- •2. Нанотехнология дамуының қысқаша тарихын сипаттаңыз.
- •3. Нанотехнологияның Қазақстан республикасындағы даму мүмкіндіктерін атап көрсетіңіз
- •4. Наноматериалдарды тұрмыста қолдану
- •5. Нанокристалдар дегеніміз не?
- •6. Нанокатализаторлар туралы не білесіз?
- •9. Нано әлемде қандай ерекшеліктер бар?
- •10. Нанообъекті және наножүйелерге мысалдар
- •11. Наноұнтақтардың жіктелуі және алу әдістері
- •12.Фуллерендердің құрылымы және физикалық қасиеттерін көрсетіңіз
- •14. Көміртекті материалдардың жіктелу диаграммасы.
- •15." Фуллерен" терминінің қалыптасуын түсіндірініз.
- •16.Көміртекті нанотүтікшелер құрылысы және түрлерін атаңыз.
- •17. Металдық нанокластерлер.
- •18. Көміртекті нанобөлшектердің негізгі морфологиялық түрлері?
- •19. Кванттық шұңқырлар,сымдар және нүтелер.
- •20. Нанобөлшектердің талшық тәрізді формасының морфологиясы
- •21. Электрондық микроскоп әдістерін түсіндіріңіз.
- •22. Сканерлеуші туннельді микроскоп (стм)
- •23. Атомдық күштік микроскопия қалай жүзеге асырылады?
- •24. Кеуекті материалдардың меншікті беттік ауданы қалай анықталады.
- •25. Наноқосылыстарды алудың қандай тәсілдерін білесіңдер.
- •26. Нанотүтікшелерді алудың қандай әдісін білесіз?
- •27. Нанобөлшектерді жалында алу қалай жүзеге асады?
- •28. Нанобөлшектердің жинақталуын түсіндіріңіз.
- •29. Нанотехнологияны медицинада қолдану мысалдарын атаңыз
- •31. Темір нанобөлшектерін қалай алуға болады?
- •38. Нанообьектілер алу процесі «төменнен-жоғары» және «жоғарыдан-төмен» сипаттамасы
- •39. Нанообъектілердің механоактивациясы және механосинтезі туралы не білесіз?
- •41. Наноматериалдарды алудың физикалық, механохимиялық және химиялық әдістерін атаңыз
- •42.Наноматериалдарды алудың электр доғалық әдісі дегеніміз не?
- •43. Наноматериалдарды алудың лазерлі абляция әдісін көрсетіңіз
- •44. Наноматериялдарды алдың пиролиздік әдісі
- •45. Наноматериалдарды алудың золь – гель әдісі .
- •46. Наноматериалдарды алудың каталитикалық синтезін сипаттаңыз
- •47. Наноматериалдарды алудың гидротермальді әдісі
- •48. Нанобөлшектердің электрлік қасиеттері туралы не білесіз
- •49. Нанобөлшектердің магнитті қасиеттерін атап көрсетіңіз.
- •50. Наноматериалдарды функционализациялау қалай жүзеге асады.
- •51.Нанотехнологияны биотехнолгияда, химияда қолдану қалай жүзеге асырылады.
- •52. Нанотехнологияны оптика, электроника, құрылыста пайдалану мүмкіндіктерін қарастыр.
- •53. Наноматериалдарды пайдаланып композитті материалдар қалай алуға болады
- •53. Наноматериалдарды пайдаланып композитті материалдары қалай алуға болады?
- •55. Cvd әдісімен нанобөлшектерді алу
- •58. Нанонысандарды зерттеуде инфра қызыл спектроскопия әдісін қалай қолданамыз?
- •60.Рентген дифракционды әдіс қалай қолданылады.
27. Нанобөлшектерді жалында алу қалай жүзеге асады?
