1 Nanotechnologie Jakub Segiet GiG gr 2

2 Definicja nanotechnologiiNanometr- miliardowa część metra nm = 10-9 m Nanotechnologia- wszelkie działania prowadzone na poziomie atomowym i molekularnym. Nanomateriał- materiał którego co najmniej jeden wymiar zawiera się w przedziale nm.

3 Najważniejsze odkrycia1982- Gerd Binning i Heinrich Rohrer konstruują pierwszy STM (Skaningowy mikroskop tunelowy), umożliwiając uzyskanie obrazu pojedynczych atomów a także manipulowanie nimi 1985- odkrycie fulerenów przez Harolda Kroto i zespół badaczy Uniwersytetu Rice w Teksasie 1991- odkrycie nanorurek węglowych Żródło: Źródło: wikipedia.org

4 STM- definicja, zasada działaniaSkaningowy mikroskop tunelowy- rodzaj mikroskopu ze skanującą sondą (ang. Scanning Probe Microscope) w którym uzyskanie obrazu powierzchni jest możliwe dzięki wykorzystaniu zjawiska tunelowego. Zasada działania: nad próbką (która musi być przewodnikiem) umieszczona jest sonda (igła), którą można poruszać w sposób kontrolowany. Ramię trzymające igłę mocowane jest do aparatury poprzez skaner piezoelektryczny, który pod wpływem napięcia elektrycznego zmienia położenie igły, przesuwając ją nad próbką. Mikroskop dokonuje pomiaru zmian prądu tunelowego.

5 Źródło: http://korek. uci. agh. edu

6 Tryb pracy ze stałą wysokością igłyŹródło:

7 Tryb pracy ze stałym prądemŹródło:

8 Manipulowanie atomamiŹródło:

9 Mikroskop sił atomowychAFM- zasada działania- mikroskop wykorzystuje występowanie sił magnetycznych, elektrostatycznych i oddziaływań międzyatomowych pomiędzy atomami ostrza i badanej powierzchni, co umożliwia wykorzystanie pomiaru ruchów ostrza sunącego po powierzchni próbki do obrazowania tej powierzchni. Umożliwia obrazowanie powierzchni izolatorów, w przeciwieństwie do STM. Obserwacja ruchów dźwigni odbywa się najczęściej metodą optyczną.

10 Źródło: http://korek. uci. agh. edu

11 Nanostruktury Tworzywa sztuczne Kropki kwantowe Druty kwantoweNanorurki Fulereny Grafen i inne struktury dwuwymiarowe (borofen, grafan, silicen, siarczek molibdenu) Materiały kompozytowe wzmacniane nanocząstkami

12 Grafen Grafen to dwuwymiarowa struktura złożona z atomów węgla.Fantastyczny przewodnik ciepła i elektryczności Mała rezystywność Wysoka wytrzymałość na rozciąganie Zastosowanie: Może zastąpić krzem Zastosowanie w filtrach Czujniki Baterie słoneczne

13 Nanorurki Nanorurki to struktury mające postać pustych w środku walców. Najlepiej poznane są nanorurki węglowe, zbudowane ze zwiniętego grafenu. Znane są nanorurki jedno i wielościenne. Właściwości: Bardzo duża wytrzymałość na rozciąganie W nanorurkach wielowarstwowych praktycznie zerowe tarcie podczas obracania warstw względem siebie Dobry przewodnik Znakomicie przewodzą ciepło wzdłuż, natomiast źle w poprzek

14 Metody otrzymywania materiałów nanometrycznychMetody top- down Procesy mechaniczne Metody nanolitograficzne: elektronolitografia, fotolitografia, rentgenolitografia Metody bottom- up Metody chemicznej syntezy nanomateriałów Metody samoorganizacji, wymuszonej i niewymuszonej

15 Zastosowanie nanotechnologii w medycynieZastosowanie nanocząstek srebra, złota, tlenku cynku (II) i dwutlenku cyny w celach bakteriobójczych, a także przy produkcji protez Zastosowanie w nanodiagnostyce znaczników pozwalających wykryć komórki rakowe Wykorzystanie nanostruktur jako nośników leku po organizmie.

16 Pozostałe zastosowania nanotechnologiiNośniki katalizatorów w przemyśle chemicznym Fotoogniwa Filtry Elektronika Materiały elektrodowe w bateriach litowych Udział w materiałach, tworzywach sztucznych, sensorach

17 Przyszłość Komputery kwantowe- mogą działać wielotorowo, wykonując szereg zadań jednocześnie Maszyna do robienia dowolnej rzeczy

18 Dziękuję za uwagę