• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nanorurka



    Podstrony: 1 [2] [3] [4]
    Przeczytaj także...
    Reakcja redoks – każda reakcja chemiczna, w której dochodzi zarówno do redukcji, jak i utleniania. Termin redoks jest zbitką wyrazową słów redukcja i oksydacja.Diament – minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Nazwa pochodzi od stgr. ἀδάμας adamas (dopełniacz ἀδάμαντος adamantos, łac. diamentum) = "niepokonany, niezniszczalny" i nawiązuje do wyjątkowej twardości tego minerału. Jest najtwardszą znaną substancją z występujących w przyrodzie.
    Trójwymiarowe modele struktury jednowarstwowych nanorurek węglowych
    Animacja pokazująca trójwymiarową strukturę nanorurki

    Nanorurki – struktury nadcząsteczkowe, mające postać pustych w środku walców. Współcześnie najlepiej poznane są nanorurki węglowe, których ścianki zbudowane są ze zwiniętego grafenu (jednoatomowej warstwy grafitu). Istnieją jednak także niewęglowe nanorurki (m.in. utworzone z siarczku wolframu) oraz nanorurki utworzone z DNA.

    Kamizelka kuloodporna – specjalny ubiór wykonany w formie mniej lub bardziej przypominającej kamizelkę, mający chronić przed pociskami wystrzelonymi z ręcznej broni palnej krótko- i długolufowej, takiej jak rewolwer, pistolet, karabin i strzelba. Ubiory takie są używane przez służby policyjne i wojskowe, służby ochrony osobistej oraz osoby prywatne (w tych krajach, gdzie zezwala na to prawo), w sytuacji, gdy może być zagrożone ich zdrowie i życie.Komputer (z ang. computer od łac. computare – liczyć, sumować; dawne nazwy używane w Polsce: mózg elektronowy, elektroniczna maszyna cyfrowa, maszyna matematyczna) – maszyna elektroniczna przeznaczona do przetwarzania informacji, które da się zapisać w formie ciągu cyfr albo sygnału ciągłego.

    Nanorurki węglowe[ | edytuj kod]

    Najcieńsze nanorurki węglowe mają średnicę rzędu jednego nanometra, a ich długość może być miliony razy większa. Wykazują niezwykłą wytrzymałość na rozciąganie i unikalne własności elektryczne, oraz są znakomitymi przewodnikami ciepła. Te własności sprawiają, że są badane jako obiecujące materiały do zastosowań w nanotechnologii, elektronice, optyce i badaniach materiałowych.

    Linus Carl Pauling (ur. 28 lutego 1901 w Portland w stanie Oregon, zm. 19 sierpnia 1994 w Big Sur w stanie Kalifornia) – amerykański fizyk i chemik. Dwukrotny laureat Nagrody Nobla.Przewodność cieplna, współczynnik przewodnictwa ciepła oznaczany symbolem λ lub k określa zdolność substancji do przewodzenia ciepła. W tych samych warunkach więcej ciepła przepłynie przez substancję o większym współczynniku przewodności cieplnej.

    Z punktu widzenia chemii kwantowej, nanorurki węglowe zbudowane są wyłącznie z wiązań pomiędzy atomami o hybrydyzacji sp². Wiązania te są mocniejsze od wiązań pomiędzy atomami o hybrydyzacji sp³, tworzących diament, co pozwala nanorurkom uzyskiwać większą wytrzymałość. Nanorurki samoczynnie zlepiają się we włókna za pomocą oddziaływań Van der Waalsa. Pod dużym ciśnieniem można przekształcić część wiązań sp² w sp³, tworząc z nich niezwykle wytrzymałe materiały takie jak ADNR.

    Ciepło w fizyce – jeden z dwóch, obok pracy, sposobów przekazywania energii wewnętrznej układowi termodynamicznemu. Jest to przekazywanie energii chaotycznego ruchu cząstek (atomów, cząsteczek, jonów).Litografia (zob. lit) — technika graficzna zaliczana do druku płaskiego, gdzie rysunek przeznaczony do powielania wykonuje się na kamieniu litograficznym, także odbitki wykonane tą techniką.

    Typy nanorurek węglowych[ | edytuj kod]

  • Nanorurki jednościenne (SWNT, z ang. single-walled nanotubes) – zbudowane z jednej warstwy atomów, zwiniętej w rurkę o średnicy rzędu nanometra. W przeciwieństwie do nanorurek wielowarstwowych wykazują bardzo przydatne własności elektryczne, dzięki czemu są rozważane jako główny kandydat do tworzenia przyszłych układów elektronicznych. Można za ich pomocą konstruować zarówno przewody o minimalnym oporze, jak i bramki logiczne. Obecnie ich wytwarzanie jest jednak bardzo skomplikowane i drogie, i przyszłość ich zastosowań zależy głównie od opracowania efektywniejszych metod produkcji. Znane są też metody uzyskiwania takich nanorurek o długości rzędu centymetrów.
  • Nanorurki wielościenne (MWNT, z ang. multi-walled nanotubes) – zbudowane z wielu warstw atomów, ułożonych w odstępach podobnie jak w graficie. Ich własności zależą od liczby warstw. Nanorurki dwuwarstwowe (DWNT, z ang. double-walled nanotubes) są szczególnie interesujące ponieważ zachowują przydatne własności jednowarstwowych, a jednocześnie są od nich znacznie odporniejsze chemicznie. Jest to szczególnie istotne przy modyfikowaniu własności nanorurek przez zrywanie niektórych wiązań pomiędzy atomami węgla – w przypadku DWNT modyfikowana jest wtedy jedynie zewnętrzna warstwa.
  • Fuleryty – materiały uzyskiwane przez sprasowanie nanorurek w wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Część nanorurek łączy się wtedy ze sobą za pomocą wiązań sp³. Uzyskany w ten sposób materiał może przewyższać twardością diament, a jednocześnie nie ma struktury krystalicznej i dzięki temu nie jest kruchy.
  • Nanotorusy – nanorurki zwinięte w kształt torusa. Nanotorusy są badane ze względu na zaskakujące własności magnetyczne (ma 1000 razy większy moment magnetyczny na wybranym obszarze niż się spodziewano).
  • Właściwości[ | edytuj kod]

    Mechaniczne[ | edytuj kod]

    Nanorurki są jednymi z najwytrzymalszych i najsztywniejszych znanych materiałów. Wytrzymałość na rozciąganie nanorurek wielowarstwowych sięga 63 GPa. Dla porównania, hartowana stal osiąga wytrzymałość rzędu 1,2 GPa. W połączeniu z niewielką gęstością rzędu 1,3-1,4 g/cm³ daje to najlepszy rezultat spośród znanych ludzkości materiałów.

    Potencjometr (rezystor nastawny) – występujący w postaci pojedynczego elementu, regulowany dzielnik napięcia. Potencjometr posiada trzy wyprowadzenia, odpowiadające wyprowadzeniom dzielnika napięcia. Dwa z nich połączone są ścieżką o stałym oporze. Trzeci połączony jest ze ślizgaczem, którego położenie na ścieżce można regulować. Ścieżkę oporową wykonuje się z węgla, cermetu, tworzyw sztucznych lub zwojów drutu oporowego.Elektronika cyfrowa to dziedzina elektroniki zajmująca się układami cyfrowymi, sygnałami cyfrowymi i cyfrowym przetwarzaniem sygnałów.

    Nanorurki nie są natomiast wytrzymałe na zgniatanie. Z powodu elastyczności i pustej struktury łatwo wyginają się i odkształcają pod wpływem sił ściskających lub zginających.

    Kinetyczne[ | edytuj kod]

    W nanorurkach wielowarstwowych wewnętrzne warstwy mogą ślizgać się prawie bez tarcia wewnątrz zewnętrznych, tworząc idealne atomowe łożyska. Własności te wykorzystano do konstrukcji pierwszych prostych molekularnych mechanizmów: nanorotorów i nanopotencjometrów.

    Elektryczne[ | edytuj kod]

    W zależności od ułożenia linii wiązań wzdłuż albo w poprzek nanorurki, nanorurki mogą być dobrymi przewodnikami lub półprzewodnikami. W teorii nanorurki mogą przewodzić prąd o 1000-krotnie większym natężeniu niż przewody metalowe o analogicznej masie. Dzięki zastosowaniu nanorurek w 2001 udało się stworzyć tranzystor, który do zmiany stanu (włączony/wyłączony) potrzebuje tylko jednego elektronu. Naukowcy przewidują, że zastosowanie nanotechnologii w elektronice cyfrowej pozwoli na konstruowanie coraz szybszych i coraz mniejszych komputerów i układów scalonych.

    Nanotechnologia – ogólna nazwa całego zestawu technik i sposobów tworzenia rozmaitych struktur o rozmiarach nanometrycznych, czyli na poziomie pojedynczych atomów i cząsteczek. Rozmiary nanometryczne nie są jednoznacznie zdefiniowane. Powszechnie znany przedział 1,5 - 100 nm nie znajduje potwierdzenia praktycznego. Obecnie uważa się iż granice rozmiarów nanometrycznych leżą tam, gdzie rozmiar struktury koreluje z właściwościami fizycznymi materiału.Fuleryty - ciała stałe utworzone z fulerenów i ich pochodnych. Czasem pod tym terminem rozumie się pojedynczy fuleren C60 (przez analogię do grafitu) - odmianę alotropową węgla.

