Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств

Нажмите для полного просмотра!

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №2

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №3

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №4

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №5

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №6

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №7

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №8

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №9

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №10

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №11

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №12

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №13

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №14

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №15

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №16

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №17

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №18

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №19

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №20

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №21

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №22

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №23

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №24

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №25

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №26

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №27

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №28

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №29

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств, слайд №30

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств. Доклад-сообщение содержит 30 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Наноматериалы. Свойства наноматериалов. Особенности свойств.

Слайд 2

Описание слайда:

Большая роль поверхностных эффектов Большая роль поверхностных эффектов Зависимость свойств от размера частиц Высокая реакционная способность Способность к взаимодействию с живыми системами

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Сочетание в нанокристаллических материалах высокой твердости с пластичностью обычно объясняют затруднениями в активации источников дислокации из-за малых размеров кристаллитов, с одной стороны, и наличием зернограничной диффузионной ползучести, с другой стороны.

Слайд 7

Описание слайда:

Наноматериалы отличаются исключительно высокой диффузионной подвижностью атомов, на 5-6 порядков превосходящей таковую в поликристаллических материалах. Дискуссионный вопрос о микроструктуре нанокристаллов, т.е. о строении границ раздела и их атомной плотности, о влиянии нанопор и других свободных объемов на свойства нанокристаллов.

Слайд 8

Описание слайда:

Обычно, когда речь идет о неравновесном метастабильном состоянии, предполагается, что в соответствие ему можно поставить некоторое реально существующее равновесное состояние - например, метастабильному стеклообразному (аморфному) состоянию соответствует равновесное жидкое состояние (расплав).

Слайд 9

Описание слайда:

Особенность нанокристаллического состояния: отсутствие соответствующего ему по структуре и развитости границ равновесного состояния по сравнению c другими известными неравновесными метастабильными состояниями вещества

Слайд 10

Описание слайда:

Нанокристаллические материалы представляют собой особое состояние конденсированного вещества - макроскопические ансамбли ультрамалых частиц с размерами до нескольких нанометров. Необычные свойства этих материалов обусловлены как особенностями отдельных частиц (кристаллитов), так и их коллективным поведением, зависящим от характера взаимодействия между наночастицами.

Слайд 11

Описание слайда:

Главный вопрос при изучении нанокристаллического состояния: существует ли резкая, отчетливая граница между состоянием массивного вещества и нанокристаллическим состоянием, есть ли некоторый критический размер зерна или частицы, ниже которого проявляются свойства, характерные для нанокристалла, а выше - для массивного (объемного) вещества? Является ли с точки зрения термодинамики переход от массивного вещества к нанокристаллическому фазовым переходом первого рода?

Слайд 12

Описание слайда:

На первый взгляд переход к нанокристаллическому состоянию не является фазовым переходом, так как размерные эффекты на всех свойствах проявляются постепенно и постепенно нарастают по мере уменьшения размера изолированных наночастиц или размера зерен в компактных наноматериалах. Однако все без исключения экспериментальные исследования выполнены на материалах со значительной дисперсией размеров частиц или зерен и вполне естественно предположить, что дисперсия размеров размывает фазовый переход, если таковой имеется.

Слайд 13

Описание слайда:

Доказательным мог бы быть эксперимент по выявлению размерного эффекта, проведенный на серии материалов одинакового химического, но разного гранулометрического состава, причем каждый из этих материалов должен состоять из частиц или зерен только одного размера. Лишь в таком эксперименте можно полностью исключить влияние дисперсии размера частиц и определить, является ли размерная зависимость того или иного свойства непрерывной и гладкой или же она имеет скачки, изломы и другие особенности. Пока такой эксперимент не реализован.

Слайд 14

Описание слайда:

Гораздо более важным является то, что в поведении нанометрических объектов кроме размерных эффектов начинают проявляться и квантово-механические.

Слайд 15

Описание слайда:

Например, в малых частицах электроны не могут больше находиться в непрерывных энергетических зонах (как это имеет место в обычных твердых телах), а вынуждены занимать лишь немногочисленные узкие энергетические уровни, структура которых определяется размерами частицы. Такое ограничение резко меняет сам механизм электропроводности рассматриваемого материала, поскольку она становится квантованной величиной, т.е. начинает зависеть от заселенности уровней, которая сама меняется дискретно. Затем при самом небольшом изменении размеров начинается коллективное движение электронов по так называемой баллистической моде со скоростью, значительно превышающей термически равновесную. Это движение происходит почти без рассеяния и характеризуется очень низкими омическими потерями и высоким потенциалом, в результате чего в устройствах достигаются очень высокие плотности тока и скорости переключения.

