Лекционный курс «Физические основы измерений и эталоны» Раздел : ИЗМЕРЕНИЯ В НАНОТЕХНОЛОГИЯХ. Тема НАНОТЕХНОЛОГИИ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНОЙ ХИМИИ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНОЙ.

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
Лекционный курс «Физические основы нанотехнологий и их применение в нефтегазовой отрасли» Часть 1 ДВА ВИДА НАНОТЕХНОЛОГИЙ. НАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.
Advertisements

Лекционный курс «Физические основы нанотехнологий и их применение в нефтегазовой отрасли» Часть 1 ДВА ВИДА НАНОТЕХНОЛОГИЙ. НАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.
Лекционный курс «Физические основы измерений» Раздел ОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОВЫХ НАНОТЕХНОЛОГИЙ Тема ДВА ВИДА НАНОТЕХНОЛОГИЙ. 2. НАНОТЕХНОЛОГИИ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНОЙ.
Лекции по органической химии Лучше знать лишнее, чем ничего КРАУН-ЭФИРЫ Лектор – Сарычева Тамара Александровна, к.х.н., доцент кафедры органической химии.
2008 год План : 1 : Межмолекулярная связь 1 : Межмолекулярная связь 2 : Ионная связь 2 : Ионная связь 3 : Ковалентная связь 3 : Ковалентная связь 4 : Металлическая.
Учебный проект от имени ученика выполнили: Прасолова Е.С. Иванцова Я.И. студентки 3-го курса химико-биологического факультета © Prasolova&Ivanzova 2004.
Тема урока: Тема урока: «Виды химической связи. Ковалентная и ионная химическая связь»
ВИДЫ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ И ТИПЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РЕШЕТОК (лекция)
3. Химическая связь. Почему образуется связь Природа химической связи – электростатическое взаимодействие (+ и –) е в связывающей области е в разрыхляющей.
Молекулы. Молекулярные спектры Лекция 6 Весна 2012.
ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ Рис. 4.1 Рис. 4.2 Предположим, что диссоциация двухатомной молекулы, Y 2 (г) 2Y (г) является эндотермической реакцией. На рисунке 4.1.
1 курс, 1 семестр составитель: асс. Шмакова Таисия Олеговна.
ТИПЫ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ Цели: Дать понятия ионной, ковалентной, металлической, водородной хим.связям; Научить определять и записывать схемы образования ионной.
ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ. Химическая связь – совокупность сил, обуславливающих взаимодействие атомов в химических соединениях.
Виды химической связи.. Принцип наименьшей энергии - электроны в атоме занимают орбитали с наименьшими из возможных значениями энергии. Иными словами,
Химическая связь Юрмазова Татьяна Александровна Томский политехнический университет.
В образовании химической связи могут принимать участие: Неспаренные электроны Под химической связью понимают такое взаимодействие атомов, которое связывает.
Пример определения типа связи. Пример определения типа гибридизации и полярности молекул.
Химическая связь – это связь между атомами, обеспечивающая существование веществ с четко определенным составом. При образовании ковалентной химической.
Урок ПС Проверка д.з. Устно Письменно 1.Какая химическая связь называется ионной? 2.Что такое ион? 3.Как образуется положительный и отрицательный.
Транксрипт:

Лекционный курс «Физические основы измерений и эталоны» Раздел : ИЗМЕРЕНИЯ В НАНОТЕХНОЛОГИЯХ. Тема НАНОТЕХНОЛОГИИ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНОЙ ХИМИИ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНОЙ ХИМИИ ( САМООРГАНИЗАЦИИ МОЛЕКУЛ ). ( САМООРГАНИЗАЦИИ МОЛЕКУЛ ).

НЕОГРАНИЧЕННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ НАНОТЕХНОЛОГИЙ МЕХАНОСИНТЕЗА ? ? ? ? ? ? ?

Из лекции академика Ю.Д. Третьякова для Научно-образовательного Центра по нанотехнологиям МГУ (

Из лекции академика Ю.Д. Третьякова для Научно-образовательного Центра по нанотехнологиям МГУ (

Супрамолекулярная ( надмолекулярная ) Химия Химия нековалентных взаимодействий НАНОТЕХНОЛОГИИ -2 «СМХ» САМООРГАНИЗАЦИЯ молекул

«ОБЫЧНАЯ» ХИМИЯ

«Сильные» химические связи Возникают, когда происходит обмен (обобществление) валентных электронов атомов Имеют энергии в несколько сотен кДж/моль «ОБЫЧНАЯ» ХИМИЯ Ковалентные взаимодействия: Ковалентные взаимодействия в молекуле метана

СУПРАМОЛЕКУЛЯРНАЯ ХИМИЯ ( «СМХ» )

«Слабые» химические связи Нековалентные взаимодействия: Водородные связи Водородные связи Электростатические (ионные и ионно-дипольные) связи Электростатические (ионные и ионно-дипольные) связи Гидрофобные связи Гидрофобные связи Взаимодействия ван-дер-Ваальса Взаимодействия ван-дер-Ваальса - взаимодействия - взаимодействия Имеют энергии в несколько единиц и десядков кДж/моль «СМХ»

