Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Нанохімія та нанотехнології

Содержание

Нанохімія та нанотехнології:структура курсуЛекціїЛекційна контрольна робота10 балівПрактичнізаняття50 балівІспит40 балів100 балів27 квітня2016 року
Нанохімія та нанотехнологіїЛекція 1. Вступ до нанохімії та нанотехнології Історія виникнення нанонаукКласифікація Нанохімія та нанотехнології:структура курсуЛекціїЛекційна контрольна робота10 балівПрактичнізаняття50 балівІспит40 балів100 балів27 квітня2016 року Нано - вимірНано- від грец. νᾶνος, nanos — гном, карлик Нанонаука – міждисциплінарна Нано - вимір1.27 × 107 m0.22 m0.7 × 10-9 mC6012,756 Km22 cm0.7 Нано - вимірЛЮДИНАМІКРОПІКОКлітинаВірусАтомПротонМалодосліджені глибиниОкоСвітловий мікроскопЕлектронний мікроскоп Молода наука: етапи розвитку1. Визнання нової парадигми, при якій одна ідея пов'язує 2Історія нанотехнологій2000 до н.е. –фарбування волосся наночасточками галеніту (PbS), Египет;1000 до н.е. Скільки років нанотехнології?2000 до н.е. – фарбування волосся наночасточками галеніту (PbS), Египет;1000 Розмір часточок, нмЗалежність Тпл золота від розміру часточокLai et al. (Applied Physics Розмірно-залежні властивості: Тпл Залежність активності каталізатора від розміру часточок у реакції окиснення СОРозмірно-залежні властивості: каталізВідносна Розмірно-залежні властивості:  оптичні властивостіЗалежність зміни поглинання світла від розміру наночасточок CdS Розмірно-залежні властивості:флюоресценція Флюоресценція розчинів колоідних часточок CdTe залежно від розміру. Усі колби Розмірно-залежні властивості: частка приповерхневих атомів Частка приповерхневих атомівЗагальна кількість атомів в часточціАтоми Особливості наносистем:Поява нетрадиційних видів симетрії та особливих видів спряження розділу фаз;Перевага самоорганізації Причини розмірних ефектів Значна частка приповерхневих атомів:-Ненасиченість хімічних зв'язків; -деформація кристалічних граток;-поверхневі Нано - термінологія Нанохімія: термінологіяЧасточки з упорядкованою будовою та розміром 1-5 нм, що містять до Класифікація нанооб'єктівЗа структурою:Нуль-, одно-, дво- та тривимірні структуриЗа формою:Сферичні, циліндричні, стержні та Наноперіодичність Класифікація наноструктурНаночасточки, квантові крапкиНанотрубки, нановіскериТонкі плівкиСкладнісистеми Нульвимірні наноструктуриНанокластери – обмежені у просторі по трьом напрямкам:Простих речовин (C, Si, Одновимірні наноструктуриПриклади тубулярних наноструктур:Вуглецеві нанотрубки«Неорганічні» нанотрубки: MoS2, BN, BeО, V2O5, TiO2: (одно- Двовимірні наноструктуриМолекулярний конструктор Ленгмюра-БлоджеттДвовимірні (2D):Тонкі плівкиПлівки Ленгмюрра-БлоджетСамоорганізовані шариНанопластиниграфен Нанокомпозити складної будови:Інкапсульовані нанотрубки та фулерениНанокерамікиНаночасточки в нанореакторах Тривимірні наноструктури НаноОчікуванняшумчасНова технологіяПозитивна гіперболізаціяПік необґрунтованих очікуваньНегативнагіперболізаціяМінімум розчаруваньПлато продуктивностіРозвиток реакції суспільства на нову технологію з часом ІнженеріяНанодвигуниНанорозпізнаванняНанометрологіянаносенсорикаЕлектронікаПольові транзисториСпінтронікадіодиОптикаЛазери з налаштованими довжинами хвиль МікродзеркалаЛазери на квантових крапкахНаноОчікування Короткі нотатки:Нанохімія – наука, що вивчає процеси створення, дослідження та розробки матеріалів, Основна література:Інтернет-ресурси:http://www.nanometer.ruhttp://www.nanonewsnet.ru/http://www.rusnano.comhttp://ipt.arc.nasa.govhttp://nanotechweb.org1. Елисеев А.А., А.В. Лукашин. Функциональные наноматериалы – М.: ФИЗМАТЛИТ – Періодичні видання: Література до лекції №1:Shuwen Zeng, Dominique Baillargeat, Ho-Pui Ho and Ken-Tye Yong 
Слайды презентации