Слайд 16

Описание слайда:

Поскольку именно электронные уровни энергии определяют оптические свойства вещества, изменение размера микрочастиц дает возможность регулировать поглощение и испускание света, т.е. изменять, например, флюоресценцию полупроводниковых квантовых точек в широком диапазоне длин волн: от видимого спектра до ближнего инфракрасного.

Слайд 17

Описание слайда:

Существование коллективных возбужденных состояний поверхностных электронов (поверхностных плазмонов) также обеспечивает особые свойства НМ.

Слайд 18

Описание слайда:

Свойства НМ определяются их структурой:

Слайд 19

Описание слайда:

Свойства НМ, определяются их структурой:

Слайд 20

Описание слайда:

Основные типы структур неполимерных наноматериалов. Классификация. По химическому составу и распределению фаз можно выделить три типа структуры: - однофазные, - статистические многофазные с идентичными и неидентичными поверхностями раздела, - матричные многофазные. По форме выделяют три типа структуры: - пластинчатая, - столбчатая, - содержащая равноосные включения.

Слайд 21

Описание слайда:

Эта классификация учитывает возможность сегрегации на межкристаллитных границах (идентичные и неидентичные поверхности раздела). Однако реальное разнообразие структурных типов может быть и более широким за счет смешанных вариантов, наличия пористости, трубчатых и луковичных структур, полимерных составляющих и т.д.

Слайд 22

Описание слайда:

Наиболее распространенными являются одно- и многофазные матричные и статистические объекты, столбчатые и многослойные структуры; последние характерны в большинстве случаев для пленок.

Слайд 23

Описание слайда:

В целом для структуры наноматериалов характерно обилие поверхностей раздела (межзеренных границ и тройных стыков - линий встречи трех зерен).

Слайд 24

Описание слайда:

Показано, что если твердое тело состоит из кристаллитов размером несколько нанометров (< 10 нм), то доля поверхностей раздела или доля областей с разупорядоченной структурой весьма велика (до 50%).

Слайд 25

Описание слайда:

Рост этой доли с уменьшением размера зерен - один из факторов, определяющих неравновесное состояние наноматериалов за счет увеличения избыточной свободной поверхностной энергии. Также значения межфазной и граничной поверхностной энергии наноматериалов могут отличаться от таковых для обычных крупнокристаллических материалов. Надежные опытные данные об энергетических характеристиках поверхностей раздела в наноматериалах практически отсутствуют.

Слайд 26

Описание слайда:

Появление необычных, уникальных свойств наноструктурированных материалов обусловлено: с каждым свойством вещества связана характеристическая или критическая длина. междисциплинарный характер - нанотехнологиями занимается множество разных отраслей знаний, что несколько осложняет понимание и использование исследователями в одном из разделов нанонауки результатов, полученных в другом разделе.

Слайд 27

Описание слайда:

Пример: электросопротивление вещества возникает в результате рассеяния электронов проводи-мости на колеблющихся атомах или примесях. Оно характеризуется длиной свободного пробега, то есть средним расстоянием, пролетаемым электроном между двумя отклонениями от прямолинейной траектории. Основные физические и химические свойства меняются, когда размеры твердых тел становятся сравнимыми с характеристическими длинами, большинство из которых лежит в нанометровом диапазоне.

Слайд 28

Описание слайда:

Один из наиболее важных примеров такого поведения демонстрируют частицы полупроводника с размерами порядка квантовой длины волны электрона или дырки в зоне проводимости. Это основа квантовых точек, одной из весьма развитых нанотехнологии, лежащей в основе лазеров на квантовых точках, использующихся сейчас для чтения компакт-дисков (CD).

Слайд 29

Описание слайда:

Если размеры трехмерной наноструктуры имеют порядок нанометра только в одном измерении, такая структура называется квантовым колодцем. Его электронная структура сильно отличается от таковой у образцов, имеющих нанометровые размеры по двум измерениям и называющихся нанопроволоками. Квантовые точки имеют нанометровые размеры по всем трем измерениям. Зависимость электронных свойств от размера приводит к существенным изменениям оптических характеристик нанообразцов.