Nanotehnologie

1
Nanotehnologie
2
(No Transcript)
3
Nanotehnologia - tehnologia la nivelul
nanometrilor, adica 10-9m. Ce
reprezinta aceste puteri ale metrului? Cum se
schimba lumea daca micsoram scala de 10 ori?
4
0
106m
103m
104m
105m
5
0
103m
1m
102m
10m
6
10-3m
1m
10-1m
10-2m
7
10-6m
10-3m
10-5m
10-4m
8
10-9m
10-6m
10-7m
10-8m
9
(No Transcript)
10
Primii nanotehnologi Nanotehnolog modern
Fara s-o stie, alchimistii medievali au fost
primii nanotehnologiF
11
Nanoparticulele de aur din vitralii si farfurii
pot avea diverse culori (rosu, purpuriu,
verzui) care depind de forma si dimensiunea lor.
12
La scala macroscopica - proprietatile fizice si
chimice nu depind de marimea materialelor La
scala nanoscopica - toate proprietatile
(culoare, punct de topire, proprietati chimice
etc.) depind de dimensiune - nanoparticulele de
aur nu se comporta ca si o bucata masiva de
aur -daca le punem împreuna, dar nu suficient de
aproape ca sa se combine, culoarea lor poate fi
vazuta cu ochiul liber.
Nanoparticule de CdSe iluminate cu aceeasi
lungime de unda emit lumina cu diferite lungimi
de unda în functie de dimensiunea lor.
13
Nanoparticulele sunt folosite la colorarea
diferita a diferitelor formatiuni din
preparatele biologice
Histone nucleare, contin ADN (rosu)
filamente de actina (verde)
Mitocondrii (albastru) microtubuli (rosu, verde)
14
De ce nimeni nu s-a gândit cu ani în urma la
nanotehnologie? Nu existau instrumente. Nu numai
nu se puteau manipula atomi invididuali, dar nici
macar nu puteau fi zariti. De ce acum în sec.
XXI se vorbeste de nanotehnologie? Acum avem
instrumente sa vedem, sa masuram si sa manipulam
atomii.
Discursul lui Richard Feynman prin care se
puneau bazele nanotehnologiei, scris la scara
nanoscopica.
15
Instrumente de scanare a probei Scanning Probe
Microscope (SPM) Gerd Binnning si Heinrich Rohrer
(premiul Nobel 1986) Ideea - când alunecam cu
degetul pe o suprafata putem
deosebi catifeaua de otel si lemnul de smoala
- diferite materiale exercita forte
diferite asupra degetului
- degetul este proba cu care testam materialul
La SPM - proba (un vârf de ac) de dimensiuni
nanoscopice aluneca peste o
suprafata - poate masura diferite
proprietati ale materialului
16
Tipuri de SPM Atomic Force Microscope(AFM) -
masoara forta exercitata asupra acului în timp
ce aluneca peste suprafata Scanning Tuneling
Microscope (STM) - masoara curentul care trece
între suprafata si ac Magnetic Force Microscope
(MFM) - determina structura magnetica a suprafetei
17
Atomic Force Microscope
18
AFM se poate folosi nu numai la masurarea
suprafetei, ci si la scrierea ei, ca si cum ar
fi un stilou cu cerneala.
19
Cu ajutorul acestei tehnici au fost scrise la
nivel atomic imaginile de jos.
20
Abac atomic. Micile dealuri sunt molecule de
carbon-60 (fulerena), care au aproximativ 1
nanometru largime. Cu ajutorul AFM, aceste
molecule pot fi mutate precum bilele abacului.
21
Scanning tunneling microscopeMicroscopul cu
efect tunel
22
(No Transcript)
23
Autoansamblarea
Os artificial care se autoasambleaza din
componente moleculare. Tesutul natural creste
pe partea exterioara a cilindrului.
24
LED-uri organice (OLED) În 1987 grupul lui Ching
Tang de la Eastman Kodak Co. a reusit sa arate
ca moleculele organice se pot folosi la
transformarea eficienta a electricitatii în
lumina. Spre deosebire de ecranele cu cristale
lichide care necesita o iluminare din spate,
OLED-urile emit ele lumina în loc sa moduleze
lumina transmisa sau reflectata. Au început sa
înlocuiasca ecranele la telefoanele mobile fiind
mai stralucitoare, cu contrast mai bun, consuma
mai putina energie.
25
0
La nanodimensiuni începe sa se manifeste
ciudatenia fortelor cuantice. Daca punem o
molecula într-un focar al unui coral eliptic o
scanare a suprafetei ne arata ca mai apare o
molecula-miraj în celalalt focar.
26
Magia elipsei
0
27
0
Paradoxul se explica prin asa-numita dualitate
unda-corpuscul. Molecula este în realitate ca o
unda stationara. Aceasta se reflecta de peretii
coralului si interfera constructiv în celalalt
focar producând o molecula-miraj. Aceasta este
în realitate aceeasi molecula initiala care poate
exista simultan (cu o anumita probabilitate) în
diferite locuri din spatiu.
28
Fenomenul de miraj cuantic
0