előadás 3

Nanorészecske - kvázi-zéró-dimenziós (0D) nanoobject, amelyben az összes jellemző lineáris mérete azonos nagyságrendű; Általános szabály, hogy a nanorészecskék gömbszemcsések; Ha a nanorészecske figyelhető kifejezett rendezett az atomok elrendezése (vagy ionok), ezek a nanorészecskék nevezzük nanocrystallites. Nanorészecskék egy hangsúlyos diszkrét energiaszinteket a rendszer gyakran nevezik „kvantumpontok” vagy „mesterséges atom”; gyakrabban ezek egy részét egy tipikus félvezető anyagok.

Nanorészecskék - egy óriás pseudomolecules komplex belső szerkezete, sok esetben, mag és a héj, gyakran - külső funkcionális csoportok, stb Az egyedülálló mágneses tulajdonságokkal felmerülő mérete 2-30 nm. méretkorlátozás annak a ténynek köszönhető, hogy a nanorészecskék, ahol, mint minden részecskék egy része az egész, amikor eléri a bizonyos méretet kezd jelentősen eltérnek a szikla az egész; A becslések azt mutatják, hogy jelentős különbségek kezdenek fordul elő, jellemzően alatti szemcsenagyságú a ≈ 30 nm.

„Nanorészecskéket” szokás nevezni szemcsemérete 1 és 100 nanométer. Például, azt találták, hogy a nanorészecskék Néhány anyag van egy nagyon jó katalitikus és adszorpciós tulajdonságait. Más anyagok mutatnak meglepő optikai tulajdonságok, például ultra-vékony filmek szerves anyagok gyártásához felhasznált napelemek. Ezek az akkumulátorok, bár viszonylag alacsony kvantumhatékonysága. de olcsó, és lehet mechanikusan rugalmas. Lehetséges, hogy elérjék a mesterséges nanorészecskéket kölcsönhatások természeti tárgyak nano - fehérjéket. nukleinsavak, és mások. óvatosan hámozott samovystraivatsya nanorészecskék bizonyos szerkezetek. Ez a szerkezet tartalmaz egy szigorúan rendezett nanorészecskéket és gyakran mutat szokatlan tulajdonságokkal rendelkezik.

Nanoobjects három fő osztályba: háromdimenziós részecskék által termelt robbanás vezetékek, plazma szintézisét, helyreállítása vékonyrétegek, stb.;. kétdimenziós tárgyak - a film által termelt molekuláris réteg lerakódása, CVD. ALD, az ion-réteg, és a hasonlók. D.; dimenziós tárgyak - bajuszát, ezek az objektumok eljárással kapott atomi réteg lerakódása, a bevezetése anyagoknak a hengeres mikropórusok, stb is nanokompozitok - .. Anyagok bevezetésével kapott nanorészecskék bármely mátrixba. Jelenleg széles körű alkalmazása csak a kapott mikrolitográfiás módszert, amely lehetővé teszi, hogy megkapjuk a a mátrix felületén lapos tárgyak szigetsejt-mérete 50 nm, úgy használják az elektronika; CVD és az ALD módszer főleg létrehozására mikronos film. Más módszerek elsősorban a tudományos célokra felhasznált. Különösen meg kell említeni módszereket ionos és atomi réteg lerakódása, mivel azok segítségével lehet létrehozni a valós egyrétegű.

Egy különleges osztályát szerves nanorészecskék mind a természetes és mesterséges eredetű.

Mivel számos, a fizikai és kémiai tulajdonságai nanorészecskék, ellentétben az ömlesztett anyagok, nagymértékben függ a méretük, nagy érdeklődést mutattak az a mérési módszerei a méret a nanorészecskék megoldások az elmúlt években, nanorészecske követő analízisét. dinamikus fényszórás. ülepítés elemzést. ultrahangos módszerek.

Az egyik legfontosabb problémáiba nanotechnológia - hogyan molekulákat csoportosítani egy bizonyos módon, maguk szervezik, hogy a végén egy új anyagot, vagy eszközt. Ez a rész foglalkozik azzal a problémával, kémia - szupramolekuláris kémia. Nem tanulmányozzák az egyes molekulák, és a kölcsönhatás a molekulák, amelyek képesek megszervezni molekulák egy bizonyos módon, új anyagok és eszközök. Biztató, hogy a természetben valóban vannak hasonló rendszereket, és végezzen hasonló folyamatok. Így az ismert biopolimerek. képes megszervezni egy speciális szerkezet. Egy példa - a fehérjék. amely nemcsak fold egy gömb alakú. de komplexeket képeznek - szerkezet, amely több, protein molekulából áll. Már, van egy olyan szintézis eljárást használva sajátos tulajdonságai a DNS-molekula. Indítása komplementer DNS-t (cDNS-t), hogy egyik végén kapcsolt molekula az A vagy B Van két összetevője van: ---- ---- A és B, ahol ---- - sematikus ábrázolása egy DNS-molekula. Most, ha ez a két kevert anyagok között két, egyszálú DNS formájában hidrogénkötések, amelyek húzta molekulákban az A és B egymáshoz. Hagyományosan, ez ábrázolja a kapott vegyületet: ==== AB. Egy DNS-molekula lehet könnyen eltávolítható befejezése után a folyamat.

