Нанообъектілердің негізгі түрлері және олардың негізіндегі наножүйелердің құрылымы мен жіктелуі

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі Академик Е. А. Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті Химия факультеті

Нанообъектілердің негізгі түрлері және олардың негізіндегі наножүйелер

Дайындаған: Сағынтаева Ақмаржан

МХТНВ-51 магистранты

Жоспар: 2

Нанохимия және нанотехнология туралы жалпы түсінік

Нанообъекті туралы түсінік және оның жіктелуі

Наножүйе

Нанохимия - нанобөлшектердің құрылымы мен өзгеру ерекшеліктерін зерттейтін химия саласы.

Нанотехнология - белгілі атомдар мен молекулаларға манипуляция жасай отырып, белгіленген атомдық құрылымдық өнімдерді шығару әдістерінің жиынтығы. Нанотехнология нанометрлік өлшемдегі денелермен жұмыс істейді.

Нанотехнологияның 3 бағыты:

Молекулалардың және атомдардың өлшеміндей электронды схемалар жасау;

Молекулалардың және атомдардың өлшеміндей механизмдерді жасау;

Молекулалардан және атомдардан денелер жасау.

Нанобъект (ағылш. nano - object немесе nano scale object) - материяның дискреттік бөлігі немесе керісінше, оның жергілікті болмауы (қуыстар, уақыт), оның өлшемі кем дегенде бір өлшемде нанодиапазонда (әдетте 1-100 нм) болады.

Нанобъекттің өлшемділігі-наноообъекттерді жіктеу негізі.

Өлшеміне сәйкес ажыратылады:

0 - D барлық 3 кеңістіктік өлшемдегі нанобъектілер нанометрлік диапазонда жатыр (өрескел: барлығы 3 өлшемі <100 нм) ;

1 - D нано объектілер екі өлшемде, ал үшінші өлшемде нанометрлік өлшемдері бар объектілер - макроскопиялық өлшем;

2 - D нанобъектілер - нанометр өлшемі тек бір өлшемде, ал қалған екі өлшемде бұл өлшем макроскопиялық болады.

Қарапайымдыларына сәйкес барлық нанообъектілер екі үлкен класқа бөлінеді:

Кеуекті

Нанокластерлер (3D)

Нанопленкалар (2D)

Наноталшық (1D)

Нанонүкте (0D)

Тұтас

Нанотүбек

Нанокеуекті материалдар

Тұтас объектілер өлшемі бойынша жіктеледі:

көлемді үш өлшемді (3D) құрылымдар, оларды нанокластерлер деп атайды (cluster - шоғырлану, найзағай) ;

жазық екі өлшемді (2D) объектілер - нанопленкалар;

сызықтық бір өлшемді (1D) құрылымдар - нанонити немесе нанопроводоктар (nanowires) ;

нульмерлі (0D) объектілер - наноточкалар немесе кванттық нүктелер.

Нанокластерлер - металдар атомдарынан немесе салыстырмалы қарапайым молекулалардан тұрады.

Нанокластердегі атомдар саны

Диаметр, нм

Беттегі атомдар үлесі, %

Ішкі қабаттардың саны

Кластер түрі

0, 24 - 0, 34

100

0, 45 - 0, 60

100

3 - 12

0, 55 - 0, 80

100

Шағын

13 - 100

0, 8 - 2, 0

92 - 63

1 - 3

Орташа

102 - 104

2 - 10

63 - 15

4 - 18

Үлкен

104 - 105

10 - 30

15 - 2

> 18

Гигант

> 106

> 30

< 2

көп

Коллоидты

Металл нанокластерлерінің мөлшері бойынша жіктелуі

Алтын нанотүтік микрофотографиясы.

Селенид молибденнің нанопроволоктарының құрылымы,

әлсіз өзара әрекеттесетін жеті молекулалық тізбек

Наножүйе - нанометриялық сипаттамалық өлшемдері бар, кооперациясы объектіде ауқымды әсерлер мен құбылыстардың (мысалы, кванттық-өлшемді, синергетикалық-кооперативтік, "алып" және т. б. ) пайда болуымен байланысты жаңа қасиеттердің пайда болуын қамтамасыз ететін реттелген немесе өзара байланысты элементтер түріндегі материалдық объект.

Нанотехнология терминін қолданысқа алғаш рет 1974 жылы жапон физигі Норио Танигути енгізген. Макроскопиялық заңдылықтарға сүйенетін басқа инженер ғылымдардан нанотехнологияның негізгі ерекшелігі, нанонысандар үшін кванттық және молекулааралық өзара әсерлесуінің күшті болуына байланысты. Нанотехнология саласындағы зерттеулер қазірдің өзінде практикалық маңызы зор нәтижелер беруде

Қорытынды