Название курса: Инструменты нанотехнологий
Номер курса в каталоге: 7
Цель курса: ознакомление с основами важнейших методов анализа наноматериалов и манипулирования ими
Аудитория: школьники 7 - 11 классов
Краткая пояснительная записка: Получить наноматериал, нанообъект - это только половина дела, иногда даже не самая главная. Вторая половина - изучить то, что было получено. Это важно для того, чтобы доказать себе и другим, что имеешь дело именно с наноматериалом, причем именно тем, который хотел получить. Без детального исследования и подтверждений относительно полученных экспериментально продуктов нанотехнологий не опубликуешь хорошую статью в высокорейтинговом журнале. Вообще говоря, для того, чтобы сделать продукты нанотехнологий коммерчески доступными и привлекательными, чтобы исключить их негативное влияния на природу и человека, их необходимо сертифицировать, то есть исследовать по определенным, узаконенным (стандартным) методикам на сложном оборудовании. А если при исследовании удалось открыть что-то новое, то это, скорее всего, приведет к новым идеям по синтезу новых веществ и материалов, то есть к новому циклу исследований важнейших взаимоотношений в цепочке "состав - структура - свойства", которая всегда является определяющей при разработке новых функциональных, конструкционных, биологически активных материалов. Разработка современного оборудования, используемого при анализе наноматериалов, явилась своеобразным ускорителем (катализатором) в создании наноматериалов. Можно даже сказать, что создание новых приборов и визуализация наномира дала толчок развитию нанотехнологий вообще. В любом случае, следует знать и понимать основные методы исследований, которые существуют в области нанотехнологий.
Основные лекции:
- Лекция 1. Сканирующая зондовая микроскопия, туннельная микроскопия, атомно - силовая микроскопия. Ознакомление с принципами функционирования и методиками измерений с использованием СЗТ, СТМ и АСМ. Обсуждение эффективности применения различных режимов работы приборов для анализа тех или иных наноматериалов и нанообъектов.
- Лекция 2. Кантилевер. Устройство кантилевера. Обсуждение способов производства кантилеверов и их направленной модификации под заданные цели исследования.
- Лекция 3. Устройства нанопозиционирования. Принципы работы устройств нанопозиционирования. Обсуждение физических явлений, используемых при (для) создания устройств нанопозиционирования.
- Лекция 4. Нановесы. Устройства определения массы одиночных молекул. Обсуждение физических принципов "взвешивания" молекул и основных инженерных решений для таких устройств.
- Лекция 5. Наноиндентер. Устройство наноиндентера. Обсуждение вопросов анализа микротвердости и функциональных параметров материала, определяемых при наноиндентировании.
- Лекция 6. Нанопинцет. Устройство нанопинцета (наноманипулятора). Обсуждение принципов создания устройств для контролируемого перемещения отдельных нанообъектов.
- Лекция 7. Оптический пинцет. Устройство оптического пинцета, обсуждение картины физических процессов, лежащих в основе функционирования оптического пинцета.
- Лекция 8. Нанотермометр. Пример устройства нанотермометра. Обсуждение вопроса о возможности и целесообразности измерения температур с помощью нанотермометров.
- Лекция 9. Электронная микроскопия. Устройство электронного микроскопа. Обсуждение основных принципов, лежащих в основе растровой и просвечивающей электронной микроскопии.
- Лекция 10. Синхротронное излучение. Устройство (принципиальная схема работы) синхротрона. Обсуждение группы методов, использующих для анализа наноматериалов синхротронное излучение.
- Лекция 11. Ядерный магнитный резонанс. Принципы ЯМР. Обсуждение возможностей использования ЯМР - спектроскопии и ее модификаций для анализа наноматериалов.
Аллегория работы кантилеверов сканирующего зондового микроскопа.
Дополнительный материал:
- Введение в методы анализа
- Основы рентгеновской дифракции в материаловедении
- Основы электронной микроскопии
- Основы магнитных методов анализа
- Основы сканирующей зондовой микроскопии
- Измерение площади поверхности
- Импеданс - спектроскопия
- Мессбауэровская спектроскопия
- Примеры синтеза наноматериалов
- Термический анализ
- ИК - спектроскопия
- Современные методы анализа: электронная микроскопия и рентгенофазовый анализ
- Современные методы анализа: спектроскопия
- СЗМ
- Дифракция в кристаллах
- Измерение длины
- Ядерная гамма-резонансная спектроскопия
- СКВИД - магнетометр
- Туннельный микроскоп
- Методы исследования и диагностика наносистем
- Как работает оптический пинцет
- Сенсоры
- Существует ли цвет в наномире
- Нанобиоаналитические системы
Вопросы и викторины для самоконтроля:
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.
 |
|