A probléma a agglomerátum képződés

A részecskék mérete nanométer vagy nanorészecskék. azok ismertek a tudományos közösség, egy tulajdonsága, amely akadályozza azok használatát. Ezek agglomerátumokká. azaz, hogy egymáshoz tapadnak. Mivel a nanorészecskék ígéretes területeken a kerámia készítés. kohászat. ezt a problémát meg kell oldani. Az egyik lehetséges megoldás - az anyagok használatát - szert tartalmaz. mint például ammónium-citrát (vizes oldat), imidazolin. oleil-alkohol (vízben oldhatatlan). Ezeket ki lehet egészíteni, hogy a közeg, amely a nanorészecskék. Több forrás tárgyalja «szerves adalékot és Kerámia feldolgozás» D. J. Shanefield, Kluwer Academic Publ. Boston (Eng.).

Néhány példa az az egyedülálló tulajdonságai nanorészecskék

Tulajdonságok ezüst nanorészecskék igazán egyedivé.

Először is, ez egy fenomenális baktericid és antivirális aktivitást. Az antimikrobiális tulajdonságokat rejlő ezüstionok, ismert az emberiség hosszú ideig. Sokan hallottak már a gyógyító képességekkel az egyház „szent víz”, úgy nyerik, hogy a közönséges víz át egy ezüst szűrőn. Az ilyen vizet tartalmaz sok patogén baktérium, amelyek jelen lehetnek a normál víz. Ezért tárolható évekig megbontása nélkül vagy a „virágzó”.

Továbbá, az ilyen víz koncentrációban ezüstionok semlegesíteni képes a káros baktériumok és mikroorganizmusok, és ez a magyarázata előnyös hatásainak az emberi egészségre.

A vírus megtámadja a cellában. A sebesség, amellyel a vírus megtámadja a sejt meghaladja a sebesség egy golyó

Azt találtuk, hogy az ezüst nanorészecskék ezerszer hatékonyabb küzdelmet baktériumok és vírusok ellen, mint az ezüst-ionok. A kísérletek azt mutatták, hogy elhanyagolható koncentrációjú nanorészecskék megsemmisíti az összes ismert mikroorganizmusok (beleértve az AIDS-vírus), nem kiadási egyidejűleg.

Továbbá, ellentétben antibiotikumok, amelyek megölik a nem csak a káros vírusok, hanem az érintett sejtek, a hatás nanorészecskék nagyon szelektív: ők járnak el a vírusokat, a sejt nem sérült! Az a tény, hogy a köpeny áll speciális mikrobiális fehérjék károsodást nanorészecskék megszűnik, hogy átadja a baktériumokat oxigénnel. Boldogtalan szervezetet már nem oxidálódik a „tüzelőanyag” glükóz és meghal, nélkül maradt áramforrást. Vírusok általában nincs shell is kap az, amikor találkozott egy nanorészecske. De az emberi és állati sejtek van egy „high-tech” fal, és a nanorészecskék ők nem félnek.

Jelenleg vizsgálatok lehetőségei a ezüst nanorészecskék gyógyászati ​​készítményekben. De most ezek a nagyszámú alkalmazások.

Például, a cég „Helios” termel fogkrém „Boszorkány” ezüst nanorészecskék hatékonyan véd a különféle fertőzések. Továbbá, a kis koncentrációjú nanorészecskék adtunk néhány krémek egy sor „elit” a kozmetikumok károsodásának megelőzése használat során. Adalékokat ezüst nanorészecskék használnak tartósítószerként antiallergiás krémek, samponok, kozmetikai smink, stb Ha vannak is gyulladáscsökkentő és gyógyító hatása van.