    Termiczne[ | edytuj kod]

    Wszystkie nanorurki znakomicie przewodzą ciepło wzdłuż swojej struktury (dzięki przewodnictwu balistycznemu), natomiast bardzo słabo przewodzą ciepło w poprzek. Przewiduje się, że nanorurki węglowe mogą przewodzić do 6000 W/m·K w temperaturze pokojowej. Dla porównania miedź, uznawana za znakomity przewodnik ciepła przewodzi 385 W/m·K. Nanorurki wytrzymują temperatury do 2800 stopni w próżni i do około 750 stopni w powietrzu.

    Hybrydyzacja – tworzenie hipotetycznych mieszanych orbitali elektronów atomu w cząsteczce związku chemicznego (rodzaj „orbitali cząsteczkowych”) z pojedynczych „orbitali atomowych” przez liniową kombinację odpowiednich funkcji falowych (zob. przybliżone metody rozwiązywania równania Schrödingera). Wynikiem obliczeń są „funkcje mieszane” opisujące prawdopodobne położenie poszczególnych elektronów walencyjnych w cząsteczce (orbitale zhybrydyzowane, hybrydy). Wyznaczenie hybryd orbitali elektronów walencyjnych pozwala określać możliwości tworzenia wiązań zlokalizowanych i wyznaczać kierunki wiązań sigma w przestrzeni (teoretyczna podstawa stereochemii).PMID (ang. PubMed Identifier, PubMed Unique Identifier) – unikatowy identyfikator przypisany do każdego artykułu naukowego bazy PubMed.

    Szkodliwość[ | edytuj kod]

    W roku 2008 stwierdzono, że niektóre rodzaje nanorurek mogą wywoływać zmiany nowotworowe u myszy – międzybłoniaka opłucnej, podobnie jak azbest. Szkodliwość nanorurek zależy w znacznym stopniu od ich budowy i dotyczy szczególnie struktur długich i cienkich; dla niektórych rodzajów nanorurek nie zaobserwowano natomiast szkodliwości. Problem ten jest intensywnie badany w wielu laboratoriach.

    Grafit – pospolity i szeroko rozpowszechniony minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Stosowany jako naturalny suchy smar. Jest – obok diamentu i fulerytu – odmianą alotropową węgla. Nazwa pochodzi od gr. graphein = pisać, nawiązuje do tradycyjnego zastosowania tego minerału.93. Tour de France rozpoczął się 1 lipca 2006 w Strasburgu, a zakończył się 23 lipca w Paryżu. Wyścig składał się z 21 etapów, w tym 10 etapów płaskich, 3 etapów pagórkowatych, 5 etapów górskich i 3 etapów jazdy indywidualnej na czas. Trasa wyścigu liczyła 3657 km. Był to pierwszy wyścig nowego dyrektora Tour de France Christiana Proudhomme’a, pierwszy wyścig po dominacji Lance’a Armstronga oraz pierwszy wyścig od 1999 roku, w którym nie jechał wcześniejszy triumfator.

    Zastosowania[ | edytuj kod]

    Ze względu na swoją wytrzymałość i elastyczność, nanorurki węglowe są dobrymi kandydatami zarówno na elementy planowanych nanomaszyn i metameteriałów, jak i do zastosowań w dużej skali.

    Konstrukcje[ | edytuj kod]

    Choć włókna utworzone z nanorurek mogą nie mieć aż tak dobrych parametrów jak pojedyncze nanorurki, wciąż mogą znacznie przewyższać współcześnie używane materiały. Obecnie pierwsze takie materiały zostały już wytworzone. Na Tour de France 2006 Floyd Landis korzystał z roweru, którego konstrukcję wzmocniono nanorurkami. Pozwoliło to zmniejszyć masę ramy roweru do jednego kilograma. Materiały tego typu potencjalnie mogą znaleźć wiele zastosowań w przyszłej inżynierii.

    Journal of the American Chemical Society (skrót oficjalny J. Am. Chem. Soc., popularnie używa się także skrótu JACS) - recenzowane czasopismo naukowe zawierające artykuły dotyczące badań z każdej dziedziny chemii. Wydawane jest od 1879 roku przez American Chemical Society. Czasopismo to w swojej historii pochłonęło dwa inne czasopisma naukowe: Journal of Analytical and Applied Chemistry w lipcu 1893 oraz American Chemical Journal w styczniu 1914. Zgodnie z danymi Instytutu Filadelfijskiego, JACS jest najczęściej cytowanym czasopismem ogólnochemicznym drukującym artykuły źródłowe. Jego impact factor wynosił w 2012 10,677.Tranzystor – trójelektrodowy (rzadko czteroelektrodowy) półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego. Nazwa urządzenia wywodzi się od słów transkonduktancja (transconductance) z "półprzewodnikowym" przyrostkiem -stor jak w warystor (varistor).

