Современная нанохимия - Реферат

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное Государственное образовательное учреждение высшего образования РЕФЕРАТ по дисциплине «История химии и химической технологии» на тему «Нанохимия»В истории развития человечества можно выделить несколько важных исторических этапов, связанных с освоением новых материалов и технологий. Это связано с уникальными свойствами материалов в наноструктурном состоянии, близкими к фундаментальным ограничениям, возможностью создания «интеллектуальных» материалов с заранее заданными программируемыми свойствами, разработкой новых технологий обработки материалов и модификации их поверхности, с общей тенденцией к миниатюризации изделий, созданием принципиально новых объектов, устройств и даже новых отраслей производства.«Отцом» нанотехнологии можно считать древнегреческого философа Демокрита, который примерно в 400 г. до н.э. впервые использовал слово «атом» для описания самой малой частицы вещества [1]. Критикуя воззрение Аристотеля о материи, состоящей из четырех первооснов (земли, огня, воды и воздуха), автор предположил, что все материальные объекты состоят из сверхмалых корпускул, которые достаточно устойчивы и в разных сочетаниях образуют различные вещества и предметы. Фейнман в знаменитой лекции в Калифорнийском технологическом институте, известной под названием «Там, внизу, еще много места» («There’s Plenty of Room at the Bottom»), высказал идеи управления строением вещества на атомарном уровне: «Научившись регулировать и контролировать структуры на атомном уровне, мы получим материалы с совершенно неожиданными свойствами и обнаружим совершенно необычные эффекты. Фейнманом, казавшиеся фантастическими (о гравировании линий шириной в несколько атомов посредством электронного пучка, о манипулировании отдельными атомами для создания новых малых структур, о создании электрических цепей нанометровых масштабов, о применении наноструктур в биологических системах), сегодня уже реализованы. Рорер, сотрудники компании IBM (International Business Machines Corporation), создали сканирующий туннельный микроскоп (Нобелевская премия 1986 г.) - первый прибор, позволяющий не только получать трехмерное изображение структуры из электропроводного материала с разрешением порядка размеров отдельных атомов, но и осуществлять воздействие на вещество на атомарном уровне, т.е. манипулировать атомами, а, следовательно, непосредственно собирать из них любое вещество.Нанохимия среди них занимает одно из ведущих мест, так как открывает практически неограниченные возможности для разработки, получения и исследования, новых наноматериалов с заданными свойствами, нередко превосходящими по качеству природные материалы [15]. Нанохимия - это наука, которая занимается изучением свойств различных наноструктур, а также разработкой новых способов их получения, изучения и модификации. Объектами исследования нанохимии являются тела с такой массой, что их эквивалентный размер остается в пределах наноинтервала (0,1 - 100 нм). Наноразмерные объекты занимают промежуточное положение между объемными материалами с одной стороны, и атомами и молекулами с другой. Присутствие таких объектов в материалах придает им новые химические и физические свойства.Атомы инертных газов с полностью заполненными электронными оболочками слабо взаимодействуют между собой посредством сил Ван-дер-Ваальса. При описании таких частиц применяется модель твердых шаров [13]. В металлических кластерах из нескольких атомов может быть реализован как ковалентный, так и металлический тип связи. Наночастицы металлов обладают большой реакционной способностью и часто используются в качестве катализаторов. Наночастицы металлов обычно принимают правильную форму - октаэдра, икосаэдра, тетрадекаэдра.Прикладная Теоретическая нанохимия разрабатывает методы расчета поведения нанотел, учитывая такие параметры состояния частиц, как пространственные координаты и скорости, масса, характеристики состава, формы и структуры каждой наночастицы. В рамках первого разрабатываются и используются сверхчувствительные спектральные методы, дающие возможность судить о структуре молекул, включающих десятки и сотни атомов. В рамках второго направления исследуются явления при локальных (местных) электрических, магнитных или механических воздействиях на нанотела, реализуемых с помощью нанозондов и специальных манипуляторов. В рамках третьего направления определяются макрокинетические характеристики коллективов нанотел и функций распределения нанотел по параметрам состояния.В газовой фазе наиболее часто проводят следующие процессы: испарение - конденсация (испарение в электрической дуге и в плазме); осаждение; топохимические реакции (восстановления, окисления, разложение частиц твердой фазы). Этот способ позволяет получать частицы размером от двух до нескольких сотен нанометров. Так в процессе конденсации паров алюминия в среде водорода, гелия и аргона при различных давлениях газов получают частицы размером 20 - 100 нм [4].

Содержание

Введение

1. История становления нанонауки

2. Основные понятия нанонауки

3. Особенности строения и поведения некоторых наночастиц

4. Виды прикладного использования нанохимии

5. Методы получения наночастиц

Заключение

Список использованных источников