Задачи: ознакомится с основами сканирующее зондовой микроскопии; изучить строение и свойства фуллеренов и углеродных нанотрубок; ознакомиться с методами получения углеродных нанотрубок icon

Задачи: ознакомится с основами сканирующее зондовой микроскопии; изучить строение и свойства фуллеренов и углеродных нанотрубок; ознакомиться с методами получения углеродных нанотрубок


Смотрите также:
«Способ получения углеродных нанотрубок»...
Iii. Практическое применение нанотехнологий...
Программ а ХХ российской конференции...
Программа совещания эхос-2010 27 сентября...
Новые области использования унт...
Лаборатория теплофизических проблем безопасности №12...
Влияние магнитного поля на распространение предельно коротких импульсов в системе углеродных...
«Кинетический фазовый контраст в атомно-силовой микроскопии»...
Разработка и исследование методов и средств измерений линейных размеров и твердости с...
Курс лекций наноматериалы и нанотехнологии раздел Интеллектуальные материалы. Введение...
Задача: 1) визуально определить направление разрешенной плоскости колебаний у поляроидов...
«Углеродные нанотрубки»...



Загрузка...
скачать
Речь.

Уважаемые члены комиссии, вашему вниманию представлена работа на тему «Нанотехнологии. Их применение в электронике и технике». Работу выполнил студент 503 группы факультета физики-информатики Выродов Дмитрий Васильевич, дипломный руководитель Касьянов Александр Андреевич.

Актуальность темы обусловлена значимостью нанотехнологий в нашей жизни, в глобальных масштабах мирового общества.

Объектом: изучение и практическое применение нанотехнологий.

Предмет: изучение свойств углеродных нанотрубок как физических объектов.

Цель работы: рассмотрение методов изучения в нанотехнологии, строения и свойств углеродных нанотрубок, области их применения.

Задачи:

- ознакомится с основами сканирующее – зондовой микроскопии;

- изучить строение и свойства фуллеренов и углеродных нанотрубок;

- ознакомиться с методами получения углеродных нанотрубок;

- рассмотреть область применения нанотехнологий в науке и технике;

Структура работы: Работа состоит из 78 листов и включает в себя три главы:

Первая глава называется «Инструменты нанотехнологии» и включает в себя четыре параграфа. В ней рассказывается об основных инструментах изучения нанотехнологии – строении, принципе работы и эффективности сканирующе-зондовых микроскопов.

Вторая глава называется «Углеродные нанотрубки, их свойства» и состоит из пяти параграфов. В ней рассматривается история открытия фуллеренов и углеродных нанотрубок, способы получения, строение и свойства и устройства на основе углеродных нанотрубок.

Третья глава называется «Практическое применение нанотехнологий» и состоит из четырёх параграфов. В ней рассматриваются рабочие проекты устройств и механизмов, в которых использованы нанотехнологии фуллеренов и углеродных нанотрубок.

Нанотехнологии – это технологии XXI века, на основе свойств углеродных нанотрубок можно достичь грандиозных и ранее даже не вообразимых результатов в электронике и технике. Я хочу процитировать Ральфа Меркле:




“Нанотехнологии произведут такую же революцию в манипулировании материей, какую произвели компьютеры в манипулировании информацией”.

Ральф Меркле

Нанотехнологии - это "самые высокие" технологии, на развитие которых ведущие экономические державы тратят сегодня миллиарды долларов. По прогнозам ученых их развитие изменит жизнь человечества больше, чем освоение письменности, паровой машины или электричества.

Идея создания технологий в масштабах нанометра впервые пришла в голову нобелевскому лауреату Ричарду Фейнману (Richard Feynman). В 1959 году он высказался о проблеме контроля и управления строением вещества в интервале очень малых размеров - лекция "Там внизу ещё много места" ("There is plenty of space on the bottom"): "ни один физический или химический закон не мешает нам менять взаимное положение атомов".

Само понятие "нанотехнология" было введено японцем Норио Танигучи (Norio Taniguchi) в 1974, он предложил называть так технологии и механизмы, размером менее одного микрона, а так же дал краткое определение нанотехнологии, как: междисциплинарной, образующей технологии, позволяющей "технологично" (воспроизводимо, по описанным процедурам) производить исследования, манипуляцию и обработку вещества в диапазоне размеров и с допусками 0,1/100 нм.

