زیر به سؤال 22 پاسخ دهید. کاتالیستهای ناهمگن دارای ویژگیهایی مانند سطح ویژه سطح ویژه فعال تخلخل و غیره هستند که کارایی کاتالیست در فرایند شیمیایی را تحت تأثیر قرار میدهند. کاتالیستهایی که امروزه با دیدگاه فناوری نانو و با استفاده از روشهای نوین سنتز نانومواد تولید میشوند فعالیت بسیار باالیی داشته و واکنشهای شیمیایی را به مقدار قابل توجهی تسریع میکنند. از معمولترین موادی که بهعنوان کاتالیست و پایه کاتالیست کاربرد دارد اکسید آلومینیوم ( 3 )Al 2 O است که با نام آلومینا شناخته میشود. این ماده در ساختارهای بلوری مختلفی مشاهده میشود که برخی از این ساختارها کاربرد کاتالیستی دارند. این ساختارها وابسته به دمای تشکیل کاتالیست است. این امر نشان دهنده اهمیت و تأثیر نحوه چینش اتمها بر فعالیت شیمیایی یک ماده است. 22. کربنات آلومینیوم در اثر حرارت به آلومینا تبدیل میشود. در آزمایشی بهمنظور بررسی خواص کاتالیستی آلومینا پس از تشکیل آلومینا در اثر گرمایش کربنات آلومنیوم آلومینای بهدست آمده را در یک راکتور شیمیایی قرار داده و با عبور مواد اولیه واکنش بازدهی

10 نانو فناوری و علوم المپیاد سومین 10 دلیل شد. ترسیم زیر شکل به دما تغییر با کاتالیست حضور در واکنش راندمان منحنی دادند. قرار مطالعه مورد دما افزایش با را فرایند چیست رفتاری چنین واکنش سرعت افزایش و دما افزایش با فرایند مکانیسم تغییر 1( دما افزایش با کاتالیست سطح و فرایند مکانیسم تغییر 2( دما با کاتالیست فعالیت و ساختار تغییر 3( دما افزایش با کاتالیست سطح و ساختار تغییر 4( واکنش راندمان دما.FEG تنگستن )LaB 6 ( هگزابوراید النتانیوم تنگستن هستند: فیالمان نوع 3 دارای معموال الکترونی میکروسکوپهای 23. فیالمان طرفی از دارد. باال خال به احتیاج که است این آن مشکل اما است تنگستنی فیالمان برابر 9 تقریبا LaB 6 فیالمان درخشندگی کدام از است بهتر زیستی پروتئین یک سطح از تصویربرداری برای ندارد. باال خال به نیاز و بوده صرفه به مقرون قیمت نظر از تنگستنی شود استفاده فیالمان LaB 6 )1 تنگستن 2( FEG )3 FEG و LaB 6 )4 است کمتر عبوری الکترونی میکروسکوپ در الکترون تولید منابع از کدامیک عمر طول 24. تنگستن فیالمان 1( LaB 6 بلور )2 شاتکی میدانی نشر 3( سرد میدانی نشر 4( دهید. پاسخ و سؤاالت به زیر متن به توجه با اسپین جهت آن در که است اتم هزاران حاوي حوزه هر شدهاند. تشکيل متعددی مغناطيسي حوزههاي از )bulk( تودهای حالت در مغناطيسی مواد اب که است متفاوت ديگر حوزههاي با حوزه هر ممانهای جهت مواد اين از دستهای در هستند. همسو مغناطيسي ممانهاي و بوده يکسان الکترونها نمود. همسو را حوزهها ممانهای جهت میتوان خارجی نیروی اعمال میکند تغییر چگونه نانوذرات مغناطيسی خواص مغناطیسی میدان یک اعمال با 25. داد. تغيير آنرا میتوان سختی به و است ذاتی خاصیت یک نانوذرات در مغناطیسی خاصیت 1( میدهند. دست از را خود مغناطیسی خاصیت سرعت به بنابراين دارند محدودی بسيار مغناطيسي حوزههاي کوچکشان اندازه دلیل به نانوذرات 2( بنابراین نميگيرند فاصله خيلي اولیه حالت از مغناطيسیشدن از پس و ندارند شدن مغناطیسی براي زيادي نيروي به نياز مغناطيسي نانوذرات 3( ندارند. اوليه وضعيت به بازگشت و مغناطيسي خاصيت دادن دست از براي چنداني تمايل اينرو از دارند خود اولیه وضعيت به برگشت براي شديدي تمايل ميشوند خارج طبيعي حالت از که موادي ترموديناميک دوم قانون اساس بر 4( بازگردند. خود اوليه بینظم حالت به که دارند تمايل شدت به میشوند مغناطيسي خارجی ميدان یک تحت که نانوذراتی