Слайд 2 Нанохімія та нанотехнології:
структура курсу
Лекції
Лекційна
контрольна
робота

10 балів

Практичні
заняття

50 балів
Іспит

40

Нанохімія та нанотехнології:структура курсуЛекціїЛекційна контрольна робота10 балівПрактичнізаняття50 балівІспит40 балів100 балів27 квітня2016 року

балів
100 балів
27 квітня
2016 року


Слайд 3 Нано - вимір
Нано- від грец. νᾶνος, nanos — гном,

Нано - вимірНано- від грец. νᾶνος, nanos — гном, карлик Нанонаука –

карлик
Нанонаука – міждисциплінарна область фундаментальної та прикладної науки,

що працює з об'єктами розміром 1-100 нм

Чому розмір для нанооб'єктів настільки важливий?
Чи дійсно нанохімія – нова наука? 3. Як нанотехнології можуть вирішити проблеми сьогодення?


Слайд 4 Нано - вимір

1.27 × 107 m
0.22 m
0.7 ×

Нано - вимір1.27 × 107 m0.22 m0.7 × 10-9 mC6012,756 Km22

10-9 m
C60
12,756 Km
22 cm
0.7 nm


у 10 мільйонів разів

менше

У мільйон разів менше


Слайд 5 Нано - вимір
ЛЮДИНА
МІКРО
ПІКО
Клітина
Вірус
Атом
Протон
Малодосліджені глибини

Око
Світловий мікроскоп
Електронний мікроскоп

Нано - вимірЛЮДИНАМІКРОПІКОКлітинаВірусАтомПротонМалодосліджені глибиниОкоСвітловий мікроскопЕлектронний мікроскоп

Слайд 6 Молода наука: етапи розвитку

1. Визнання нової парадигми, при

Молода наука: етапи розвитку1. Визнання нової парадигми, при якій одна ідея

якій одна ідея пов'язує ряд несумісних явищ та фактів;


2.

Поява інструментів, якими можна досліджувати нові об'єкти;

Три умови появи нової науки:


3. Готовність наукової спільноти сприйняти нову парадигму.



Слайд 7 2
Історія нанотехнологій
2000 до н.е. –фарбування волосся наночасточками галеніту

2Історія нанотехнологій2000 до н.е. –фарбування волосся наночасточками галеніту (PbS), Египет;1000 до

(PbS), Египет;
1000 до н.е. – додавання наночасточок золота до

складу скла - вітражі
1959 – “There is plenty of room at the bottom” by R. Feynman
1974 – “Nanotechnology” – вперше використано термін японським вченим Taniguchi
1981 – IBM створено перший тунельний скануючий мікроскоп
1985 – відкриття фулерену.
1986 – “Engines of Creation”– перша книга з нанотехнології K. Eric Drexler.
1989 –створено логотип IBM окремими атомами
1991 – відкрито вуглецеві нанотрубки S. Iijima
1999 – “Nanomedicine” – 1st nanomedicine book by R. Freitas
2000 – розпочато програму “National Nanotechnology Initiative”
2004 – одержання графену;
2010 – Нобелівська премія з фізики за відкриття графена А.Гейму, К.Новосьолову
2014 - Нобелівська премія з хімії за створення флуоресцентної мікроскопії вискої роздільної здатності Е. Бетциг, У. Мьорнер, Штефан Хелль

