Название курса: Поверхность
Номер курса в каталоге: 4
Цель курса: дать понятие об особых свойствах поверхности, границ раздела и их вкладе в особые характеристики наноматериалов
Аудитория: школьники 7 - 11 класса
Краткая пояснительная записка: Поверхность, граница раздела фаз (веществ) - будь то пара "пленка - подложка" в микроэлектронике, поверхность катализатора (вещества, ускоряющего прямую и обратную реакцию), поверхность мыльного пузыря ("водяная пленка"), совокупная поверхность наночастиц в растворе, в паре, в другом твердом теле, поры высокопористых мембран, сорбентов, фильтров - практически всегда явлется основной сценой, где разыгрывается главный сценарий химических, электрохимических, фотохимических, биохимических превращений в наномире, где реализуется обмен магнитной, электрической энергией, туннелирование и пр. Это и понятно! Кроме наличия на поверхности атомов с ненасыщенным координационным окружением (для химиков это "оборванные химические связи"), частичного избыточного положительного или отрицательного заряда, "прилипших" молекул из "соседней" среды, в которой находится нанообъект, поверхность является естественным транспортным путем при переходе атомов от одной частицы к другой, при диффузии, при обмене энергии. Именно в наномире почти все объекты характеризуются повышенной площадью поверхности, потому что все такие объекты маленькие и у них существенно возрастает соотношение атомов на поверхности к количеству атомов "в объеме" (так, для "шариков" диаметром 5 нм это 50%, а для таких же шариков, но диаметром 1 мм, на поверхности присутствует менее 1% атомов, все остальное - объем или "тело" шариков). Таким образом, физико - химия поверхности - естественный и очень важный раздел для обязательного изучения для тех, кто хочет заниматься нанотехнологиями.
Основные лекции:
- Лекция 1. Коллоидные частицы. Понятие коллоидных растворов. Обсуждение особенностей взаимодействия наночастиц со средой, в которой они находятся.
- Лекция 2. Амфифильные соединения и поверхностно - активные вещества. Понятие ПАВ. Обсуждение структуры и строения ПАВ и их использования в науке, технике и быту.
- Лекция 3. Пленки Лэнгмюра - Блоджетт. Метод Лэнгмюра - Блоджетт получения пленок и покрытий. Описание способов молекулярной сборки и получения мономолекулярных слоев.
- Лекция 4. Мицеллы. Формирование мицелл и их строение. Использование мицелл как микро- и нанореакторов.
- Лекция 5. Жидкие кристаллы. Понятие жидкого кристалла. Обсуждение современных классификаций жидких кристаллов и их использования в синтезе наноматериалов, практического применения в науке и технике.
- Лекция 6. Мезопористые соединения. Формирование мезопористых соединений. Обсуждение способов получения мезопористых материалов и их практической значимости.
- Лекция 7. Блоксополимеры. Блоксополимеры как важный класс материалов для нанотехнологий. Обсуждение строения и свойств блоксополимеров и их практического использования, в частности, при синтезе наноматериалов, для блоксополимерной литографии.
- Лекция 8. Нанотрибология. Взаимодействие поверхностей "на молекулярном уровне". Обсуждение атомно - молекулярной природы трения и способов его измерения при взаимодействии нанообъектов.
- Лекция 9. Теория оборванных связей и катализ. Особое состояние поверхности. Обсуждение причин повышенной химической, каталитической, агрегативной неустойчивости наноматериалов и особой роли поверхности в их поведении.
Нефтяная пленка. Радуга. Лужа. Поверхность.
Дополнительный материал:
- "Квантовая механика"
- "Фракталы"
- "Взаимодействие атомов и молекул"
- "Поверхность кристалла"
- "История росинки"
- "Поверхностное натяжение"
- "Лэнгмюровские пленки"
- "Жидкие кристаллы"
- Пористые материалы и нанокомпозиты
- Пористые материалы
- Классификация и свойства дисперсных систем
- Нанотехнология и "мягкая материя"
- "Умные" полимеры
- Микро- и нанофлюидика
- Нанокатализ
- Трение под микроскопом
Вопросы и викторины для самоконтроля:
- Комплексная викторина по нанохимии
- Теоретическая викторина для старших школьников
- Теоретическая нановикторина для школьников
Литература и ссылки:
Другие миникурсы в кластере "Миникурсы":
- 1.Введение в нанотехнологии
- 2.Объекты наномира
- 3.Углеродные наноматериалы
- 4.Поверхность
- 5.Получение наноматериалов
- 6.Самоорганизация и материалы
- 7.Инструменты нанотехнологий
- 8.Нанотехнологии здоровья
- 9.Физика наноустройств, информационные технологии и альтернативная энергетика
- 10.Перспективы развития нанотехнологий
Взаимодействие с кураторами - в ЗНТШ.
НИКАКИЕ из приводимых здесь материалов не могут быть использованы в коммерческих целях или свободно распространяться (копироваться) без разрешения авторов приводимых материалов, а также воспроизводиться и транслироваться в любой форме без разрешения. Материалы могут быть использованы с обязательной ссылкой на авторов, правообладателей (информация о контактах авторов - по запросу через сайт support@nanometer.ru) только в образовательных целях.
 |
|