11 11 سومین المپیاد علوم و فناوری نانو 26. اگر تحت شرايطی خاص بتوان روی حوزههای مغناطيسی يک نانوذره اثر گذاشت چه رابطهای میان تعداد حوزهها و نیروی الزم برای همجهت ساختن حوزهها برقرار است 1( هر چه تعداد حوزهها بیشتر باشد نيرو و ميدان کمتري نيز براي همجهت ساختن حوزهها مورد نياز است. 2( هر چه تعداد حوزهها کمتر باشد نيرو و ميدان کمتري نيز براي همجهت ساختن حوزهها مورد نياز است. 3( نیرو و میدان الزم برای همجهت ساختن حوزهها ربطی به تعداد حوزهها ندارد بلکه فقط وابسته به جنس ماده است. 4( فرض سوال مبنی بر لزوم وجود شرايط ويژه برای تغيير خاصيت مادهی غیرمغناطيسی صحيح نیست. با توجه به متن زیر به سؤال 27 پاسخ دهید. س لها ذرات كلوئيدي هستند که ابعاد آنها بين 1 تا 100 نانومتر است و در يک محيط آبی پراكنده شدهاند. كوچكي بيش از حد اين ذرات سبب میشود که در محيط آبی به حالت معلق در آيند. ژل نيز يك شبكه جامد و به هم پيوسته متخلخل است که اندازه منافذ آن از يک ميكرومتر کوچکتر است و زنجيرهاي پليمري دارد كه طول متوسط آنها بزرگتر از يك ميكرومتر است. در روش س ل_ژل برای تهيه مواد نانوساختار ابتدا يک محلول کلوئيدی از آن ماده تهيه میکنند سپس با کمک يک واکنش شيميايي س لهاي کوچک محلول در کنار يکديگر قرار گرفته و به مولکولهای بزرگ پليمری سه ب عدی تبديل میشوند. ژل توليد شده را در پايان خشک کرده و متراکم میکنند. 27. برای ساخت يک نانوساختار خاص دو نوع سل را در شرايط مختلف آزمايشگاهی سنتز و نگهداری میکنند. در ادامه کار مشخص میشود که سل اول یک روز و سل دوم چند هفته پایدار است. شما فکر میکنيد کدام گزينه قضاوت دقيقتری از شرايط این دو نوع سل داشته باشد 1( سل اول در دمای کمتری نگهداری شده است. 2( سل اول در فشار بیشتری نگهداری شده است. 3( سل اول دارای ذرات جامد ریزتری است. 4( سل دوم دارای ذرات جامد ریزتری است. با توجه به متن زیر به سؤاالت 28 تا 30 پاسخ دهید. ساختمان مواد جامد را میتوان به دو دسته مهم منظم و نامنظم تقسیم کرد. در صورتی که نظم موجود در ساختمان ماده بلند ب رد و دورهای باشد ماده را بلورین مینامند. در صورتی که چنین نظم ساختاری بین اتمها و مولکولهای سازنده ماده وجود نداشته باشد ماده بیشکل است. این نظم ساختاری تعیینکننده بسیاری از خواص ماده است. کوچکترین واحد منظم در ماده به سلول واحد ماده مشهور است انواع مختلفی از سلول واحد وجود دارد که سه نوع مکعبی ساده )SC( مکعبی مرکز حجمی )B.C.C( و مکعبی مرکز سطحی )F.C.C( از سادهترین سلولهای واحد موجود هستند. نوع سلول واحد یک جامد بلورین تعیینکننده تعداد پیوندها خواص فیزیکی و شیمیایی سطح فعال و غیره است. این موضوع اهمیت نحوه تبلور و نوع ساختار بلوری جامدات را بیان میکند. نام بلور مکعب ساده )Sc( مکعبی مرکز حجمی )BCC( مکعبی مرکز سطحی )FCC( طرز چیدمان اتمها الزم به ذکر است در ساختار F.C.C رابطه بين پارامتر شبكه و شعاع اتمي به صورت: 4R=3 a و در ساختار B.C.C به صورت 4R=2 a است. ]R : شعاع اتمی a: پارامتر شبکه[

12 نانو فناوری و علوم المپیاد سومین 12 با: است برابر F.C.C شبکه ثابت است a اتمی شعاع دارای که مادهای برای )1 )2 )3 )4 ماده اين وقتي میکند. تغییر آهن بلوری شبکه دما افزایش با اتمسفر یک فشار در که معنی بدین است. شکلی چند عنصری آهن 29. است چقدر حدودا آن حجمي تغييرات ميدهد فاز تغيير F.C.C به B.C.C حالت از حجم افزايش درصد 73 1( حجم كاهش درصد 73 2( حجم افزايش درصد 46 3( حجم كاهش درصد 46 4( نسبت مذکور تعریف به باتوجه است. شده اشغال اتمها توسط که واحد سلول حجم از درصدی از است عبارت فشردگي ضریب 30. است صورت چه به بلوري ساختارهاي از يك هر در فشردگي ضریب F.C.C > S.C > B.C.C )1 F.C.C > B.C.C > S.C )2 S.C. > F.C.C > B.C.C )3 B.C.C >F.C.C > S.C )4 دهید. پاسخ 31 سؤال به زیر متن به توجه با رد مستقيما فتوكاتاليستها میکنند. کمک شيميايي واكنشهای انجام به و شده فعال خورشید نور تابش برابر در که هستند موادی فتوکاتالیست مواد مورد امروزه که فتوكاتاليستهايی مهمترين ميكنند. فراهم را واكنشها انجام براي نياز مورد شرايط فقط و ندارند دخالت كاهش و اكسايش واكنشهاي آنها تبديل و آلی آاليندههاي از بسياري بردن بين از و شكستن باعث واکنش چند انجام با مواد اين هستند. تیتانیوم دیاکسید نانوذرات هستند توجه :تسا زير شرح به واکنشها انجام مراحل کرد. استفاده خودتمیزشونده سطوح ایجاد براي مواد اين از میتوان اينرو از میشود. آب و دیاکسیدکربن به هسته اطراف در مثبت حفره یک ایجاد و تیتانیوم دیاکسید واالنس مدار از الکترون یک شدن جدا الف( حفره این کنار در فعال هیدروکسید و پروتون به آب تجزیه ب( سوپراکسید رادیکال منفی یونهای تشکیل و اکسیژن مولکولهای با الکترونها واکنش ج( آلی مواد با سوپراکسید رادیکال و فعال هیدروکسید واکنش د( کنند: طی نيز را زير مراحل خورشيد نور و آب حضور در است ممکن مواد اين آن جای به OH قرارگیری و تیتانیوم دیاکسید سطح روی از اکسیژن شدن کنده ه( آن روی غيرآلی و آلی آالينده مواد چسبيدن از جلوگيری و سطح روی آب از یکنواختی نازک الیه ایجاد و( خورشيد نور تابش باال مراحل از کداميک در 31. کاتاليستی خاصيت بروز موجب بهترتيب میگردد سطح خودتميزشوندگی و ب و الف 1. ه و الف 2. ج و ب 3. ه و ب 4.

13 13 نانو فناوری و علوم المپیاد سومین دهید. پاسخ 33 تا 32 سؤاالت به زیر متن به توجه با این از مهم دسته دو هستند. متخلخل و ب عدی سه نانوساختارهای دارند مختلف صنایع در زیادی کاربرد امروزه که نانوساختارهایی مهمترین از یکی هب نانوساختاری کانالهای با معموال که متخلخلی بسیار حفرههای از و داشته غیرمنظم ساختاری آیروژلها هستند. زئولیتها و آیروژلها نانوساختارها ارتباطات از آنها مجاری و بوده ساختاری نظم دارای کامال زئولیتها مانند منظمی نانوساختارهای که حالی در شدهاند. تشکیل هستند متصل یکدیگر دارند. زئولیت نوع به بستگی که برخوردارند محدودی فعالیت به منجر آیروژلها شیمیایی ترکیب که صورتی در و شوند استفاده کاتالیست فعال فاز و پایه نانوساختار فیلترهای ساختار در میتوانند آیروژلها کرد. استفاده کاتالیست پایه و کاتالیست بهعنوان آنها از میتوان شود آنها شیمیایی بهعنوان آنها از معموال و داشته چشمگیری شیمیایی فعالیت بنابراین هستند فردی به منحصر شیمیایی ترکیب دارای زئولیتها آیروژلها برخالف اینکه به توجه با میکنند. استفاده نیز فیلتراسیون کاربردهای برای تراوا نیمه غشاهای بهعنوان را زئولیتها وجود این با میشود. استفاده کاتالیست دارند. انتخابپذیر گذردهی و جذب توان بنابراین هستند شیمیایی فعالیت دارای معموال زئولیتها حذف مشخص اندازه با را ذراتی است نانوذرات اندازه توزیع از وسیعی طیف حاوی که امولسیون یک از بخواهیم که صورتی در 32. میکنید پیشنهاد را زیر صافیهای از کدامیک کنیم زئولیتها 1( آیروژلها 2( پیلمری متخلخل صافیهای 3( 2 و 1 گزینه )4 نیست صحیح آیروژلها مورد در گزینه کدام 33. میشوند. استفاده الکتریکی عایق عنوان به سیلیکایی آیروژلهای 1( میشوند. استفاده الکتریسیته هادی مواد عنوان به کربنی آیروژلهای 2( دارند. کمی خیلی حرارتی هدایت آیروژلها 3( دارند. زیادی کاربرد و هستند آبدوست تماما آیروژلها 4( دهید. پاسخ 36 تا 34 سؤاالت به زیر متن به توجه با هب مربوط خواص تعیین در بلکه نانولولهها ساختاری شکل تعیین در نهتنها کایرال بردارهای آنهاست. ساختاری شکل تابع کربنی نانولولههای خواص دیوارهها تعداد این بر عالوه آنهاست. کایرال بردار از متاثر کربنی نانولههای مکانیکی و الکترونیکی خواص مثال عنوان به دارند. فراوانی اهمیت نیز آنها نمایش را گرافن صفحه یک که کنید توجه زیر شکل به بهتر درک برای دارند. نقش آنها خواص تعیین در مواد این ساختار در نقصها وجود چگونگی و رد = OA na 1 +ma 2 اگر میشود. حاصل نانولوله محور این حول گرافن پیچیدن از و باشد نانولوله محور محورOA کنید فرض دهد. می میشود. حاصل گوناگون وخواص چپ( سمت )شکل متفاوت ساختارهای n,m تغییر با بگیریم نظر حاالت سایر در و نازک نوار هادی نیمه بین n-m=3j رابطه اگر بود. خواهد zigzag نانولوله 0=m اگر و است armchair نانولوله باشد n=m اگر. تسا ) 1/R (نانوتیوب شعاع عکس گاف انرژی بزرگ نوار در و 2^R/1) با ( متناسب گاف انرژی نازک نوار در شد که خواهد حاصل بزرگ نوار هادی نیمه

14 نانو فناوری و علوم المپیاد سومین 14 است بیشتر نانولوله کدام در OA بردار m و n ضرایب مجموع برابر قطر با armchair و zigzag کربنی نانولوله دو در 34. zigzag )1 armchair )2 است. یکسان 3( دارد. بستگی شعاع به 4( است نانولولهای چه OA = 10a 1 +5a 2 بردار با نانولوله.35 فلزی 1( نارسانا 2( نیمهرسانا 3( ابررسانا 4( برهمكنش نيروي عنوان به واندروالس نيروهای آنها در كه است جداره دو نانولوله كربني نانولولههاي انواع پركاربردترين از یكي 36. زا یکی و بوده armchair یا zigzag نوع از میتوانند نانولولهها این جدارههای ميشود. اعمال خارجي و داخلي جدارههاي بين شوند انتخاب میتوانند نوعی چه از ترتیب به خارجی و داخلی جداره شما نظر به است. برابر هم با آنها کایرال مولفههای zigzag armchair )1 armchair zigzag )2 شوند. انتخاب یکسانی انواع از میتوانند 3( است. دیگری پارامترهای تابع کربنی نانولوله جداره نوع 4( دهید. پاسخ 38 و 37 سؤاالت به زیر متن به توجه با داخل هدف مادهی روش این در است. )PVD( فیزیکی بخار رسوب روش نازک الیههای ساخت روشهای از یکی میدانید که همانطور یونهای سپس میشود( انتخاب نقره جنس از هدف مادهی است نظر مد نقره از الیه یک ایجاد اگر مثال )برای میگیرد قرار دستگاه بهتدریج میکند. سقوط نظر مورد زیرالیه روی و میشود کنده اتم( چند از )متشکل ماده از قسمتی و میکنند برخورد هدف ماده به پرانرژی رسوب روش نازک الیههای ساخت روشهای از دیگر یکی میدهند. را نازک الیه یک تشکیل و متصل یکدیگر به اتمی خوشههای این هدایت الیه زیر روی به و میشود بخار شود داده پوشش است قرار که مادهای باال حرارت اثر در روش این در است. )CVD( شیمیایی بخار دهید: پاسخ زیر سواالت به میدهند.حال را زیرالیه روی نازک الیه یک تشکیل و شده متصل یکدیگر به تدریج به اتمها میشود. چیست زیر گزینههای میان از نازک الیههای ضخامت در عامل مهمترین فیزیکی بخار رسوب روش در 37. برخوردکننده یونهای انرژی 1( الیه زیر تا هدف ماده فاصله 2( دستگاه هندسی شکل 3( زیرالیه ماده نوع 4( است مناسب روش کدام هاشورخورده سطح روی نازک الیه یک ایجاد برای شما نظر به 38. فیزیکی بخار رسوب 1( شیمیایی بخار رسوب 2( کرد. استفاده میتوان روش دو هر از آزمایش شرایط به بسته 3( کرد. استفاده دیگری الیهنشانی روشهای از باید 4(

15 15 نانو فناوری و علوم المپیاد سومین میشود. حل معمولی حالل يک در اوليه مواد ابتدا روش اين در است. نانومواد ساخت روشهای قديمیترين از رسوبگذاری روش 39. تلاکشم بهدليل است. لختهسازی يا انعقاد و رشد هستهزايی مراحل شامل همرسوبی واکنش میگردد. اضافه دهنده رسوب عامل سپس بیانگر روبرو نمودار اگر نيست. شده شناخته خوبی به همرسوبی روش دقيق مکانيسم مراحل ديگر از فرآيند هر جداسازی و مطالعه قسمتهای از یک کدام را رشد و هستهزایی فرایند ترتیب به باشد زمان حسب بر فراوردهها احتماال و رسوبدهنده عامل غلظت چپ( به راست از میکند ) مشخص شده نامگذاری غلظت AB-OA )1 BC-AB )2 C -AC )3 O A B C B -OB )4 زمان دهید. پاسخ 44 تا 40 سؤاالت به زیر متن به توجه با زا استفاده با نانوذرات کوچک بسیار ابعاد بهدلیل امر این است. آنها مشاهدهی نانومواد بررسی و مطالعه روشهای مهمترین از تحت میتوان را است.الکترون الکترونی ميکروسکوپهای از استفاده جايگزين راهحلهای از يکی ندارد. امکان نوری میکروسکوپهای عدسیهای از استفاده با میتوان را الکترونها همچنین داد. تغییر دلخواه به آنرا موج طول و داده شتاب شده کنترل الکتریکی میدان یافت. دست مناسب کیفیت با باريکهای به و نمود متمرکز مغناطیسی پرتاب موجب معموال نیز نفوذی الکترونهای عبور. و نفوذ بازگشت داشت خواهد کلی رفتار سه نمونه سطح با برخورد در الکترون الکترونهای دسته دو است. موسوم ثانویه الکترونهای به که میشوند ماده سطحی اتمهای درونی الیههای از الکترونها برخی روبشی الكترونی میکروسکوپ نام با آن دستگاه که میروند کار به مواد سطح از برداری تصویر از خاصی روش برای ثانویه و بازگشتی مان به آن دستگاه که میشوند برده کار به دیگری روش برای نیز میکنند عبور نمونه از که الکترونهایی میشود. شناخته )SEM( الكترونی میکروسکوپ از حاصل تصاویر بزرگنمایی و کیفیت معمول بهطور است. معروف )TEM( عبوری الكترونی میکروسکوپ میدهند. نمونه از سفید و سیاه تصویری میکروسکوپها این دو هر است. بهتر روبشی الكترونی میکروسکوپ از عبوری دارد تفاوت ماده اصلی رنگ با SEM تصاویر در شده مشاهده رنگ چرا 40. میشود محدود سفيد و سياه به فقط الکترونی باریکه از ناشی رنگ 1( ندارند خاصی رنگ ذرات نانو مقیاس در 2( ندارد طیف امواج تداخل به ارتباطی میکروسکوپ این در تصویر تشکیل کار و ساز زیرا 3( میشوند رنگی تصویر تشکیل مانع و کرده برهمکنش نمونه با الکترونها زیرا 4( میکنید پیشنهاد را زیر میکروسکوپهای از کدامیک چپ به راست از ترتیب به ماده در اتمها چینش نحوه و سطحی خواص بررسی برای 41. SEM, SEM )1 SEM, TEM )2 TEM, SEM )3 TEM, TEM )4 بسیار الیه روی که 106( اتمی )وزن پاالدیم و 26( اتمی )وزن آلومینیوم نانومتری 30 اندازه هم نانوذرات از SEM یک از استفاده با 42. داد تشخیص کربنی الیهی روی را کرهها جنس میتوان چگونه میکنیم. برداری تصویر دارند قرار کربن از نازکی

