2012 г. Материалы, разработанные на основе наночастиц с уникальными характеристиками, вытекающими из микроскопических размеров их составляющих. В ряде. - презентация

1 2012 г.

2 Материалы, разработанные на основе наночастиц с уникальными характеристиками, вытекающими из микроскопических размеров их составляющих. В ряде работ используется следующая классификация объектов нанотехнологии: Углеродные нанотрубки Фуллерены Графен Нанокристаллы Аэрогель

3 Углеродные нанотрубки Это протяжённые цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров, состоящие из одной или нескольких свёрнутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей и заканчивающиеся обычно полусферической головкой, которая может рассматриваться как половина молекулы фуллерена. Возможные применения нанотрубок: Механические применения: сверхпрочные нити, композитные материалы, нановесы. Применения в микроэлектронике: транзисторы, нанопровода, прозрачные проводящие поверхности, топливные элементы. Для создания соединений между биологическими нейронами и электронными устройствами в новейших нейрокомпьютерных разработках. Капиллярные применения: капсулы для активных молекул, хранение металлов и газов, нанопипетки. Миниатюрные датчики для обнаружения молекул в газовой среде или в растворах с ультравысокой чувствительностью. Такие нанодатчики могут использоваться для мониторинга окружающей среды, в военных, медицинских и биотехнологических применениях.

4 Фуллерены Фуллерены, бакиболы или букиболы молекулярные соединения, принадлежащие классу аллотропных форм углерода и представляющие собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из чётного числа трёхкоординированных атомов углерода. Области применения: Аккумуляторы и электрические батареи Добавки для получения искусственных алмазов методом высокого давления(выход алмазов увеличивается на 30 %) Создание новых лекарств Огнезащитные краски Изготовление солнечных элементов Химические свойства фуллеренов: К каждой такой молекуле можно привить другие атомы и молекулы. Можно поместить чужеродный атом в центральную полость такой молекулы как в суперпрочный контейнер. Раскрыв внутренние связи (высоким давлением, интенсивным освещением и т.п.), можно соединить две фуллереновые молекулы в димер.

5 Графен Графен (англ. graphene) двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом, соединенных посредством sp² связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость графита, отделённую от объёмного кристалла. Получение: Кусочки графена получают при механическом воздействии на высокоориентированный пиролитический графит. Кусочки графена также можно приготовить из графита, используя химические методы. Сначала микрокристаллы графита подвергаются действию смеси серной и соляной кислот. Графит окисляется и на краях образца появляются карбоксильные группы графена. Их превращают в хлориды при помощи тионилхлорида. Затем под действием октадециламина в растворах тетрагидрофурана, тетрахлорметана и дихлорэтана они переходят в графеновые слои толщиной 0,54 нм. Этот химический метод не единственный, и,меняя органические растворители и химикаты, можно получить нанометровые слои графита. Применение: Транзисторы с базовой толщиной до 10 нм Очень чувствительные сенсоры для обнаружения отдельных молекул химических веществ Изготовление электродов в ионисторах Новый тип светодиодов (LEC)

6 Нанокристаллы Идеальный нанокристалл это трёхмерная частица совершенной структуры, лишенная всех дефектов строения, скорее это математический объект, имеющий полную, свойственную ему симметрию, идеально гладкие грани и т. д. Идеальный нанокристалл (кристалл) является теоретической моделью, широко используемой в теории твёрдого тела. Реальный нанокристалл всегда содержит различные дефекты, неровности на гранях и пониженную симметрию вследствие воздействия окружающей среды. Реальный нанокристалл вообще может не обладать кристаллографическими гранями, но у него сохраняется главное свойство закономерное положение атомов в решётке. Основной отличительный признак свойств кристаллов в том числе и нанокристаллов их анизотропия, то есть зависимость их свойств от направления, тогда как в изотропных (жидкостях, аморфных твёрдых телах) или псевдоизотропных (поликристаллы) телах свойства от направлений не зависят. Применение: 1.Активные элементы элекролюминисцентных панелей 2.Флуоресцентные маркеры различных биологических объектов 3.Нанокристаллические солнечные батареи

7 Аэрогель Аэрогели (от лат. aer воздух и gelatus замороженный) класс материалов, представляющих собой гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной. Такие материалы обладают рекордно низкой плотностью и демонстрируют ряд уникальных свойств: твёрдость, прозрачность, жаропрочность, чрезвычайно низкую теплопроводность и т. д. Распространены аэрогели на основе аморфного диоксида кремния, глинозёмов, а также оксидов хрома и олова. В начале 1990-х получены первые образцы аэрогеля на основе углерода. Применение: 1.Газовых и жидкостные фильтры 2.Аэрогель на основе оксида железа с алюминиевыми наночастицами может служить взрывчаткой 3.Радиатор в черенковских детекторах заряженных частиц 4.Используется в проекте «Стардаст» в качестве материала для ловушек космической пыли.

8 В настоящее время сущетсвуют наноэлектромеханические устройства – это прототипы нанороботов, которые несут в себе огромные перспективы. Их использование направлено на лечение различных заболеваний. Сами же нанороботы представляют собой машины, размер которых – с молекулу. Они могут передвигаться, обрабатывать, выполнять заданные программы, а также передавать информацию.

9 Искусственный глаз вернёт слепым зрение Ученые из американского университета «Cornell University» разработали искусственный глаз, который дает возможность отсылать полученное изображение в мозг слепого человека. Разработанные глазные протезы были протестированы на животных и дали положительные результаты. Инновационный протез для глаза позволяет закодировать получаемое изображение и отправлять его в блок данных, при этом мозг слепого воспринимает получаемую информацию как изображение. Вакцина от ВИЧ – перспективное направление В Соединенных Штатах получила «зеленый свет» к применению первая вакцина от ВИЧ, которая будет применяться в профилактических целях. Единственная в своем роде вакцина, разработанная и опробованная на добровольцах, получила одобрение у экспертов американской организации. Стоит отметить, что не так давно учёные для успешного современного лечения ВИЧ обнаружили антитело, способное побороть вирус.

10 Википедия Сайт о нанотехнологиях Глобальная сеть рефератов Словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологиями терминов Портал по нанотехнологиям Деловая се ть Использованные источники: