Дәріс Пәнге кіріспе: Химия, нанотехнология және наноғылым ұғымы, олардың өзара байланысы. Химия дегеніміз заттардың құрамын, қасиетін және құрылымын зерттейтін ғылым. Ал, нанохимия 00 нм-ден кіші заттардың құрамын
жүктеу/скачать 317,14 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Дәріс 4.
| 1.7-сурет. Нанобөлшектің беттік атомдары (1) мен ядросы (2) үшін
температураға тәуелділігі Мұндай қарапайым модель күрделі модельдер шеңберінде (тәжірибелік түрде байқалатын) тәжірибелік арқылы анықталатын және дәлелденетін наноматериал-дың балқу ерекшеліктерін түсінуге мүмкіндік береді. Температуралардың белгілі бір аралығында (Т1 және Т2) нанобөлшек материалы бір мезгілде сұйық және қатты күйде болатынын көруге болады (ядро балқымай тұрғанда бетте балқу басталады). Қарастырылған әсер нанобөлшектердің балқу температурасының өлшемге тәуелділік графигін береді (1.8-сурет). Бөлшектің өлшемі кішірейген сайын балқу температурасы алдымен баяу, сонан соң күрт төмендейді. Балқу температурасының мұндай өзгерісі беттік атомдар үлесінің бөлшектің өлшеміне тәуелділігімен жақсы сәйкеседі. Мұндай тәуелділік басқа металдарға да тән. 1.8-сурет. Алтын нанобөлшектерінің балқу температурасының олардың диаметріне тәуелділігі Осыған қарағанда амплитудасы үлкен тербелістер жасауға қабілетті беттік атомдар санының көбеюіне байланысты дәндердің өлшемі 5-15 нм-ге дейін кішірейгенде нанокристалды материалдардың жылу сыйымдылығының жоғарылауы байқалады. Дәріс 4. Өлшемдік әсерлердің наноматериалдардың қасиеттеріне әсері: заттың химиялық және оптикалық қасиеттері Химиялық қасиеттері Өлшемдері жеткілікті кіші жеке нанобөлшектердің химиялық қасиеттеріне бөлшектердің электрондық құрылымының ерекшеліктеріне байланысты кванттық-өлшемдік әсерлер ықпал етуі мүмкін. Мысалы, құрамында 10-30 атом бар кіші металл кластерлері үшін кластердегі атом санына байланысты кластерлердің газды ортамен реакция жылдамдығының монотонды емес тәуелділіктері алынған, бұл кластерлердің электрондық құрылымының олардың реакцияға түсу қабілетіне әсерін дәлелдейді. Ірі нанобөлшектер үшін реакцияға түсу қабілеті беттік атомдар санына тәуелді. Соның себебінен кейбір заттардың нанобөлшектері әдетте химиялық белсенді емес болғанымен, жоғары реакцияға түсу қабілетін көрсетеді. Мысалы, өлшемі 3-5 нм Au нанобөлшектері айтарлықтай катализдік белсенділік көрсетеді. Мұндай мәліметтер Рt бөлшектері үшін де алынған. Наноқұрылымдық материалдардың химиялық қасиеттері дәндердің өлшемдеріне де байланысты, себебі бұл параметр заттың реакцияға түсу қабілетіне және оның көлеміндегі диффузия үрдістеріне әсер етеді. Наноматериалдардың осы сипаттамаларына бағыттала әсер ету арқылы олардың коррозияға тұрақтылығын жоғарылатуға болады. Мысалы, диаметрі 30 нм нанобөлшектерден тұратын наноқұрылымды құйма Fe73B13S9 200-400 С-де тотығуға тұрақты. Бұл факт дәндердің шекараларында Si атомдарының бөлінуімен түсіндіріледі, олар үлгі бетіне диффузияланып, онда SiO2 қабыршағын түзеді, ол ары қарай тотығуға кедергі жасайды. Нанобөлшектерді көлемдік материалға енгізу арқылы оның молекулалық оттектен де белсенді атомарлы оттегінің әсеріне тұрақтылығын жоғарылатуға болады. Тәжірибе жүзінде материалдың беттік қабатына металл нанобөлшектерін енгізу оттек атомдарының материалдың ішіне енуіне кедергі келтіретін тосқауыл жасайды. жүктеу/скачать 317,14 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|