16 نانو فناوری و علوم المپیاد سومین 16 تصویر پردازش رایانهای روشهای از استفاده با 1( سطح شیمیایی ترکیب تعیین روشهای از استفاده با 2( است تیرهتر آلومینیوم تصویر در ذرات تیرگی به توجه با 3( است تیرهتر پاالدیم تصویر در ذرات تیرگی به توجه با 4( باشد داشته باید ویژگی چه TEM تصویربرداری برای استفاده مورد نمونه 43. کرد. استفاده TEM برداری تصویر برای میتوان نمونهای هر از 1( کند. عبور آن از باریکه تا باشد الکتریسیته رسانای باید نمونه 2( کند. عبور آن از باریکه تا باشد عایق باید نمونه 3( کند. عبور آن از باریکه تا باشد نازک کافی حد به باید نمونه 4( نتيجه تحليل برای وی است. کرده آماده نسوز نانوکامپوزيت يک از نمونه سه خوارزمی جشنواره در شرکت برای دانشآموزی 44. SEM دستگاه متصدی است. TEM به مجهز ديگری و SEM به مجهز يکی که است سپرده مختلف آناليز مرکز دو به را خود های نمونه اين خطا از قبولی قابل درصد با که دارد وجود روشی آیا نمايد. يادداشت آنها روی را نمونهها به مربوط شمارهگذاری تا کرده فراموش بيابد را مربوطه SEM تصوير TEM تصاوير روی از بتواند دانشآموز باشند. داشته هم با چندانی ظاهری تفاوت نبايد تصاوير اين 1( برعکس. و میشوند دیده روشن SEM تصویر در TEM تصویر در تیره نقاط 2( میدهد. نمايش را آن سطحی ساختمان ديگری و میدهد نشان را ماده درونی ساختمان تصاوير يکی زيرا نيست پذير امکان 3( باشد. دربرداشته را SEM تصوير است ممکن TEM تصوير 4( با و بتابد بلورینی جسم به X( اشعه تفرق )سنجش XRD تست در X اشعه مانند λ موج طول با پرتویی چنانچه براگ قانون طبق 45. داریم: باشد اتمها بین خالی فضای d و کند بازتاب جسم سطح به نسبت θ زاویهی nλ = 2 d Sinθ میکنیم( فرض ثابت را آن اینجا در و مینامیم بازتاب مرتبهی را n( این منظور بههمین هستند. تقویتکننده ذرات عنوان به رس خاک ذرات آن در که کنیم درست نانوکامپوزیتی میخواهیم آزمایشی در با کردن مخلوط عمل فرایند این در شوند. باز هم از کامل بهطور آن صفحات و شده پخش زمینه ماده داخل در مناسب بهطور باید ذرات است. شده داده نشان زیر در روش هر به مربوط نمونهی XRD تست و شده انجام مختلفی روشهای است مناسبتر روش کدام شده داده نمودارهای به توجه با Counts )2 ) Counts θ θ Counts Counts 3000 )4 ) θ θ

17 17 نانو فناوری و علوم المپیاد سومین دهید. پاسخ 48 تا 46 سؤاالت به زیر متن به توجه با هب شده مطرح الگوهای معمولترین کرد. بیان ریاضی روابط صورت به را آنها رفتار و شناخت را اتمها بر موثر نیروهای ابتدا باید مواد شبیهسازی برای هستند: صورت این E= k(x-x 0 ) 2 کوواالنس انرژی E=ε ((A/r) 12 (B/r) 6 ( واندروالس انرژی E= k(q 1 q 2 )r/ الکتروستاتیک انرژی میشود استفاده رابطه کدام از الماس سازی شبیه برای 46. E= k(x-x 0 ) 2 )1 E=ε ((A/r) 12 (B/r) 6 ( )2 E= k(q 1 q 2 /r( )3 نمیشود. استفاده روابط این از باال سختی دلیل به الماس شبیهسازی برای 4( میشود استفاده رابطه کدام از آب رفتار شبیهسازی برای 47. E= k(x-x 0 ) 2 )1 E=ε ((A/r) 12 (B/r) 6 ( )2 E= k(q 1 q 2 /r( )3 مورد سه هر 4( میشود صفر مولکول دو بین انرژی حالت کدام در واندروالس رابطه به توجه با 48. r=a/b )1 r=b/a )2 r=b 2 /A )3 r=a 2 /B )4 دهید. پاسخ و سؤاالت به زیر متن به توجه با اندازه پارامترهای تخمین و تعیین برای زیادی راههای میکنند. استفاده نانومتر( )برحسب d اندازه پارامتر از معموال پلیمر یک نانومتری ابعاد بیان برای مولکولیشان وزن بهواسطه تخمین این پروتئینها همچون زیستی درشتمولکولهای برای مثال دارد. وجود زیستی بنیادی ساختمانی واحدهای d میگردد: محاسبه زیر رابطه از اندازه پارامتر این میشود. مشخص M( w ( میباشد. پروتئین یک برای دالتون حسب بر مولکولی وزن دهنده نشان M w رابطه این در ساختمان در گیری قرار از قبل آمینه اسیدهای از یک هر وزنی میانگین که است شده مشخص آمده عمل به میانگینگیریهای اساس بر طرفی از آب مولکول یک آمینه اسید مولکول هر از پروتئین ساختمان در گیری قرار با میشود دیده زیر شکل در آنچه طبق که است دالتون 128 پلیپپتید مینامند. آمینه اسید باقیمانده یا ریشه یک را حاصل مولکول حالت این در میگردد. کم 18( مولکولی وزن )با