В 1985 Ричардом Смолли (Richard Smalley) открыты фуллерены - молекулы углерода в форме шара (молекула С60, атомы углерода в которой расположены в углах пяти- и шестиугольников, образуя форму мяча). В 1991 Суоми Иияма (Suomi Iiyama) из компании NEC открыл углеродные нанотрубки.

Нанотехнологии смогут помочь человечеству достигнуть очень амбициозных (даже фантастических) задач:

  • Создание новейших промышленных технологий на атомарном и молекулярном уровнях;

  • Создание твердых тел и поверхностей (материалов и пленок) с измененной молекулярной структурой, что даст сверхпрочные металлы, ткани, пластмассы; самовосстанавливающиеся материалы;

  • Создание новых химических веществ посредством составления из молекул, т.е. без химических реакций;

  • Создание логических наноэлементов и нанокомпьютеров (миниатюризация и повышение вычислительной мощности компьютеров), и сверхпроводников нового типа (сверххолодных);

  • Создание вычислительных устройств на белковых молекулах;

  • Создание искусственных аналогов живых организмов (растений и животных);

  • Разработка самореплицирующихся (саморазмножающихся) систем на базе биоаналогов - бактерий, вирусов, простейших;

  • Создание роботов-врачей для имплантации в организм (для устранения генетических и физиологических повреждений на клеточном и надклеточном уровнях);

  • Создание нанороботов, наномашин (нанодвигателей), прецизионных (точных) наноманипуляторов;

Первые средства для нанотехники были изобретены IBM. В 1982 году Гердом Биннигом (Gerd Binnig) и Генрихом Рорером (Genirh Rorer) был создан растровый туннельный микроскоп, за что его создатели получили Нобелевскую премию, а уже в 1986 году - атомный силовой микроскоп, который позволяет рассматривать атомы не только металлов. В 1989 американский исследователь Дон Эйглер (Don Egler)разместил атомы на металлической поверхности и сделал из них надпись "IBM".

С разработкой данного микроскопа появилась возможность видеть отдельные атомы. Для подобных особо точных измерений исследователи применяют эффекты квантовой физики. Когда зонд микроскопа приближается к поверхности на расстояние, равное размеру нескольких атомов (~ 0,5-1,0 нм), между ними (после подачи на них рабочего напряжения) возникает электрический ток, хотя контакта между зондом и поверхностью в привычном понимании нет. Электрический ток протекает благодаря так называемому "туннельному эффекту", из-за которого получил свое название и микроскоп. Феномен заключается в том, что электрон может преодолеть барьер (то есть потенциальный барьер, образованный разрывом электрической цепи - небольшим промежутком между зондирующим микроострием и поверхностью образца), даже не обладая достаточной энергией, т.е. он "туннелирует" сквозь эту преграду. Величина протекающего тока позволяет измерить расстояние между зондом и поверхностью, сканирование которой производится последовательно атом за атомом, давая точнейшую картину поверхности исследуемого материала.

Анализ текущего состояния позволяет выделить в нанотехнологии ряд

важнейших направлений.

^ I. Молекулярный дизайн. Препарирование молекул и синтез новых молекул в сильно неоднородных электромагнитных полях.

II. Наноматериаловедение. Создание бездефектных высокопрочных материалов, материалов с высокой проводимостью.

^ III. Наноприборостроение. Создание сканирующих туннельных микроскопов, атомно-силовых микроскопов, магнитных силовых микроскопов, многоострийных систем для молекулярного дизайна, миниатюрных сверхчувствительных датчиков, нанороботов.

^ IV. Наноэлектроника. Конструирование нанометровой элементной базы для ЭВМ следующего поколения, нанопроводов, полевых транзисторов, выпрямителей, дисплеев, акустических систем.

^ V. Нанооптика. Создание нанолазеров, синтез многоострийных систем с нанолазерами.

VI. Нанокатализ. Разработка катализаторов с наноструктурами для классов

реакций селективного катализа.

VII. Наномедицина. Проектирование наноинструментария для уничтожения

вирусов, локального .ремонта. органов, высокоточной доставки доз лекарств в определенные места живого организма.

VIII. Нанотрибология. Определение связи наноструктуры материалов и сил трения и использование этих знаний для изготовления перспективных пар трения.

IX. Управляемые ядерные реакции. Наноускорители частиц, не статистические ядерные реакции.




Скачать 54,54 Kb.
оставить комментарий
Дата19.03.2012
Размер54,54 Kb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх