Научно-исследовательский ядерный университет Московский инженерно-физический институт
Факультет «Автоматики и электроники» Кафедра «Микро - и наноэлектроники»
Курс «Компьютерный практикум»
Богатство Наномира
Преподаватель: доцент В.А. Лапшинский Подготовил: студент группы А4-11 Андросов П.А.
Москва 2014
Аннотация
Книга представляет собой альбом научных фотографий, полученных методами оптической, растровой и просвечивающей электронной микроскопии, в основном, сотрудниками химического факультета, факультета наук о материалах МГУ им. М.В. Ломоносова и ИОНХ им. Н.С. Курнакова РАН за последние несколько лет. Фотографии классифицированы по разделам, отражающим основные области научных интересов авторов данной книги и имеющим отношение к разработкам в области нанотехнологий.
В конспекте:3 иллюстрации, 1 таблица.
Ключевые слова: фотокатализ, проводник, ВТСП .
Глоссарий
1. Фотокатализ – процесс окисления или восстановления органических соединений или неорганиеческих ионов, который происходит при участии фотокатолозатора под действием света.
2. Проводник – вещество, хорошо проводящее электрический ток.
3. Высокотемпературные сверхпроводники ( ВТСП ) – сверхпроводниковые материалы с температурой перехода (Тс) выше температуры жидкого азота (77 K).
Содержание
1.Введение 2.Неорганические волокна 3.Широкозонные полупроводники 4.Высокотемпературные сверхпроводники 5.Магнитные материалы 6.Материалы для медицины 7.Заключение 8.Список литературы
1. Введение
Наномир – ворота, открывающиеся в совершенно новый мир.
Подавляющая часть всей полезной информации, получаемой людьми, воспринимается через органы зрения. Не так давно, в XXI веке – веке всеобщей информатизации и новейших научных свершений, необходимость «видеть» объекты невидимого нано- и микромира становится краеугольным камнем совершенно новых направлений в науке, открывающих впечатляющие, бескрайние горизонты. Правда, уже давно не в ходу изобретение Левенгука — простая оптическая линза, однако именно развитие различных «интеллектуальных» методов визуализации с помощью электронной и сканирующей зондовой микроскопии, вобравших в себя как губка все самые современные достижения науки и техники, вызвало гигантский всплеск интереса к «микро-» и «нанокосму», до сих пор таящему в себе удивительные тайны и воистину неисчерпаемые сокровища.
В данной книге [1] представлено уникальное собрание картин микро- и наноструктурированных материалов.
2.Неорганические волокна
Неорганические волокна представляют собой широкий класс материалов с различным строением, свойствами и назначением. Как правило, диаметр отдельных нитевидных кристаллов составляет от 1 до 10 мкм, при этом отношение их длины к диаметру (коэффициент анизотропии) превышает 1000. Некоторые виды неорганических волокон, так называемые вискеры (от англ. whisker – ус) имеют (рис.1) совершенное, почти идеальное бездислокационное строение, поэтому их плотность и прочность являются максимально возможны-ми для данного вещества.
Вместе с тем они обладают поразительной гибкостью и коррозионной стойкостью. Благодаря этим свойствам на основе неорганических волокон можно создавать неорганические ткани, для использования в качестве каталитически активных мембран, высокоэффективных сорбентов и фильтров.[/j] [j]В то же время, отличие физических свойств вискеров в направлениях вдоль и перпендикулярно оси роста делает их уникальными материалами для создания современных электронных, сенсорных, магнитных и других высокотехнологичных устройств. Все это обуславливает неослабевающий интерес многих исследовательских групп к этим материалам.
3.Широкозонные полупроводники
Проблемы экологической безопасности в последнее время привлекают значительное внимание общества.
Самым необходимым ресурсом для человечества является вода. Без воды невозможно организовать даже самое простое производство, не говоря уже о том, что и само существование человека становится просто немыслимым.
Для очистки воды от загрязнений (в первую очередь органических) сейчас используются озонирование, хлорирование, электрохимическое окисление, окисление с помощью перманганата калия и пероксида водорода. Однако все эти методы достаточно дороги в эксплуатации, а некоторые из них (например, хлорирование) и вовсе небезопасны. Поэтому в последнее время значительное внимание ученых обращено к возможностям фото-каталитической очистки воды.
Рис. 2 Частицы диоксида титана после гидротермальной обработки
4.Высокотемпературные сверхпроводники
В 1911 г. X. Камерлинг-Оннес открыл явление сверхпроводимости [3], охладив ртуть жидким гелием до температуры 4.2 К. В этих условиях металл превращался в идеальный про-водник: его электрическое сопротивление падало до нуля. Как выяснилось позже, полная потеря электрического сопротивления при переходе в сверхпроводящее состояние не единственное необычное свойство сверхпроводников. Шли года, люди изучали сверхпроводимость.
Не так давно стало ясно, что ВТСП [2] - материалы можно использовать для создания множества высокотехнологичных устройств – от поездов на магнитной подушке и подшипников без трения до медицинских томографов, позволяющих контролировать биотоки человеческого мозга.
Примеры высоких-Tc cuprate сверхпроводников включают La1.85Ba0.15CuO4, и YBCO (Иттрий-Барий-Медь-Окись), который известен как первый материал, чтобы достигнуть сверхпроводимости выше точки кипения жидкого азота. Температуры некоторых материалов можно сравнить в таблице 1.
Таблица 1. Температуры перехода известных сверхпроводников
5.Магнитные материалы
Магнитные материалы используются человеком многие сотни лет, а их основные свойства стали известны уже более 3000 лет назад, когда были открыты первые рудные залежи. Одно из древнейших устройств, основанных на явлении магнетизма - компас. Сейчас магнитные материалы используют для производства и эффективного распределения электроэнергии, в работе электрических двигателей, воспроизведения звука и зрительных образов, хранения и обработки информации, не говоря уже об использовании в таких тривиальных, но жизненно важных предметах, как дверные защелки и подмагниченные отвертки.
В последнее время все большее внимание уделяется использованию магнитных наночастиц в составе магнитных жидкостей для биомедицинских целей.
С помощью магнитных жидкостей также может осуществляться направленная доставка лекарственных веществ к пораженному участку. При применении наночастиц лекарственный препарат либо ковалентно присоединяется к их поверхности, либо внедряется в поры магнитного носителя. Рис. 3 Микросферы феррита лития LiFesOs, полученные методом пиролиза аэрозолей из растворов нитрата лития и нитрата железа при температуре 850 °С.
6.Материалы для медицины
Гибридные материалы обладают необычным сочетанием химических и физических свойств, и идеально подходят для создания важнейших для современной медицины препаратов – биоимплантантов, биосенсоров и лекарств пролонгированного действия
На (рис.4) представлены гибридные материалы.
Рис. 4 Состав гибридных материалов
Одним из наиболее важных на¬правлений является изучение условий замерзания физиологических жидкостей и кристаллизации биологически-активных молекул. Характер протекания процессов кристаллизации биомолекул определяется множеством факторов: температурой, составом раствора. Кроме того, важную роль играет поверхность, на которой про¬исходит кристаллизация – это зачастую определяет кинетику процесса, форму и свойства образующихся кристаллов. Однако характер такого влияния во многих случаях остается малоизученным.
7.Заключение
Тема данной работы: Богатство наномира. Люди издавна рассматривали объекты, и пытались понять что же внутри них, так что же такое наномир? Наномир – это часть реально-го мира, только этот мир очень малых размеров, чтобы уви-деть его, требуется специальное оборудование с помощью которого можно заглянуть в структуру объекта. На сегодняшний день сделано много открытий и изобретено много нано материалов, которые широко используются в разных отраслях науки.
На составление и оформление конспекта ушло около 14 часов. Во время работы, возникли трудности с небольшим количеством материала, в котором содержится очень много полезного. Помимо книги пришлось пользоваться интернетом для справочной информации и для составления таблиц.
8.Список литературы
1. Богатсво Наномира. Фоторепортаж из глубин вещества / [Гудилин Е.А. и др.]; под ред. Ю. Д. Третьякова. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.- 171 с. цв. ил. – (Нанотехнологии).
Ни в 1-й публикации Борискина, на во 2-й (вашей) после заголовка публикации нет аннотации публикации. Надеюсь, что она появится в публикации на форуме валинфо.рф.