Слайд 8 Скільки років нанотехнології?
2000 до н.е. – фарбування волосся

Скільки років нанотехнології?2000 до н.е. – фарбування волосся наночасточками галеніту (PbS),

наночасточками галеніту (PbS), Египет;
1000 до н.е. – додавання наночасточок

Au до складу скла - вітражі


R. Feynman,1956

1981, IBM перший скануючий тунельний мікроскоп

1985, синтез фулерена



“Несвідома”
нанотехнологія


Слайд 9 Розмір часточок, нм
Залежність Тпл золота від розміру часточок
Lai

Розмір часточок, нмЗалежність Тпл золота від розміру часточокLai et al. (Applied

et al. (Applied Physics Letters), 1998, v. 72:1098-1100).


Слайд 10 Розмірно-залежні властивості: Тпл

Розмірно-залежні властивості: Тпл

Слайд 11 Залежність активності каталізатора від розміру часточок у реакції

Залежність активності каталізатора від розміру часточок у реакції окиснення СОРозмірно-залежні властивості:

окиснення СО
Розмірно-залежні властивості: каталіз
Відносна активність каталізатора, у.о.
Діаметр часточок в

реакції окиснення СО, нм

Слайд 12 Розмірно-залежні властивості: оптичні властивості
Залежність зміни поглинання світла від

Розмірно-залежні властивості: оптичні властивостіЗалежність зміни поглинання світла від розміру наночасточок CdS

розміру наночасточок CdS – «блакитний зсув»
напівпровідник
наночасточка
Weller H. Colloidal semiconductor

Q-particles: chemistry in the transition region between solid state // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1993. V 32. P. 41–53.

Довжина хвилі, нм

поглинання


Слайд 13
Розмірно-залежні властивості:
флюоресценція

Флюоресценція розчинів колоідних часточок CdTe залежно

Розмірно-залежні властивості:флюоресценція Флюоресценція розчинів колоідних часточок CdTe залежно від розміру. Усі

від розміру. Усі колби освітлюються зверху синім світлом однакової

довжини хвилі
(дані H. Weller, Institute of Physical Chemistry, University of Hamburg)

Слайд 14
Розмірно-залежні властивості: частка приповерхневих атомів

Частка приповерхневих атомів
Загальна

Розмірно-залежні властивості: частка приповерхневих атомів Частка приповерхневих атомівЗагальна кількість атомів в

кількість атомів в часточці
Атоми в об'ємі
Атоми на поверхні


Розмірний ефект

- комплекс явищ, що ілюструють залежність хімічних, фізичних, або біологічних властивостей наночасточок від їх розміру

Слайд 15 Особливості наносистем:
Поява нетрадиційних видів симетрії та особливих видів

Особливості наносистем:Поява нетрадиційних видів симетрії та особливих видів спряження розділу фаз;Перевага

спряження розділу фаз;

Перевага самоорганізації у процесах формування;

Висока хімічна активність

та каталітична селективність;

Особливий характер протікання процесів передачі енергії, заряду та конформаційних змін.

Слайд 16 Причини розмірних ефектів
Значна частка приповерхневих атомів:
-Ненасиченість хімічних

Причини розмірних ефектів Значна частка приповерхневих атомів:-Ненасиченість хімічних зв'язків; -деформація кристалічних

зв'язків;
-деформація кристалічних граток;
-поверхневі механічні властивості;
-тонкі електронні взаємодії з

поверхнею.

Збільшення об'ємної частки межі розділу фаз

Нерівноважність меж доменів;
пружні далекодіючі напруги;
Деформація кристалічної гратки біля поверхні (до втрати дальнього порядку);
Підвищення мікротвердості.









- спрощена міграція атомів
- схильність до самоорганізації

Залежність процесів переносу від розміру



Квантові ефекти


Слайд 17 Нано - термінологія

Нано - термінологія

Слайд 18 Нанохімія: термінологія
Часточки з упорядкованою будовою та розміром 1-5

Нанохімія: термінологіяЧасточки з упорядкованою будовою та розміром 1-5 нм, що містять

нм, що містять до 104 атомів.
Часточки з розміром 5-100

нм, що містять до 103 - 108 атомів.

Часточки складної форми та будови, розмір структурних елементів якої в межах 5-100 нм.

Матеріали з унікальними хімічними, фізичними властивостями, обумовлені присутністю нанорозмірних структурних одиниць.

Наночасточку визначає не розмір, а властивості!


Слайд 19 Класифікація нанооб'єктів
За структурою:
Нуль-,
одно-,
дво- та тривимірні структури

За

Класифікація нанооб'єктівЗа структурою:Нуль-, одно-, дво- та тривимірні структуриЗа формою:Сферичні, циліндричні, стержні

формою:
Сферичні, циліндричні, стержні та ін.

За розміром:
Малі, середні, великі нанокластери,


наночасточки

Слайд 20 Наноперіодичність

Наноперіодичність

Слайд 22 Класифікація наноструктур
Наночасточки, квантові крапки
Нанотрубки, нановіскери
Тонкі плівки
Складні
системи

Класифікація наноструктурНаночасточки, квантові крапкиНанотрубки, нановіскериТонкі плівкиСкладнісистеми

Слайд 23 Нульвимірні наноструктури
Нанокластери – обмежені у просторі по трьом

Нульвимірні наноструктуриНанокластери – обмежені у просторі по трьом напрямкам:Простих речовин (C,

напрямкам:
Простих речовин (C, Si, Ge, Sb, Bi, Au, Ag

та ін.
Оксидні ( MgO, Al2O3, Ga2O3, SnO2, TiO2, ZnO)
Нітридні (BN, AlN, Si3N4)
Складнооксидні (Ba6Mn24O48, Bi2Sr2CaCu2OX)

Наночасточки в нанореакторах:

Нульвимірні (0D):
Кластери
наночасточки
Квантові точки
фулерени
Наночасточки в нанореакторах
Самоорганізовані наноструктури


Слайд 24 Одновимірні наноструктури
Приклади тубулярних наноструктур:
Вуглецеві нанотрубки
«Неорганічні» нанотрубки: MoS2, BN,

Одновимірні наноструктуриПриклади тубулярних наноструктур:Вуглецеві нанотрубки«Неорганічні» нанотрубки: MoS2, BN, BeО, V2O5, TiO2:

BeО, V2O5, TiO2: (одно- та багатостінні)
Наностержні, нанонитки.
1D наноструктури –

розмір в одному напрямку значно перевищує розміри у двох інших, причому останні знаходяться в “нано” діапазоні.

Залежно від співвідношення розмірів виділяють:
Нановіскери та нанонитки (nanowires) Lc>>La≈ Lb
Наностержні (nanorods) Lc> La≈ Lb
Нанострічки (nanobelts) Lc >> La>Lb




Слайд 25 Двовимірні наноструктури



Молекулярний конструктор Ленгмюра-Блоджетт
Двовимірні (2D):
Тонкі плівки
Плівки Ленгмюрра-Блоджет
Самоорганізовані шари
Нанопластини
графен

Двовимірні наноструктуриМолекулярний конструктор Ленгмюра-БлоджеттДвовимірні (2D):Тонкі плівкиПлівки Ленгмюрра-БлоджетСамоорганізовані шариНанопластиниграфен

Слайд 26 Нанокомпозити складної будови:

Інкапсульовані нанотрубки та фулерени
Нанокераміки
Наночасточки в нанореакторах

Нанокомпозити складної будови:Інкапсульовані нанотрубки та фулерениНанокерамікиНаночасточки в нанореакторах Тривимірні наноструктури


Тривимірні наноструктури


Слайд 27 НаноОчікування
шум
час

Нова технологія
Позитивна
гіперболізація
Пік необґрунтованих очікувань
Негативна
гіперболізація
Мінімум
розчарувань
Плато продуктивності
Розвиток реакції