Нанобөлшектердің жалында түзілу процесі күйе түзілумен бірге жүретін күрделі тізбекті реакциялардың нәтижесі болып табылады. Сондықтан күйе мен наноматериал түзілу механизмдерін қатар зерттеу негізгі мәселе болып тұр. Көптеген зерттеулерге қарамастан жану процесінде наноматериалдар түзілу жылдамдығының эффективтілігін қамтамасыз ететін әлі күнге дейін шешілмеген мәселелер бар, олар: оптимальді отын түрін таңдау, жанғыш қоспа құрамы, жану режимі оптимизациясы және жандырғы конструкциясы.
Мысалы, өзіндік құны төмен фуллерендерді, белгілі бір қасиеттерге ие күйені алумен байланысты, сонымен бірге күйе бөлшектерінің атмосфераға тасталуын төмендету мәселелерін шешуде нақты басқарылып отыратын жануды қолдану белгілі дәhрежеде қамтамасыз етеді. Және де жану процесін басқару әдістерінің бірі жалынға сыртқы электр өрісін енгізу әдісі болып табылады.
Фуллерендер көміртек атомының саны n=30-120 болатын қуыс сфералы кластерлер. Фуллерен атомдарының арасындағы ішкі байланыс сыртқы байланыстан көп, сондықтан фуллерендер тығыздығы 1,65г/см3 болатын өзінің ішкі құрылымын сақтай отырып (фуллерит) конденсация кезінде қатты дене түзеді.
Т>500 К температурадан бастап оттегімен әрекеттесу интенсивті тотығуға әкеліп, СО және СО2 түзеді, осы ашық ауада нанообөлшектің қыздырылуын бөлме температурасынан жоғарылауына мүмкіндік бермейді. 0,5-5эв және жоғары фотонмен сәулеленуде С60 тотығуы әлсіз формада өтуі мүмкін, сондықтан С60 қараңғы жерде сақтау керек.
Жалынды жандыру үшін оптимальді жағдай жоғары вольтты трансформатор көмегімен жасалатын ұшқын доға болып табылады. Трансформатордың бір жағы электрод ретінде қолданылып, ал басқа жағы реактор массасына жалғанады. Жану реакторында қысымда тұрақтандырған соң, ұшқын жағылып, отын берілді. Жалынның тұрақты таралу процесіне әсер ететін негізгі фактор жандырғыдан жанғыш қоспаның шығу жылдамдығы болып табылады.
Электр өрісін енгізгенде және оның шамасын өзгерткен кезде жалынның геометриялық түрлерінің өзгеруі жүрді. Жалынның формасы мен биіктігінің өзгеруі берілген кернеу полярлығынан және шамасынан, және де электрод аралық арақашықтықтан тәуелді болды.
Электр өрісінің әсерінен оң иондар және олармен әкетілетін нейтрал бөлшектер жалын фронтынан жалынның алдыңғы аймағына шығарылып, содан кейін теріс электродқа – матрицаға әкетілді, осы жалынның өшуіне әкеледі деп болжанады. Жоғарғы электрод теріс полярлық мәнде болғанда, жалын өшпейді. Және ол нанобөлшектер немесе наноматериалдың жану процестерін ұйымдастыруда оң иондардың артықшылығын растайды.
28. Нанобөлшектердің жинақталуын түсіндіріңіз.
Фуллерендердің ашылуы келесі жайтты түсіндірумен байланысты: графиттің абляциясының кейбір шарттарында масс-спектр алынып, онда С60-қа сәйкес шыңның биіктігі басқа кластерлерге сәйкес шыңдардан 40 есе үлкен болды. Бұл жайлы түсіндіру үшін формасы қима икосаэдр болатын С60 тұрақты кластерінің болатындығы ұсынылады, онда барлық атомдар сфералы бетте 12 дұрыс бесбұрыш пен 20 алтыбұрыштың төбелерінде орналасады. Құрылымы мұндай кластер фуллерен деп аталады. Зерттеулер оншақты атомнан тұратын және фуллеренмен бірге басқа кластерлердің де бесбұрыштар мен алтыбұрыштар төбелерінде атомдар орналасатын ұқсас құрылымдар түзетіндігін көрсетті. Фуллерендер түзілуінің моделінің дұрыстығының басты критерийлерінің бірі – басқа фуллерендерге қарағанда С60 фуллереннің кең таралуы. Маңызды жетістік Кречмер, Хафманның С60 фуллеренді көп мөлшерде доғалық разрядта графит стерженьдерін буландыру арқылы алу әдісін табу болды.
