Реферат: Перспективы развития и применения нанотехнологий. Углеродные нанотрубки Ђ“ революция в сфере технологии наночастиц - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Перспективы развития и применения нанотехнологий. Углеродные нанотрубки Ђ“ революция в сфере технологии наночастиц

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 18 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ НАНОТЕХНОЛОГИ Й. УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ – РЕВОЛЮЦИЯ В СФЕРЕ ТЕХНОЛОГИИ НАНОЧАСТИЦ Д.В.Маринин Угле родные каркасные структуры - это большие (а иногда и гигантские!) молекулы, состоящие исключительно из атомов углерода. Мож но даже говорить, что углеродные каркасные структуры - это новая аллотропная форма углерода . Главная особенность этих молекул - это их к аркасная форма: они выглядят как замкнутые, пустые внутри "оболочки". Сама я знаменитая из углеродных каркасных структур - это фуллерен C 60 (Рис.1а), абсолютно неожиданное открыт ие , которого в 1985 году вызвало целы й бум исследований в этой области . В конце 80-х, начале 90-х годов, после того как была разработана ме тодика получения фуллеренов в макроскопических количествах, было обна ружено множество других, как более легких, так и более тяжелых фуллерено в: начиная от C 20 (минимально в озможного из фуллеренов) и до C 70 , C 82 , C 96 , и выше (некоторые из них показаны на Р ис. ) . При изучении нанотрубок всплывают весьма интересные и удивительные ка чества. Во-первых, разнообр азие форм : нанотрубки мог ут быть большие и маленькие, однослойные и многослойные, прямые (Рис.2а, б) и спиральные (Рис.2в). Во-вторых, несмотря на кажущуюся хрупк ость и даже ажурность, нанотрубки оказались на редкость прочным материа лом, как на растяжение, так и на изгиб. Более того, под действием меха нических напряжений , превышающих критические, нанотрубки также ведут себя экстр авагантно: они не "рвутся" и не "ломаются", а просто-напросто перестраивают ся! Далее, нанотрубки демонстрируют целый спектр самых неожиданных элек трических, магнитных, оптических свойств. Например, в зависимости от кон кретной схемы сворачивания графитовой плоскости, нанотрубки могут быт ь и проводниками , и полупроводниками ! Наконец, поражает разнообразие применений, котор ые уже придуманы для нанотрубок. Первое, что напрашивается само собой, эт о применение нанотрубок в качестве очень прочных микроскопических сте ржней и нитей. Как показывают результаты экспериментов и численного мод елирования, модуль Юнга однослойной нанотрубки достигает величин порядк а 1-5 ТПа, что на порядок больше, чем у стали! Правда, в настоящее время максим альная длина нанотрубок составляет десятки и сотни микронов - что, конеч но, очень велико по атомным масштабам, но слишком мало для повседневного использования. Однако длина нанотрубок, получаемых в лаборатории, посте пенно увеличивается . Поэтому ес ть все основания надеяться, что в скором будущем могут появиться нанотрубки длиной в сантиметры и даже м етры! Безусловно, это сильно повлияет на будущие технологии: ведь "трос" то лщиной с человеческий волос, способный удерживать груз в сотни килограм м, найдет себе бесчисленное множество применений. Нанотрубки могут выступать не только в роли иссле дуемого материала, но и как инструмент исследования. На основе нанотрубки можно, к примеру, создать микроскопичес кие весы. Берем нанотрубку, определяем частоту ее собственны х колебаний , зате м прикрепляем к ней исследуемый образец и определяем частоту колебаний нагруженной нанотрубки. Эта частота будет меньше частоты колебаний сво бодной нанотрубки: ведь масса системы увеличилась, а жесткость осталась прежней . [Например, было обнаружено, что груз уменьшает частоту колеба ний с 3.28 МГц до 968 кГц, откуда была получена масса груза 22 8 фг (фемтограмм, т.