НаноОчікуванняшумчасНова технологіяПозитивна гіперболізаціяПік необґрунтованих очікуваньНегативнагіперболізаціяМінімум розчаруваньПлато продуктивностіРозвиток реакції суспільства на нову технологію з часом

суспільства на нову технологію з часом


Слайд 28 Інженерія
Нанодвигуни
Нанорозпізнавання
Нанометрологія
наносенсорика

Електроніка
Польові транзистори
Спінтроніка
діоди

Оптика
Лазери з налаштованими довжинами хвиль
Мікродзеркала
Лазери на

ІнженеріяНанодвигуниНанорозпізнаванняНанометрологіянаносенсорикаЕлектронікаПольові транзисториСпінтронікадіодиОптикаЛазери з налаштованими довжинами хвиль МікродзеркалаЛазери на квантових крапкахНаноОчікування

квантових крапках
НаноОчікування


Слайд 29 Короткі нотатки:
Нанохімія – наука, що вивчає процеси створення,

Короткі нотатки:Нанохімія – наука, що вивчає процеси створення, дослідження та розробки

дослідження та розробки матеріалів, приладів та систем наномаштабних розмірів

(1-100 нм) з метою отримання матеріалів з якісно новими хімічними, фізичними та біологічними властивостями.
Нові властивості виникають завдяки розмірному ефекту - комплексу явищ, що ілюструють залежність хімічних, фізичних, або біологічних властивостей наночасточок від їх розміру.
Виявлено, що при зменшенні розміру наночасточок металів зменшується температура плавлення, смуги поглинання часточок напівпровідників зсуваються в блакитну область, а потенціал іонізації для нанокластерів металів зростає.
Належність об'єкта до нанохімії та нанотехнології визначає не його розмір, а незвичайні властивості.
Нанооб'єкти класифікують за “мірністю” як:
0D – фулерени, квантові крапки;
1D – нанотрубки, нановіскери;
2D – тонкі плівки, плівки Ленгмюрра - Блоджет
3D – наночасточки в нанореакторах, складні утворення.
Наноматеріали визнані перспективними в інженерії, оптиці, електроніці, каталізі та медицині.

Слайд 30 Основна література:
Інтернет-ресурси:
http://www.nanometer.ru
http://www.nanonewsnet.ru/
http://www.rusnano.com
http://ipt.arc.nasa.gov
http://nanotechweb.org
1. Елисеев А.А., А.В. Лукашин. Функциональные наноматериалы

Основна література:Інтернет-ресурси:http://www.nanometer.ruhttp://www.nanonewsnet.ru/http://www.rusnano.comhttp://ipt.arc.nasa.govhttp://nanotechweb.org1. Елисеев А.А., А.В. Лукашин. Функциональные наноматериалы – М.: ФИЗМАТЛИТ

– М.: ФИЗМАТЛИТ – 2010. – 456с.
2. Волков С.В.,

Є.П. Ковальчук, В.М.Огенко, О.В. Решетняк. Нанохімія, наносистеми, наноматеріали. Київ - Наукова думка -2008 - 424с.
3. Сергеев Г.Б. . Нанохимия. - М.: Издательство МГУ - 2003.
4. Старостин В.В. Материалы и методы нанотехнологий – М.: Бином – 2010 – 431с.
5. Пул, Ч., Оуэнс. Ф. Нанотехнологии. М. -Техносфера -2004.
6. Суздалев И.П. Нанотехнологии: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. – М.: Комкнига – 2006 – 592с.
7. Андриевский Р.А. Наноструктурные материалы: Учеб.пособие/ Р.А.Андриевский, А.В. Рагуля.-М.:Academia, 2005.-187с.

Слайд 31 Періодичні видання:

Періодичні видання:

  • Имя файла: nanohіmіya-ta-nanotehnologії.pptx
  • Количество просмотров: 148
  • Количество скачиваний: 0