Нанотехнология және наножүйелердегі негізгі түсініктерді атаңыз
-сурет.Доғалы буландыру кезінде катодта түзілген «нагар» сызбанұсқасы
жүктеу/скачать 2,92 Mb.
|
Нанотехнология негіздері (4)
- Бұл бет үшін навигация:
- 43. Наноматериалдарды алудың лазерлі абляция әдісін көрсетіңіз
- 44. Наноматериялдарды алдың пиролиздік әдісі
- 45. Наноматериалдарды алудың золь – гель әдісі .
- 46. Наноматериалдарды алудың каталитикалық синтезін сипаттаңыз
| 3-сурет.Доғалы буландыру кезінде катодта түзілген «нагар» сызбанұсқасы.
а – қатпарлы құрылымды пакет,б – материалдың нанотүтікшелерінен тұратын ұзартылған шоғыры бар пакет. Нагардың бұндай сұрпы балқытылған материалдың қатты сыртқы қабықша-сынан және жеке нанотүтікшелер мен нанобөлшектерден тұратын, аса жұмсақ талшықты орталықтан тұрады. 43. Наноматериалдарды алудың лазерлі абляция әдісін көрсетіңіз Лазерлі абляция - заттың аулақтауының әдісі беттен лазерлі импульспен. Лазердің төмен алымдылығында зат буланады немесе еркін молекула турінде сублимацияланады, атомдардың және иондардың, яғни сәулелену бетіне әлсіз плазма пайда болады, әдетте мұндай жағдайда қара қоңыр, жарқылдақ емес (осы режимді жиі лазерлі десорбция деп аталады). Лазерлі импульстың тығыздығы және мықтылығы кезінде абляции режимінің босағасын асыратын, ұшқыш қатты және сұйық болшектермен бірге жарықтанғыш плазмалар мен үлгі бетінде картер түзіле отыра микро – жарылыс болады. Лазерлі абляция режимін кейде лазерлі искра деп аталады. Лазерлі абляция аналитикалық химия және геохимияда қолданылады. Лазерлі абляция кезінде үлгінің беткі бөлігі плазма күйіне ауысады, содан соң анализделеді,мысалы эмиссионды немесе масс – спектрометриялы әдістермен. Анализді әдіске лайықты қатты сынама болып лазелі – шоқты эмиссионды спектрометрия және масс - спектрометрия болып табылады. соңғы уақытты ЛА-ИСП-МС әдісі тез дамиды. Осы айтылған әдістер аналитикалық атомды спектрометрия әдісне жатады. Лазерлі абляциянің басты ерекшеліктері болып: 1 лазерлі абляция заттың импульсінің лазерлік энергиясын жұтумен байланысты. 2. лазерлі абляцияның нәтижесі плазмалық бұлттың құралымы болып табылады; 3. лазерлі абляция конденсирленген және газдалған (немесе вакуумде) немесе сұйық фаза тараудың шекарасында болып жатады; 4. лазерлі абляция босағалық мінезіге ие. 44. Наноматериялдарды алдың пиролиздік әдісі Шиншу Университетінде қызмет атқаратын Мариноб Эндо және оның әріптестерінің Сассеканың ғалымдарымен бірге жасаған жұмыстары нәтижесі бензолды сутегі ортасында пиролиздеу арқылы көпқабатты нанотүтікщелер алуға болатыны анықталды.Олардың әдісі бойынша табақша ретінде орталық графит стержені орналастырылған керамикалық реактордың құбырына бензол мен сутегі буын енгізу арқылы жүргізілген. Температура 1000°С-ға дейін көтеріліп, осы жағдайда бір сағат бойы ұсталып тұрады. Содан кейін реактор бөлме температурасына дейін салқындатылып, аргонмен тазартылады. Тұндырылған материал табақшадан бөлініп алынған соң 10 минут шамасында 2500-3000°С кезінде «графитизирлейтін» жылулық әсерге түсірілді. 