е. 10 -15 грамм!)] . Необычные электрические свойства нанотрубок сд елают их одним из основных материалов наноэлектроники. Разработано уже и несколько применений нанотрубо к в компьютерной индустрии. Например, созданы и опробованы прототипы тон ких плоских дисплеев, работающих на матрице из нанотрубок. Под действием напряжения, прикладываемого к одному из концов нанотрубки, с другого ко нца начинают испускаться электроны, которые попадают на фосфоресцирую щий экран и вызывают свечение пикселя. Получающееся при этом зерно изобр ажения будет фантастически малым: порядка микрона! Пустоты внутри нанотрубок (и углеродных каркасны х структур вообще) также привлека ют внимание . В самом деле, а что будет, если внутрь фуллерена поместить атом какого-нибудь вещества? Эксперименты показали, что интеркаляция (т. е. внедрение) атомов различных металлов меняет электрические свойства ф уллеренов и может даже превратить изолятор в сверхпроводник ! Оказывается можно таким же образ о м изменить свойства нанотрубок. У ченые смогли поместить внутрь нанотрубки целую цепочку из фуллеренов с уже внедренными в них атомами гадолиния ! На Рис схематично показана структура такой нанотрубки и приведен снимок, полученный исследователями с помощью электронной мик роскопии. Электрические свойства такой необычной структуры сильно отл ичались как от свойств простой, полой нанотрубки, так и от свойств нанотр убки с пустыми фуллеренами внутри. Как, оказывается, много значит валентный электрон , отдаваемый атом ом металла во всеобщее распоряжение! Кстати, интересно отметить, что для таких соединений разработаны специальные химические обозначения. Опис анная выше структура записывается как Gd@C 60 @SWNT, что означает "Gd внутри C 60 внутри однослойной нанотрубки (Single Wall NanoTube)". В нанотрубки можно не только "загонять" атомы и мол екулы поодиночке, но и буквально "вливать" вещество. Как показали экспери менты, открытая нанотрубка обладает капи ллярными свойствами , то есть она как бы втягивает в себя вещество. Таким образом, н анотрубки можно использовать как микроскопические контейнеры для пере возки химически или биологически активных веществ: белков , ядовитых газов, компонентов топлива и даже расплавленных ме таллов. Попав внутрь нанотрубки, атомы или молекулы уже не могут выйти на ружу: концы нанотрубок надежно "запаяны", а углеродное ароматическое кол ьцо слишком узкое для большинства атомов. В таком виде активные атомы ил и молекулы можно безопасно транспортировать. Попав в место назначения, н анотрубки раскрываются с одного конца (а операции "запаивания" и "распаив ания" концов нанотрубок уже вполне под силу современной технологии) и вы пускают свое содержимое в строго определенных дозах. Это - не фантастика, эксперименты такого рода уже сейчас проводятся во многих лабораториях мира. И не исключено, что через 10-20 лет на базе этой технологии будет провод иться лечение заболеваний: скажем, больному вводят в кровь заранее приго товленные нанотрубки с очень активными ферментами , эти нанотрубки собираются в определенном месте орга низма некими микроскопическими механизмами и "вскрываются" в определен ный момент времени. Современная технология уже практически готова к реа лизации такой схемы. Также и з-за высокой удельной поверхности и наличия незаполненных объемов углеродные нанот рубки обладают повышенными сорбционными свойствами. Они способны погл ощать (сорбировать) значительное количество как газообразного, так и жид кого вещества. Эта способность весьма привлекательна для создания свер хминиатюрных сенсоров, способных детектировать малейшие примеси в атм осферном воздухе. Принцип их действия основан на изменении электронных характеристик нанотрубок (ширина запрещенной зоны, концентрация и подв ижность носителей и т.п.) при сорбции молекул определенного сорта. В общем, к счастью вопрос изучения углеродных каркасных структур (нанотр убок) с каждым днем набирает свои обороты , и в какой-то степени уже удалось пролить свет на не которые аспекты этого вопроса. Если активно продолжать изучать свойств а и способности данных веществ, то можно достичь весьма желаемого резуль тата и открыть еще более интересные и полезные факты.

1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
– Ваши политические взгляды?
– Самец.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru