Презентация на тема - Нанохимия - по химия за 10 клас

Изтегляне на презентация (0,7 Mb) 61 изтегляния 3,4 оценка

Анотация към презентацията

Презентацията на тема "Нанохимия" съдържа описание на нанотехнологиите, отчитайки спецификата и всички особености на тази област на приложната наука. Особено внимание е отделено на историята на изследванията в нанохимията. Говори се и за бързото развитие на нанохимията.

Какво е нанотехнология?
Наночастици
Нанотръби
Насоки на изследване в нанохимията
Развитие на нанохимията

Съдържание

Какво е нанотехнология?

Приложение на наноробот в процеса на фотосинтеза
Нанотехнологиите са технологии, които манипулират материята на ниво атоми и молекули (поради което нанотехнологиите се наричат още молекулярни технологии).

НАНОХИМИЯ - химия и технология на обекти, чиито размери са около 10-9 m.
Областта на нанотехнологиите се счита в световен мащаб за ключова тема за технологиите на 21 век.
Възможностите за тяхното многостранно приложение в такива области на икономиката като производството на полупроводници, медицината, сензорните технологии, екологията, автомобилостроенето, строителните материали, биотехнологиите, химията, авиацията и космоса, машиностроенето и текстилната промишленост, носят огромен потенциал за растеж.
Използването на нанотехнологични продукти ще спести суровини и консумация на енергия, ще намалиемисии в атмосферата и по този начин ще допринесе за устойчивото развитие на икономиката.

Наночастици

Графитните атоми могат да образуват топки от около 60, 70,72 въглеродни молекули, наподобяващи футболна топка по форма, наречени фулерени.

Нанотръби

Дългите въглеродни структури се наричат нанотръби.

Фулерените са молекулни съединения, които принадлежат към класа на алотропните форми на въглерода и са изпъкнали затворени полиедри, съставени от четен брой трикоординирани въглеродни атоми.

Наночастици

В живите организми металите съществуват под формата на клъстери - асоциации от относително малък брой атоми, чийто размер е по-малък от 5-10 nm. Обикновено един нанокластер съдържа до 1000 атома.

Основната задача на нанохимията е получаването на вещества с нови свойства

Нанохимията е научна област, свързана с получаването и изучаването на физикохимичните свойства на частици с размери няколко нанометра. Такива частици могат да бъдат силно реактивни в широк температурен диапазон.
През първата половина на 20 век най-голям принос в нанохимията имат специалисти, изучаващи колоиди, а през втората половина - полимери, протеини, природни съединения, фулерени и нанотръби.

Защо наночастиците са интересни?

Много известни материали, редуцирани до наночастици, придобиват допълнителни свойства. Например, пластмасите могат да провеждат електричество, а твърдите вещества могат спонтанно да се превърнат в течности при стайна температура.

Активно развиваща се през последните десетилетия, нанохимията се занимава с изучаването на свойствата на различни наноструктури, както иразработване на нови методи за тяхното производство, изследване и модифициране.
Една от приоритетните задачи на нанохимията е да установи връзката между размера на наночастицата и нейните свойства.

В нанохимията ролята на квантово-размерните ефекти е изключително важна, причинявайки промяна в свойствата на дадено вещество в зависимост от размера на частиците и броя на атомите или молекулите в тях.
Има много методи за промишлено производство на наночастици: биохимичен, радиационно-химичен, фотохимичен, електроексплозивен, микроемулсионен, детонационен, лазерна аблация в течност, кондензация, вакуумно изпаряване, йонна имплантация и др.
Проблемът с мащабирането на получените резултати е от голямо значение за нанохимията, тъй като синтезът на грамови количества наночастици може да не се осъществи, когато те се произвеждат в килограми.

Насоки на изследване в нанохимията

Разработване на методи за сглобяване на големи молекули от атоми с помощта на наноманипулатори;
Изследване на вътрешномолекулни пренареждания на атоми при механични, електрически и магнитни въздействия.
Синтез на наноструктури в суперкритични флуидни потоци;
Развитие на теорията за физичната и химичната еволюция на ултрафините вещества и наноструктури;
Получаване на нови катализатори за химическата и нефтохимическата промишленост;

Изследване на механизмите на нанокристализация в пореста среда във вакуумни полета; синтез на наноструктури в биологични тъкани; разработване на методи за лечение на заболявания чрез формиране на наноструктури в тъкани с патология.
Търсене на нови начини за удължаване на стабилизирането на наноструктурите чрез химични модификатори.
Нанолекарства за терапия и хирургия; препарати на основата на хидроксиапатит за стоматологията.
Метод за лечение на онкологични заболявания чрез извършване на интратуморна нанокристализация и прилагане на акустично поле.

Основният проблем на нанохимията

Основният проблем на нанохимията е да се установи как размерът на частиците, участващи в реакцията, влияе върху тяхната химическа активност, за да се използват откритите закономерности в нанотехнологиите.
Наличието на размерен ефект, свързан с качествена промяна на физикохимичните свойства и реактивност в зависимост от броя на атомите или молекулите в една частица, определя спецификата и особеностите на трансформациите на веществата в нанохимията.

Развитието на нанохимията се развива бързо. Сред направленията, които се появиха през последните 2-3 години са:

- намаляване на размера на частиците до 1-3 nm и синтез на субнаночастици под 1 nm; - получаване не само на сферични частици, но и на частици с други форми: колани, пръстени, тръби, кукли, игли; - разширяване на работата по конструкции от типа "ядро - обвивка"; - контрол на процеса на самоорганизация на наночастиците чрез промяна на температурата и pH на средата; - получаване на хибридни частици, включително неорганични и органични съединения.

коса
клетка
прахов акар
Човек
континент
Земята
планети
атоми
НАНОТЕХНОЛОГИИ
Химия, атомна и ядрена физика
Биология
Социални науки
Геология
Астрономия
Нанотехнологиите сред другите науки