Презентація на тему Хімія і її значення в

Презентація на тему: «Хімія і її значення в нанотехнологіях» Виконала: учениця 11 -А класу Тарасова Яна

• Нанотехнології - це сукупність технологій і методик, що дозволяють маніпулювати окремими атомами і молекулами з розмірами 1 -100 нанометрів. Фундаментальною основою для нанотехнології є фізика, хімія і молекулярна біологія в сукупності з їх математичним апаратом. У практичному аспекті нанотехнології - це технології виробництва пристроїв та їх компонентів, необхідних для створення, обробки і маніпуляції атомами, молекулами і частинками ПОНЯТЯ НАНОТЕХНОЛОГІЇ

ІСТОРІЯ ПОЧАТКУ Вперше цей науковий напрям позначив Нобелівський лауреат з фізики Річард Фейнман у своїй лекції з образною назвою «внизу повнісінько місця» , прочитаної в 1969 році, в якій він обгрунтував практично необмежені перспективи матеріалів і пристроїв, побудованих на частинках з розмірами, сумірними з розмірами одиничних атомів або молекул, а інтенсивний розвиток цього напрямку вже нині призвело до цілого ряду відкриттів в природознавстві і технології.

• • • У 1983 році один з піонерів нанорозмірних комп'ютерів Ф. Картер передбачив , що мікроелектронні інтегральні схеми перетнуть нанометровий кордон близько 2020 років. Однак початок практичної нанотехнології було ознаменовано винаходом в 1982 році скануючого тунельного мікроскопа ( СТМ ). Так , за допомогою СТМ виявилося можливим переміщення індивідуальних атомів і молекулярних фрагментів по поверхні підкладки в заздалегідь визначеному місці. Цим був покладений початок програмованого атомного письма , що явився прообразом першого нанотехнологічного процесу збирання атомів в нанорозмірні « купки» і вибудовування цих купок у відповідність із заданим малюнком. АТОМНЕ ПИСЬМО

ОБЛАСТІ ХАРАКТЕРНИХ РОЗМІРІВ ДЛЯ РЯДУ НАНОРОЗМІРНИХ УТВОРЕНЬ

ЗАДАЧІ НАНОТЕХНОЛОГІЇ Найважливіше завдання нанотехнології - конструювання, створення, синтез матеріалів та об'єктів з наперед заданими властивостями. Встановлення залежності фізико-хімічних властивостей від розміру наночастинки або кількості атомів в ній одним з основних завдань нанотехнології. Наступний етап нанотехнології - цілеспрямоване створення не матеріалів, а готової продукції з принципово новими якісними характеристиками і призначенням.

СПОСОБИ ОТРИМАННЯ НАНОЧАСТИЦЬ У ряді випадків нанооб'єктів можна отримувати з великою заготовки, шляхом видалення зайвого матеріалу. Такі технології іноді називають «зверху вниз» . Прикладом таких технологій є застосування тонкого перемолу матеріалу, обколювання, відпилювання і т. д. “згори вниз” Тонкий перемел матеріалу Отримання нанооб`єктів із великих заготовок, шляхом видалення зайвого матеріалу Обколювання матеріалу Обпилювання матеріалу

Другий вид отримання наночастинок, званий технологіями «Знизу вгору» , має на увазі отримання об'єктів з окремих атомів. “ згори вниз” Самозбірка за рахунок поверхневої дифузії Проведення в розчині хімічних реакцій -Гідроліз -Окиснення -Нейтралізація -Відновлення Отримання об'єктів із окремих атомів Методі молекулярнопроміневої епітаксії через трафарет Зібрка з окремих атомів за допомогою скануючого тунельного мікроскопа

ВУГЛЕЦЕВІ МАТЕРІАЛИ Вуглець - основа життя на землі - існує в твердій фазі в декількох модифікаціях, властивості яких різко відрізняються: графіт, алмаз. У 1985 році вчені в парах графіту визначили багатоатомні фулеренові молекули вуглецю С 60.

ВУГЛЕЦЕВІ НАНОТРУБКИ • Як наслідок навчилися вирощувати одношарові і багатошарові вуглецеві нанотрубки. • Нанотрубки з регульованим внутрішнім діаметром являють собою основу ідеальних молекулярних сит високою газонепроникності, контейнерів для зберігання газоподібного палива, каталізаторів і. т. д.

ВЛАСТИВОСТІ НАНОТРУБОК Властивостями нанотрубок можна управляти, змінюючи скрученность решітки щодо поздовжньої осі. Зліва направо: • Крісельна структура; • Зигзагоподібна структура; • Хіральна структура.

ВИКОРИСТАННЯ НАНОТЕХНОЛОГІЇ В ХІМІЇ • Отримання наноматеріалів, що містять неорганічні кластери (групи близько розташованих, тісно пов'язаних один з одним атомів, молекул, іонів), утворені чистими металами, сплавами металів і т. д. • Отримання матеріалів, що представляють собою молекулярне сито з точно заданими розмірами пор. Отримання нанозамкнутих атомних оболонок, в першу чергу вуглецевих, типу фулеренів та їх похідних: нанотрубок різної будови, діаметру і хиральности. Отримання плівок, в яких нанорозміри фіксуються. Отримання нанорозмірних каталізаторів.

ВИКОРИСТАННЯ НАНОТЕХНОЛОГІЇ В БІОЛОГІЇ Нанотехнологія дає можливість детально вивчати хімічні процеси на молекулярному рівні, процеси іонного обміну клітини з оточенням, величину електричного струму в нервових волокнах і т. д. в першу чергу це відноситься до вивчення хімічних процесів на поверхні і усередині живої клітини.

ВИКОРИСТАННЯ НАНОТЕХНОЛОГІЇ У МЕДИЦИНІ Наночастки можуть бути використані для розробки ефективних методів доставки лікарських препаратів всередину клітин. Нанотехнологія дозволяє розробляти лікарські препарати і здійснювати їх аналіз.

ВИСНОВОК: • • • В наш час нанотехнологія - це вельми обширна область досліджень, що включає в себе цілий ряд напрямків фізики, хімії, біології, електроніки, медицини та інших наук. Вплив нанотехнологій на життя обіцяє мати загальний характер, змінити економіку і торкнутися всіх сторін побуту, роботи, соціальних відносин. За допомогою нанотехнологій ми зможемо економити час, одержувати більше благ за меншу ціну, постійно підвищувати рівень і якість життя.

ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!