Фуллеренді графит фрагменттерінен жинау
Бастапқыда С60 жазық жапырақшалардың абляциясында графит қабатынан жиналады деп болжанды. Мұндай жинақтың қарапайым тәсілі – қос алтыбұрышты құрылымды С10 –тың 6 кластерін біріктіру. Тостаған тәрізді бұралып келген графит жапырақшаларының формасы С60 фуллереннің жартысы ұсынылды, олар сосын графиттің кішірек фрагменттерімен қосылып толық С60 фуллеренді түзеді. Осы әдемі модельге сәйкес С60 фуллеренді алудың оңтайлы шартарының болуы – осы шарттарды графиттің булануынан дәл осындай фрагменттердің түзілуі.
«Ұлу» моделі
Фуллерендердің түзілуін болжайтын келесі модель – «ұлу» моделі. Бұл модель бойынша фуллеренді алғанда плазмада өсетін көміректі кластер қисайған жапырақша аралық еркін байланыстар санын азайтуға тырысады. Қарастырылған модельде көміртекті кластердің өсуі ұлу қабыршағының өсуіне ұқсас.
Өсетін кластерлердің бір бөлігі фуллеренге тұйықталады, қалғандары күйенің «квазиспиральді» бөлшектеріне өседі. Бұл модель фуллерендердің түзілуін графиттің булануымен ғана байланыстырмайды. Сондай-ақ С300-ге дейінгі үлкен көміртекті кластерлердің иондануының екінші потенциалы мен термоиондық эмиссиясын зерттеулер олардың барлығы«квазиспиральді» бөлшектер емес, фуллерендер екенідігін көрсетті.
Кластерлерден жинау
Бұл бөлімде құрылымы «фуллерендер фрагменттерінің» құрылымымен сәйкес келетін әртүрлі кластерлерден фуллерендер жинақталған модельдер қарастырылады. Жоғарыда келтірілген модельдерге тиісті кемшіліктер «бесбұрыш ережесі» деп аталатын. Фуллерендердің түзілу моделінде жойылған. «Бесбұрыш ережесіне» сәйкес өсетін жапырақша жанған кезде бесбұрыштар алтыбұрыштармен бөлінеді де, соңында С60 фуллереннің түзілуіне алып келеді. С60-дан үлкен кластерлердің басым саны тек атомдардың жұп санынан құралған, сондықтан бесбұрыш ережесі С60-тің өсуі С2-нің кезекпен қосылуы нәтижесінде жүзеге асатыны туралы болжаммен толықтырылған. Жұмыста бесбұрыш ережесіне сай С2-ден С60 пен С70 өсу сызбанұсқалары келтірілген. Фуллерендердің үлкен фрагменттерден, атап айтқанда С60-тің үш С20-дан жинақталуының бернеше тәсілдері ұсынылған, сондай-ақ: С60-тің алты С10-нан; «сақиналардан жинақталу» моделі (3 – сурет) С10+С12+2С18+С2=С60, 2С10+2С20+С24=С84С10+С8+С20+С16+3С2=С70, тағы басқа ұқсас фрагменттерде жинақталу тәсілдері ұсынылған.
Фуллерен жолы
«Фуллерен жолы» деп аталған фуллерендердің түзілу моделі ұсынылды, оған сәйкес көміртекті кластерлер 30-40 атом болса фуллерен болып табылады және кластердердің ары қарай өсуі фуллереннің С2 микрокластерін қосу арқылы өсуі болып табылады.