18 نانو فناوری و علوم المپیاد سومین 18 بصورت پلیمر یک نهایی حجم و مولکولی وزن رابطه که است شده مشخص میگیرند قرار گروه این در که نیز پروتئینها و پلیمری ذرات برای طرفی از میشود. بیان زیر بود خواهد دالتون چند مولکول این مولکولی وزن باشد نانومتر 2/2 حدودا انسولین واحد اندازه اگر ) ) ) )4 بود خواهد چقدر پروتئین این چگالی آورد پدید مکعبی شکل و باشد شده تشکیل هم به آمینه اسید 400 اتصال از پروتئینی اگر 50. 1/1 )1 0/96 )2 1/3 )3 1/5 )4 دهید. پاسخ 53 تا 51 سؤاالت به زیر متن به توجه با نانوموتورهای این مینمایند. نقش ایفای زنده سلولهای درون که هستند شناختهشدهای ماشینهای و موتورها کوچکترین زیستی موتوری پروتئینهای حمل منظور به نانوماشینها این میدهند. انجام مکانیکی فرآیندی حرکتی انرژی به ATP تجزیه از حاصل شیمیایی انرژی تبدیل با زیستی لمح که محمولهای به سری بخش از که شدهاست تشکیل دمی و سری بخش دو از نانوموتورها این ساختمان شدهاند. طراحی درونسلولی اندامکهای استفاده حرکتی پای بعنوان بازو دو این از مولکولها این است. شده ساخته ATP کننده تجزیه بازوی دو از نیز دمی بخش و میشوند متصل مینماید ریزلولهچهها بنام سلولی درون اسکلت از خاصی اجزای روی بر مختلف مواد حمل و زنی قدم این مینمایند. حرکت انسان برداشتن قدم همانند و کرده رد مینامند. منفی را دیگر سمت و مثبت را آنها سمت یک که متفاوتند سمت دو دارای که هستند منوریلهایی همچون ریزلولهچهها میگیرد. انجام نانوموتورها نوع این از اصلی خانواده دو ترتیب این به میافتد. اتفاق دیگر سمت به سمتی از و جهت یک در فقط مختلف نانوموتورهای حرکت واقع میشوند. نامیده مثبترو خانواده و منفیرو خانواده که شدهاند کشف کروموزومها انتقال برای که میکنند عمل دوک رشتههای عنوان به ریزلولهچهها تقسیم حال در سلولهای در که است حالی در این داشت. خواهند عهده به را کروموزومها حمل وظیفه نیز شده معرفی نانوماشینهای حالت این در که است طبیعی میشود. استفاده نقش ایفای به سلولی تقسیم در که هستند متفاوتی دوک رشتههای 2 شماره و 1 شماره رشتههای میدهد نشان زیر شکل که همانطور

19 19 نانو فناوری و علوم المپیاد سومین و میشوند خواهری کروماتیدهای شدن جدا موجب کروموزومها کشیدن با و شده کشیده کروموزومها نزدیکی تا 1 شماره رشتههای میپردازند. میشوند. همدیگر از کروموزومها شدن دور باعث سلولی قطب دو کردن دور با 2 شماره رشتههای 2 ناشناخته نانوموتور ناشناخته نانوموتور 2 نانوموتورها از جدیدی نوع شده همپوشانی ناحیه این در میکنند. ایجاد همپوشانی سلول میانی بخش در رشتهها این است داده نشان شکل که همانطور ود آن سمت دو هر در و شدهاند متصل هم به سر بخش از آنها دهنده تشکیل مونومرهای و مینمایند نقش ایفای دایمر بصورت که است شده کشف میکنند. حرکت دوک رشتههای سمت یک به آن دهنده تشکیل بازوی جفت دو هر دارد. وجود بازو باشد سمتی چه به باید دوک رشتههای روی ناشناخته نانوموتور این حرکت همدیگر از سلول قطب دو کردن دور برای 51. منفی سمت به 1( مثبت سمت به 2( جهت دو هر به 3( مثبت سمت به بیشتر ولی جهت دو هر به 4( کرد خواهد تغییر صورتی چه به آن عملکرد جداکنیم آن از را نانوموتور این مونومر یک اگر 52. میشود. هم به قطب دو نزدیکی موجب 1( میشود. هم از قطب دو شدن دور موجب 2( میشود. دوک رشتههای ثبات موجب 3( میشود. باالتری سرعت با هم از قطب دو شدن دور موجب 4( داشت خواهد آن عملکرد در تاثیری چه نمایند حرکت خود معکوس جهت در نانوموتور این سمت دو اگر 53. میگردد. شده همپوشانی بخش شدن کمتر موجب 1( میگردد. هم از قطب دو شدن دور موجب 2( میگردد. هم به قطب دو نزدیکی موجب 3( میگردد. هم به دوک رشتههای اتصال موجب 4( میکند مناسب سوختی پيلهای در استفاده برای را آن سايرين از بيش هیدروژن ویژگی کدام 54. فراوانی 1( آب از آن آسان تولید 2( زیاد پذیری واکنش 3( آن یون کوچک اندازه 4(

