Transcript Prezentacja

POLITECHNIKA LUBELSKA
WYDZIAŁ ZARZĄDZANIA I PODSTAW TECHNIKI
Katedra Podstaw Techniki
Temat: Nanomateriały


Prowadzący:
prof. dr hab. inż. Michał Paszeczko
Lublin 2009
Nanotechnologia - to ogólna nazwa całego zestawu
technik i sposobów tworzenia rozmaitych struktur o
rozmiarach nanometrycznych (od 0,1 do 100
nanometrów), czyli na poziomie pojedynczych
cząsteczek.
Do ważnych osiągnięć technologicznych zaliczyć można:

Odkrycie fullerenów.

Odkrycie nanorurkek i badania własności pojedynczych
nanorurek.

Metody wiązek molekularnych i wykorzystanie do tworzenia
studni kwantowych, drutów kwantowych i kropek
kwantowych.
Właściwości nanomateriałów

większa twardość (nanokrystaliczny nikiel jest równie twardy co
utwardzana stal),

większa wytrzymałość (np. nanokrystaliczny krzem jest znaczenie
bardziej wytrzymały na rozciąganie niż stal) i występujący
jednocześnie wzrost plastyczności, odwrotnie niż ma to miejsce w
materiałach
tradycyjnych;
w
przypadku
niektórych
nanomateriałów ceramicznych ma się do czynienia ze zjawiskiem
tzw. superplastyczności, materiały te mogą ulegać odkształceniom
plastycznym nawet do 250%,

większa odporność na pełzanie, co pozwala na wytwarzanie
materiałów do stosowania w najwyższych temperaturach (np.
nanometryczny węglik krzemu),
Podział nanomateriałów
 nanomateriały

mineralne,
nanotlenki metali, (tlenki cynku,
indu, cyny, ceru, tytanu, glinu,
krzemu oraz innych metali)
 nanorurki i fulereny.
Nanominerały

Otrzymywane w wyniku mechanicznego
rozdrobnienia do mikroskopijnych
rozmiarów, dodawane do polimerów.
Wytwarzanie nanoproszków
Rozdrabnianie -metoda dyspersyjna
(proces „Top-down”). Dla jego
realizacji stosuje się urządzenia zwane
młynami perełkowymi.
Fulereny (ang. fulleren od nazwiska R.
Buckminster Fullera) to cząsteczki składające
się z kilkudziesięciu, kilkuset a nawet ponad
tysiąca atomów węgla, tworzące zamkniętą,
regularną, pustą w środku kulę, elipsoidę lub
rurkę. Są kolejną odmianą alotropową węgla



Fulereny występują w:
w sadzy węglowej
otoczeniu wygasłych gwiazd
w niektórych skałach.
Najpopularniejszy fuleren, zawierający:
- 60 atomów węgla (tzw. C60) ma kształt piłki
futbolowej.
- 70 atomów węgla (C70) natomiast, posiada
dodatkowy pierścień atomów węgla.
NANORURKI



Nanorurki węglowe są zbudowanymi z węgla
cząsteczkami, które wykazują:
niezwykłą wytrzymałość na rozrywanie
unikalne własności elektryczne
znakomitą przewodność cieplną.
Strukturą przypominają fullereny, ale ich
kształt nie jest sferyczny, tylko cylindryczny.
Na ogół końce tego cylindra są zamknięte
połówkami fullerenów. Ich nazwa oddaje
dokładnie ich kształt i wielkość: ich średnica
jest rzędu kilku nanometrów
Schemat
struktury
długiej
Nanorurki
Zastosowanie nanorurek:




Obecnie nanorurki węglowe są jedynym
znanym materiałem mogącym posłużyć do
konstrukcji windy kosmicznej.
elektronika (wytwarzania tranzystorów,
wyświetlacze (FED), nieulotne pamięci
(NRAM), mające zastąpić w przyszłości
dyski twarde)
Ogniwa Paliwowe
Nanorurki porfirynowe mogą mieć
zastosowanie w technologii rozkładania
wody na wodór i tlen pod wpływem
światła.
Prawdziwym przełomem będzie:
1. powstanie nanourządzeń
dostarczających porcje leków bezpośrednio
do komórek dotkniętych chorobą.
2. Kropki kwantowe umieszczone w
proteinowej otoczce należą do nowej,
intensywnie rozwijanej klasy urządzeń
określanych skrótem bioMEMS.
Więc nanotechnologia znalazła największe zainteresowanie
w dwóch dziedzinach:
1.
Medycyna (największe)
2.
Technika
Obecnie trwają liczne badania nad
nanomedycyną, a dokładniej nad nanosondami
- nanosensorami - i nanomaszynami, które
miałyby badać ciało człowieka i już w zarodku
eliminować pojawiające się zagrożenia zdrowia
Czy nanotechnologia może
rozwiązać problem głodu na
świecie


Wielu twierdzi, że już niedługo będzie
można zmienić śmieci w jedzenie …jak?
A więc przy użyciu nanorobotów można by
było rozłożyć śmieci na pojedyncze atomy
a te z kolei złożyć w chleb, czy jeszcze
inne produkty spożywcze.
wizje przyszłej nanotechnologii

Inteligentna mgła zastępująca pasy
bezpieczeństwa w samochodzie.

Mechaniczny nanokomputer.

Maszyna do robienia dowolnej rzeczy.

Winda kosmiczna