Презентация - Нанотехнологии - Применение нанотехнологий

Нанотехнологии. Применение нанотехнологий
Новые технологии – это то, что двигает человечество вперёд на его пути к прогрессу.

Оглавление
1. Место нанотехнологий 2. Наноистория 3. Ученые 4. Оборудование 5. Наноструктуры

Технологии определяют качество жизни каждого из нас и мощь государства, в котором мы живём.

Место нанотехнологий среди отраслей знаний
В переводе с греческого слово «нано» означает карлик. Нанометр во столько же раз меньше одного метра, во сколько толщина пальца меньше диаметра Земли.

Наноистория
400 г до н.э. греческий философ Демокрит впервые использовал слово «атом»; 1704 год Исаак Ньютон - предположения об исследовании «тайны корпускул»; 1959 год Ричард Фейман-предположение о механическом перемещении одиночных атомов; 1974 год Норио Танигучи впервые употребил термин «нанотехнологии»; 1980 год Эрик Дрекслер использовал этот термин.

Ученые
Ричард Фейман, американский физик, лауреат Нобелевской премии, 1965 год
Там, внизу, полно места! 1959 год
Машины созидания: грядущая эра нанотехнологий - самостоятельная отрасль науки. Эрик Дрекслер, 1980 год

Инструменты нанотехнологий

Атомно-силовая микроскопия
Герд Бининг и Генрих Рорер, Цюрихский исследовательский центр IBM, 1986 год Нобелевская премия

Сканирующий туннельный микроскоп изучает поверхности металлов и полупроводников
Кантилевер - одна из основных частей сканирующего зондового микроскопа. Основной материал - кремний и нитрид кремния .

РГПУ им. А.И. Герцена
Класс нанотехнологий

Углеродные нанотрубки
Графен
Фуллерены
Наноструктуры

Фуллерены
1985 год - Ричард Смэлли, Роберт Керл и Гарольд Крото открыли фуллерены. Впервые сумели измерить объект размером 1 нм. 1996 год Нобелевская премия.

Применение: - огнезащитные краски; - искусственные алмазы; - новые лекарства; - аккумуляторы.
Молекулярные соединения аллотропных форм углерода в виде замкнутых многогранников. Молекула фуллерена состоит из 60 атомов углерода. Диаметр С60 составляет около 1 нм.

Углеродные нанотрубки
Применение: - композитные материалы; - светодиоды; - дисплеи; - нанопровода.
Это каркасные структуры или гигантские молекулы, состоящие только из атомов углерода

Графен

Дендримеры
Дендримеры состоят из мономеров, имеющих ветвистую структуру.
Синтез дендримеров - это химия полимеров.
Наноструктуры размером от 1 до 10 нм, образующиеся при соединении молекул ветвящейся структуры.

Прикрепив к внешней оболочке дендримера лекарство, убивающее раковые клетки, можно не только обнаружить их, но и убить.
Борьба с раком
Нанотехнологии могут быть мощным инструментом в борьбе с этим заболеванием.

Квантовые точки - рукотворные атомы
Полупроводниковые наночастицы называют «квантовыми точками»
Квантовые точки - инструмент биологов для изучения внутриклеточных структур

Оксид титана
Оксид титана имеет сильную каталитическую активность. В присутствии ультрафиолетового излучения расщепляет молекулы воды на свободные радикалы.
Применение: - очистка воды, воздуха, различных поверхностей от органических соединений; - самоочищающиеся стекла.

Такую поверхность называют нанотравой, она представляет собой множество параллельных нанопроволок (наностержней) одинаковой длины, расположенных на равном расстоянии друг от друга.
Самоочищающиеся поверхности
Самоочищение ворсистой поверхности от частиц грязи называют «эффектом лотоса».
Применение: - самоочищающиеся поверхности и покрытия.

Нанопроволоки

Размер гальванических элементов питания, приведённый к единице мощности, уменьшился за последние 50 лет лишь в 15 раз, а размер  транзистора за это же время уменьшился  более чем 1000 раз и составляет сейчас около 100 нм. Для миниатюризации электронных приборов необходимы новые типы батареек.
Нанобатарейки-мощные и долговечные

Внутренняя поверхность углеродных нанотрубок обладает большой каталитической активностью, ослабляется связь между атомами кислорода и углерода в молекуле СО, становясь катализатором окисления СО до СО2, в процессе прямого синтеза этанола из синтез-газа.
Нанокатализаторы

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!