20 نانو فناوری و علوم المپیاد سومین 20 دهید. پاسخ 55 سؤال به زیر متن به توجه با است. پزشکی علم زمینه در اساسی مشکالت از یکی جراحی عمل از پس بیماران بدن در عفونت ایجاد و ایمپلنتها سطوح بر باکتری چسبندگی زا استفاده مثال برای آوردهاند. عمل به ایمپلنتها سطح بر ضدباکتری پوششهای ایجاد زمینه در بسیاری تالشهای اخیر سالهای در محققان کنید فرض است. بوده مطالعه و توجه مورد شدت به تیتانیومی ایمپلنتهای روی بر TiO 2 نانولولههای دادن رشد یا نقره نانوذرات حاوی پوششهای زیر رابطه با TiO 2 نانولولههای دارای سطح روی بر تماس زاویه شود. داده رشد زیر مشخصات با TiO 2 نانولولههای تیتانیومی ایمپلنت دو روی بر میشود: محاسبه میشود( بیشتر باکتری ضد خاصیت باشد بیشتر θ )هرچه و نانولوله دارای سطح تماس زاویه θ * است نانولولهها( باز قاعده مساحت )مجموع جامد که است سطح از کسری f باال رابطه در 55. افزایش نیز تخلخل درصد نانولولهها داخلی قطر افزایش با که بدانیم اگر است. نانولوله بدون سطح برای شده محاسبه تماس زاویه θ میکند برقرار نانولوله سطح بر را بهتری ضدباکتری خاصیت نانولوله کدام مییابد اول ایمپلنت روی بر TiO 2 نانولولههای 1( دوم ایمپلنت روی بر TiO 2 نانولولههای 2( ندارد ارتباطی نانولولهها قطر با ضدباکتری خاصیت 3( نیست کافی شده داده اطالعات 4( بلور نام اول ایمپلنت روی TiO 2 نانولولههای دوم ایمپلنت روی TiO 2 نانولولههای طول )µm( داخلی قطر )nm( ضخامت )nm( ساخته نانوذراتی از لباس اين موجود فرضيههای اساس بر بود. خواهد نامرئیکننده لباسهای نانو فناوری آینده محصوالت از یکی 56. میشود دیده طبیعی پدیدهی کدام در قابلیت این دارند. را نور حرکت مسیر در انحنا ایجاد توانایی که شد خواهد کمان رنگین 1( غروب هنگام در آسمان رنگ تغییر 2( پرست آفتاب پوست رنگ تغییر 3( سراب 4( چالش میکند. تبدیل الکتریسیته به مستقیما را خورشید نور انرژی که است جامد حالت الکترونیکی قطعه یک خورشیدی سلول 57. سلولهای راندمان افزایش به بیشتری کمک راهکار کدام از استفاده است. آن پایین راندمان خورشیدی سلولهای ساخت در اصلی میکند خورشیدی خورشیدی سلول در مقیاس درشت نیمههادی نانوذرات از استفاده 1( الیه الیه صورت به متفاوت اندازههای با هادی نیمه نانوذرات از استفاده 2( خورشیدی سلول در کوچک بسیار اندازه با هادی نانوذرات از استفاده 3( الیه الیه صورت به متفاوت اندازههای با هادی نانوذرات از استفاده 4(