    W badaniach w 2006 roku znaleziono nanorurki w stali damasceńskiej, co mogłoby tłumaczyć jej legendarną twardość.

    Jednym z najbardziej ambitnych projektów jest użycie nanorurek do konstrukcji windy kosmicznej. Wymaga to jednak znacznego postępu zarówno w ilości, jak i jakości wytwarzanych materiałów z nanorurek.

    Układy elektroniczne[ | edytuj kod]

    Nanorurki mogą stać się podstawą przyszłych układów elektronicznych. Przy ich pomocy stworzono już tranzystory mogące działać w temperaturze pokojowej i przełączać się przy użyciu pojedynczego elektronu.

    Nanometr (symbol: nm) – podwielokrotność metra, podstawowej jednostki długości w układzie SI. Jest to jedna miliardowa metra czyli jedna milionowa milimetra. Jeden nanometr równa się zatem 10 m. W notacji naukowej można go zapisać jako 1 E-9 m oznaczający 0,000 000 001 × 1 m. Rzadko stosowana jest również stara nazwa milimikron.Stal – stop żelaza z węglem, plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie, o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,10%, co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie (dla stali stopowych zawartość węgla może być dużo wyższa). Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla, cementyt występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.

    Jedną z głównych przeszkód przed budowaniem większych układów był brak technologii do tworzenia nanorurek w wystarczających ilościach. W 2001 roku IBM zademonstrował metodę wytwarzania tranzystorów na masową skalę, w procesie nazwanym „konstruktywną destrukcją”. Metoda ta umożliwiła stworzenie układu zawierającego ponad miliard właściwie ułożonych złącz z nanorurek. Niewłaściwe łącza można było usunąć korzystając ze standardowej litografii. W 2004 roku uzyskano pierwszy układ pamięci oparty na nanorurkach.

    ADNR, Aggregated diamond nanorods (zagregowane nanopręty diamentowe) – alotropowa odmiana węgla, najtwardszy i najmniej ściśliwy materiał znany obecnie ludzkości.Miedź (Cu, łac. cuprum) – pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych układu okresowego. Nazwa miedzi po łacinie (a za nią także w wielu innych językach, w tym angielskim) pochodzi od Cypru, gdzie w starożytności wydobywano ten metal. Początkowo nazywano go metalem cypryjskim (łac. cyprum aes), a następnie cuprum. Posiada 26 izotopów z przedziału mas 55-80. Trwałe są dwa: 63 i 65.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4]




    Warto wiedzieć że... beta

    Chemia kwantowa - dziedzina z pogranicza fizyki i chemii, która stosuje mechanikę kwantową i kwantową teorie pola do opisu atomowych i molekularnych układów będących przedmiotem zainteresowania chemii.
    Grafen – jest płaską strukturą złożoną z atomów węgla, połączonych w sześciokąty. Ze względu na wygląd przypomina plaster miodu. Ponieważ materiał ten ma jednoatomową grubość, uważa się go za strukturę dwuwymiarową. Opis teoretyczny grafenu powstał już w 1947 w pracy Wallace’a. Jednak w tym samym okresie opublikowano szereg innych prac, w których dowodzono, że grafen, jak i inne materiały dwuwymiarowe, nie może istnieć w przyrodzie.
    Optyka to dział fizyki, zajmujący się badaniem natury światła, prawami opisującymi jego emisję, rozchodzenie się, oddziaływanie z materią oraz pochłanianie przez materię. Optyka wypracowała specyficzne metody pierwotnie przeznaczone do badania światła widzialnego, stosowane obecnie także do badania rozchodzenia się innych zakresów promieniowania elektromagnetycznego - podczerwieni i ultrafioletu - zwane światłem niewidzialnym.
    Walec jest bryłą geometryczną ograniczoną powierzchnią walcową i dwiema płaszczyznami nierównoległymi do jej tworzącej. Jeżeli płaszczyzny są prostopadłe do tworzącej, wówczas jest to walec prosty.
    Tlenek magnezu (magnezja palona), MgO – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków zasadowych zawierający magnez na II stopniu utlenienia.
    Azbest – określenie pewnych grup mineralnych mających postać włókien o stosunku długości do średnicy włókna co najmniej 100:1.
    Elektronika – dziedzina techniki i nauki zajmująca się obwodami elektrycznymi zawierającymi, obok elementów elektronicznych biernych, elementy aktywne takie jak lampy próżniowe, tranzystory i diody. W obwodach takich można wzmacniać słabe sygnały dzięki nieliniowym charakterystykom elementów czynnych (i ich możliwościom sterowania przepływem elektronów). Podobnie możliwość pracy urządzeń jako przełączniki pozwala na przetwarzanie sygnałów cyfrowych.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.063 sek.