Водородная связь играет важнейшую роль в живой природе

Водородные связи в гидратах природных газов

Геккону помогают взбираться на вертикальную стеклянную поверхность Ван-дер-ваальсовы силы, возникающие между щетинками на его лапах и стеклянной поверхностью

стэкинг стэкинг

«ОБЫЧНАЯ» ХИМИЯ СИЛЬНЫХ КОВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ Ограниченный набор базовых «строительных элементов» Многообразие молекулярных «наноизделий»

СУПРАМОЛЕКУЛЯРНАЯ ХИМИЯ СЛАБЫХ НЕКОВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ Многообразие базовых «строительных элементов» «Вселенная» супрамолекулярных «наноизделий»

НАНОТЕХНОЛОГИИ - 2 СУПРАМОЛЕКУЛЯРНАЯ ХИМИЯ (СМХ) САМООРГАНИЗАЦИЯ

ПУТЕМ МОЛЕКУЛЯРНОГО РАСПОЗНАВАНИЯ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СТРУКТУРЫ « ХОЗЯИН - ГОСТЬ »

В 1894 году Эмиль Фишер (Emil Fischer) высказал предположение, что форма некоторых молекул (энзимов) является определяющим фактором для нековалентных взаимодействий. Взаимодействия происходят, если формы молекул «подходят» друг к другу – так же как к замку подходит только определенный ключ. Впоследствии, образующиеся супрамолекулярные структуры стали описывать терминами «замок – ключ» и «хозяин – гость». При образовании подобных структур происходит молекулярное распознавание «хозяином» определенных молекул среди множества разнообразных «гостей»..

Самосборка структур «хозяин – гость» путем молекулярного распознавания X Y Ковалентная связь Молекула - хозяин Молекулы - гости Формирование молекулы - хозяина Самосборка супрамолекулярных структур Нековалентные связи

Пример компактной структуры « хозяин – гость » Хозяин. Молекула - «прищепка» Гость. Молекула C6H6O2

Нобелевская премия по химии 1987 года за исследования молекулярного распознавания «хозяин – гость» : * Дональд Крам (Donald J. Cram, ) - США * Жан Лен (Jean-Marie Lehn, 1939-) - Франция * Чарльз Педерсен (Charles J. Pedersen, ) - США Термин «супрамолекулярная химия» впервые использовал Ж.М. Лен в 1978 году

« НОБЕЛЕВСКИЕ МОЛЕКУЛЫ » ( Педерсен ) Краун – эфиры (crown-ethers)

« НОБЕЛЕВСКИЕ МОЛЕКУЛЫ » ( Лен ) Криптанды (cryptands) [2.2.2]-криптанд, образующий комплекс «хозяин-гость» с ионом Na+.

« НОБЕЛЕВСКИЕ МОЛЕКУЛЫ » ( Крам ) Сферанды и Кавитанды «ХОЗЯИН» - сферанд «ХОЗЯИН» - кавитанд

ПРИМЕРЫ НАНООБЪЕКТОВ И НАНОСТРУТУР, ПОЛУЧАЕМЫХ МЕТОДАМИ СМХ - САМООРГАНИЗАЦИИ

Самосборка топологически сложного нанообъекта – «молекулярных колец Борромео» Молекулярные «детали»: 6 ионов переходного металла Zn2+ 6 молекул тридентантного лиганда (2,6-diformylpyridine); 6 молекул бидентантного лиганда диамина;

НАНОБЪЕКТЫ С УПРАВЛЯЕМОЙ СТРУКТУРОЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ – в системах обработки информации, датчиках и т.п.

Молекулярный переключатель ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ 0 1 Переключение – при изменении кислотно – щелочного баланса среды СИСТЕМЫ «ХОЗЯИН – ГОСТЬ»

Молекулярный разъем Включение – выключение передачи энергии фотовозбуждения – при изменении кислотно – щелочного баланса среды « Розетка »« Вилка » СИСТЕМЫ «ХОЗЯИН – ГОСТЬ»

1 m САМООРГАНИЗАЦИЯ ГЕЛЕВЫХ СТРУКТУР ИЗ «НАНОВОЛОКОН» Самооганизация «нановолокна» Самооганизация геля

20nm Наноупаковка лекарств для разрушения опухолей Под действием ИК света оболочка наночастиц разрушается

Нанотерапия злокачественных опухолей мышей Направление луча лазера % выживания Дни Нанотерапия Контроль

«…. Тысячи нанороботов пройдут по нефтяному пласту….»

Гипотетические продукты нанотехнологий механосинтеза

Реальные продукты супрамолекулярных нанотехнологий

«Нанороботы» в порах пласта Более «нанороботов»

КОНЕЦ ЛЕКЦИИ