21 21 سومین المپیاد علوم و فناوری نانو با توجه به متن زیر به سؤال 58 پاسخ دهید. هر کشوری منابع مالی محدودی دارد در حالی که فناوری های جدید متعددی را برای سرمایهگذاری پیش روی خود می بیند. بنابراین مدیران کشور باید فناوری هایی را که»اولویت«بیشتری دارند تشخیص دهند و روی آنها سرمایه گذاری کنند. به مطالعاتی که برای انتخاب فناوری های دارای اولویت انجام میشود»مطالعات اولویتگذاری فناوری«گفته میشود. برای تعیین فناورهای دارای اولویت دو شاخص اصلی بررسی میشود:»شاخص جذابیت«و»شاخص امکانپذیری«شاخص جذابیت به اهمیت و جالب توجه بودن فناوری برای کشوری که قصد سرمایهگذاری دارد مربوط میشود. دالیل مختلفی می توانند برای جذابیت یک فناوری وجود داشته باشند. مثال: جذابیت اقتصادی یعنی سودآوربودن محصوالت حاصل از فناوری و وجود بازار فروش بزرگ جذابیت اجتماعي یعنی امکان حل نیازهای کلیدی جامعه از طریق فناوری های جدید جذابیت راهبردی یعنی دست پیدا کردن به فناوری هایی که اهمیت راهبردی برای کشور دارند مانند فناوری هایی که در اختیار کشورهای معدودی هستند یا به دلیل تحریم یا مشکالت دیگر در اختیار کشور قرار ندارند. برخی از فناوری ها ممکن است جذابیت بسیار باالیی داشته باشند اما دسترسی به آنها»امکانپذیر«نباشد. دو عامل اصلی امکانپذیری یک فناوری را مشخص میکنند: کشور دارای متخصصانی باشد که بتوانند فناوری مورد بررسی را پیش ببرند و همچنین تجهیزات آزمایشگاهی و ابزارهای ساخت الزم در دسترس باشند. کشور بتواند نتایج حاصل از فناوری را تجاری کند یعنی بتواند محصوالتی با قیمت مناسب تولید کند و آنها را در بازارهای داخلی یا بین المللی بفروشد. پس از انجام مطالعات اولویت گذاری به هر فناوری دو امتیاز داده میشود یکی برای جذابیت و دیگری برای امکانپذیری. برای نشان دادن این موضوع از»نمودار جذابیت-امکانپذیری«استفاده میشود. در این نمودار امتیاز جذابیت روی محور عمودی و امتیاز امکانپذیری روی محور افقی مشخص میشود. در نتیجه مطابق شکل زیر هر فناوری در نقطه ای از صفحه نمودار نمایش داده میشود. با توجه به توضیحات باال به سوال زیر پاسخ دهید: 58. فرض کنید شما یک متخصص اولویت گذاری فناوری در کشور هستید و سه فناوری زیر برای اولویت گذاری به شما معرفی شده اند: سفر انسان به ماه )در نمودار با دایره مشخص شده است( تولید یک خودروی به روز با قیمت مناسب برای طبقات متوسط جامعه )در نمودار با مربع مشخص شده است( تولید نسل جدیدی از پفک نمکی با طعم میوه )در نمودار با مثلث مشخص شده است( با توجه به شاخص های مطرح شده و اطالعاتی که در مورد کشورمان دارید کدام نمودار وضعیت سه فناوری مذکور را در نمودار جذابیت(امکانپذیری بهتر نشان می دهد ضروری ضروری 2( )1 جذابیت )Y( جذابیت )Y( تقزیبا قطعی )X( امکان پذیری تقریبا ناشدنی کم اهمیت تقزیبا قطعی )X( امکان پذیری تقریبا ناشدنی کم اهمیت

22 نانو فناوری و علوم المپیاد سومین 22 ضروری 4( ضروری )3 جذابیت )Y( جذابیت )Y( ناشدنی تقریبا پذیری امکان )X( قطعی تقزیبا اهمیت کم ناشدنی تقریبا پذیری امکان )X( قطعی تقزیبا اهمیت کم دهید. پاسخ 60 و 59 سؤاالت به زیر متن به توجه با طخ یا نیمدایره یک صورت به میتواند قید این میکند. تعیین اولویت دارای فناوریهای تشخیص برای را قیدی خود وضعیت به توجه با کشور هر تشخیص اولویت دارای بگیرند قرار قید راست سمت و باال که فناوریهایی صورت این در ببینید(. را زیر )شکل دادهشود نشان نمودار در مورب میشوند. داده ضروری ضروری جذابیت )Y( جذابیت )Y( ناشدنی تقریبا پذیری امکان )X( قطعی تقزیبا اهمیت کم ناشدنی تقریبا پذیری امکان )X( قطعی تقزیبا اهمیت کم امکانپذیری جذابیت- نمودار شکل: طور همین پایین( راست )گوشه ندارند خاصی اهمیت ولی هستند امکانپذیر که دارند وجود فناوریهایی جذابیت-امکانپذیری نمودار به توجه با باال منطقه در که فناوریهایی باال(. چپ )گوشه است امکانناپذیر آنها به دستیابی اما هستند ضروری و پراهمیت بسیار که دارند وجود فناوریهایی دارند. سرمایهگذاری برای را اولویت بیشترین نتیجه در و هستند زیاد امکانپذیری دارای هم و جذابیت دارای هم بگیرند قرار نمودار راست سمت و و جذابیت به جذابیت-امکانپذیری نمودار در که کنید فرض میدهد. نشان فناوری یک برای را موقعیت بدترین نمودار چپ و پایین منطقه مقابل در عالوه باشد. شده مشخص دایره ربع یک صورت به باال شکل با مطابق گذاری اولویت قید و شود داده 5 تا 0 بین ای نمره فناوری هر به امکانپذیری باشد: شده داده نمره زیر ترتیب به فناوری سه به گذاری اولویت مطالعه یک انجام از پس که کنید فرض این بر فناوری عنوان و شماره باکتریال آنتی نانوذرات تولید 1( نانو مقیاس های میکروسکوپ تولید 2( هوشمند نانوداروهای تولید 3( امکانپذیری امتیاز جذابیت امتیاز

23 23 سومین المپیاد علوم و فناوری نانو 59. در این صورت فناوری دارای اولویت کدام است 1 )1 2 )2 3 )3 4( هیچ کدام از فناوری ها دارای اولویت نیستند. 60. محل یک فناوری در نمودار جذابیت- امکانپذیری تحت تاثیر کدامیک از عوامل زیر نیست 1( قید تعیین شده برای انتخاب فناوری های دارای اولویت 2( زمان انجام مطالعه اولویت گذاری 3( وضعیت کشورهای رقیب 4( نیازهای کشور

24