45. Наноматериалдарды алудың золь – гель әдісі . Золь – гель әдісі – наноматериалдарды алу әдістерінің бір түрі болып табылады. Бұл әдіс ең алдымен золь алып, кейін оның гельге ауысуына негізделген. Золь – гель әдісін қолдана отырып торлары ретті немесе ретсіз орналасқан кеуекті құрылымды заттарды, наножабындыларды, талшықты және монолитті құрылымдарды алуға болады. Процесс бірнеше сатыдан тұрады: 1 саты: Зольдің түзілуі - кремнийдің мономерлі қосылыстарының гидролизі және поликонденсациясы. 2 саты: гельдің пайда болуы Бұл сатыда гельдің кеңістікті торының түзілуі жүреді. Сонымен қатар бұл кезде ерітіндінің тұтқырлығының бірден жоғарылауы байқалады. Құрылатын сетка структурасы рН ортасына байланысты. Қышқылдық ортада гидролиз поликонденсацияға қарағанда тез жүреді. Сондықтан бастапқы сатыларда тізбектердің айтарлықтай мөлшері түзіледі, содан кейін тізбектердің тармақталуы мен олардың көлденең байланысуы болады. 3 саты – гельдің тозуы (синезерис) . Гельдің құрылымының тығыздалуы, тордың қысылуы және еріткіштің гельден бөлінуі. Бұл саты бірнеше күнге созылуы мүмкін. Бастапқыда кремний оксидінің жеке бөлшектері пайда болады. Содан соң үлкен кеуекті құрылымдардың түзілуімен олардың коалесценциясы жүреді. Бастапқыда материалдарда диаметрі үлкен болатын тесіктердің аз мөлшері түзіледі. Гельдің синерезис құбылысының өтуіне байланысты тесіктердің мқлшері артады, сонымен қатар бұл кезде олар жіңішкереді. 4 саты – кептіру. Гельдің торлық құрылымынан сұйықтың жойылуы. Егер еріткіштің жойылуы жоғары критикалық жағдайда өтсе, онда мұндай жағдайда аэрогель түзіледі. Ал егер кептіруді жоғары температурада жүргізетін болса, онда берік құрылым – ксерогель түзіледі(1- сурет). 1 – сурет. Гельді кептіру кезінде түзілетін құрылымдар. 5 саты. Гельдің термиялық тығыздалуына, кеуектіліктіктің төмендеуіне және қалған тесіктердің орташа өлшеміне негізделген. 6 саты – гельді шыныландыру. Тесіктердің саны мен өлшемі айтарлықтай төмендейді, ал бұйым қарапайым қатты шыны дененің қасиеттеріне ие болады. Золь – гель әдісінің сатылары: Сурет -2. Золь-гель әдісінің сатылары: 1 — зольдің түзілуі; 2 — гельдің пайда болуы; 3 — гельдің тозуы; 4 — кептіру; 5 — термиялық тығыздалу; 6 — шыныландыру. Бұл әдістің артықшылығы – осы жолмен алынған наноматериал жоғары температураға төзімді, тозуға тұрақты, берік және басқа да бірегей қасиеттерге ие болады. Сонымен қатар бұл материалдардың қолдану аясы кең. Әдістің кемшілігі – алынатын бөлшектердің монодисперсті болмауы, бірөлшемді және екіөлшемді наноқұрылымдарды алу мүмкіндігінің болмауы, кеңістікті – реттелген құрылымдарды синтездеу мүмкіндігінің болмауы. 46. Наноматериалдарды алудың каталитикалық синтезін сипаттаңыз Жоғары дисперсті және ультрадисперсті бөлшектердің ерекшеліктері олардың қасиеттері, олардың пайда болатын химиялық құрамына ғана емес бөлшектердің өлшемдеріне тәуелді.Бөлшектердің өлшемдеріне байланысты қасиетін өлшемді немесе масштабты эффект деп атайды.Эффектің пайда болуы бөлшектердің өлшемдері кішірейген сайын атом бетіндегі бөлігі көлемдегі бөлігіне қарағанда өседі.Беттік атомдарының өсуі беттік артық энергияның өсуімен байланысты,осыған байланысты бөлшектердің белсенділігі артады. жүктеу/скачать 2,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|