Szövetek módosított ezüst nanorészecskék vannak, sőt, samodezinfitsiruyuschimisya. Nem tudnak „kijönni” nem betegséget okozó baktérium vagy vírus. Nanorészecskék nem mosott ki a szövet a mosás, és a tényleges érvényességi ideje több mint hat hónapig, jelezve egy gyakorlatilag korlátlan alkalmazási lehetőségeinek ilyen

szövet az orvostudományban és a mindennapi életben. Az anyagot tartalmazó ezüst nanorészecskék elengedhetetlen az orvosi köpenyek, ágynemű, bébi ruhák, cipők, stb gombaellenes stb

A nanorészecskék képesek fenntartani hosszú baktericid tulajdonságokat alkalmazás után sok szilárd felületek (üveg, fa, papír, kerámia, fém-oxidok, stb). Ez lehetővé teszi, hogy hozzon létre egy nagyon hatékony fertőtlenítő spray hosszú érvényességi időtartama otthoni használatra. Ezzel szemben a klór és egyéb vegyszerek fertőtlenítés, aeroszol alapú nanorészecskék nem mérgező és nem károsítja az emberi és állati egészségre.

Az emberek mindig keresi a módját, hogy a harcot a fertőzésekkel által továbbított levegőben cseppek, a tuberkulózis, meningitisz, hepatitisz, és így tovább. N. De, sajnos, a levegő a mi otthonok, irodák és különösen zsúfolt helyeken (kórházak, közintézmények, iskolák, óvodák, laktanyák, börtönök és így tovább. n.) telített kórokozók által kilélegzett fertőzött emberek.

A hagyományos prevenciós módszerek nem mindig megbirkózni ezzel a problémával, így nanohimiki kínált megoldani egy nagyon elegáns módon: add festékek, bevonat a falak intézmények, ezüst nanorészecskék. Mint kiderült, az ilyen festékek színes falak és a mennyezet nem „élő” a legtöbb kórokozó.

Nanorészecskék hozzáadtuk az aktivált szén víz-, szinte mossuk el vele, mint ahogy abban az esetben, a hagyományos ezüst-ionok. Ez azt sugallja, hogy a kifejezés

fellépés az ilyen szűrők lesz mérhetetlenül nagyobb, és vízkezelő minősége jelentősen növekedni fog.

Röviden, apró, láthatatlan, környezetbarát ezüst nanorészecskék lehet alkalmazni, ahol biztosítani kell a tisztaság és higiénia meg: kozmetikai

Amellett, hogy fertőtlenítő tulajdonságaihoz ezüst nanorészecskék is mutatnak nagy elektromos vezetőképességű, amely lehetővé teszi, hogy hozzon létre a különböző vezetőképes ragasztók. A vezetőképes ragasztót lehet használni, például a mikroelektronika a legkisebb vegyület elektronikai alkatrészek.

Cink-oxid nanorészecskék is van néhány egyedülálló tulajdonságokkal (beleértve a baktericid), amelyek között különösen érdekesek az a képesség, hogy elnyelje a széles spektrumú elektromágneses sugárzás. beleértve ultraibolya, infravörös, mikrohullámú és rádiófrekvenciás.

Az ilyen részecskék lehetnek, például, hogy véd az UV sugarak, hogy új funkciókat szemüveg, műanyagok, festékek, szintetikus szálak, stb Ezek a részecskék is használhatók előállítására nap krémek, kenőcsök és egyéb gyógyszerek, biztonságban vannak az emberre, és nem irritálja a bőrt.

Az a képesség, cink-oxid nanorészecskék, hogy a szórási az elektromágneses hullámok lehet használni a ruházati szövet, hogy olyan tulajdonságokat láthatatlan infravörös abszorpciós hő miatt által kibocsátott emberi szervezetben. Ez lehetővé teszi, hogy készítsen álcázás láthatatlan széles frekvenciatartományban - a rádiótól az UV fényt. Az ilyen ruha egyszerűen pótolhatatlan a katonai vagy anti-terrorista műveletek, mert lehetővé teszi, hogy közel az ellenség nélkül látják éjjellátó készüléket.

A nanorészecskék nagy tisztaságú cink-oxid elektronikai célra, katalizátorok, gyógyászati ​​termékek, testápolási termékek.

A nanorészecskék a szilícium-dioxid (SiO 2) meglepő tulajdonság: ha alkalmazható bármely anyag, azok kapcsolódnak annak felszíni molekulák, és lehetővé teszi, hogy elutasítja szennyeződés és víz. Öntisztító nano-alapú bevonatok ezek a részecskék védi az üveg, cserép, fa, kő, stb részecskék nem tapadnak vagy behatolnak a védendő felületen, és víz áramlik a könnyen, hordozó minden szennyeződést (ábra. 4).

A működési elve az öntisztító nano-bevonattal.

A szövet bevonása után szabadon halad a levegő, de nem továbbítja a nedvességet. Lehet elfelejteni makacs foltok a kávé, zsír, szennyeződés, és így tovább. A bevonat ellenáll a kopásnak, a rugalmasság, nem rontja a napfény, a hőmérséklet, és a mosás.