Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie CZ.1.07/2.2.00/15.0324 I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Tento projekt je spolufinancován.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie CZ.1.07/2.2.00/15.0324 I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Tento projekt je spolufinancován."— Transkript prezentace:

1 Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie CZ.1.07/2.2.00/ I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

2 Nanotechnologie I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Mgr. Daniel Šrajbr

3 Nanotechnologie - v současnosti jedno z nejzajímavějších odvětví vědy - studium a využitím materiálů o velikosti částic od 1 do 100 nm (10 -9 – m) - materiály s částicemi na úrovni nanometrů mají výrazně odlišné vlastnosti od klasických materiálů - zasahují do současných oborů a dnešního průmyslu (např. sportovní průmysl, elektronika nebo automobilový průmysl) Srovnávací měřítko

4 Nanotechnologie - srovnání jedné částice o velikosti nanometru s velikostí fotbalového míče je stejné, jako srovnání velikosti fotbalového míče a Země Velikost nanočástice

5 Nanotechnologie Historie - pigmenty maleb v jeskyních pravěkých lidí - barva Lykúrgových pohárů a skla obecně (nanočástice Au) - vitrážová okna kostelů (nanočástice Au) Likúrgovy poháry Kostelní vitráž s nanočásticemi Au Malba z jeskyně Lascaux (nanopigment)

6 Nanotechnologie Historie – Richard Feynman - přednáška na téma: – poprvé slovo „nanotechnologie“ použil (Norio Taniguhi) - architekt Buckminster Fuller – podle něj získaly název „fullereny“, které mají podobnou konstrukci jako konstrukce jeho kupolí Richard Feynman Norio Taniguhi „Tam dole je spousta místa“ Fulleren Kupolovitá střecha ≈

7 Metody studia AFM (Atomic Force Microscopy) - funguje na základě van der Waalsových sil - přístroj obsahuje: tenký hrot na ohebném nosníku odrazovou plošku na ohebném nosníku zdroj laserového paprsku záznamovou destičku - hrot se pohybuje po povrchu vzorku v linkách - postupně se vykreslují jednotlivé křivky na záznamovou destičku -křivky se v počítači poskládají vedle sebe a vytvoří tak pomocí softwaru počítače 3D snímek Nanotechnologie AFM Snímek

8 Nanotechnologie Metody studia AFM záznamová destička laser ohebný nosník s hrotem zkoumaný povrch odrazová ploška - výsledný AFM snímek barevně neodpovídá reálnému povrchu! - intenzita zvolené barvy pouze dokládá intenzitu přijatého signálu AFM Snímek

9 Nanotechnologie Metody studia Tyndallův jev - nastává v nehomogenním prostředí (např. roztok nanočástic, ale ne jen jejich) - svazek světelných paprsků (fotonů) se po dopadu na částice v roztoku rozptýlí a při bočním pohledu vytváří viditelný kužel, v případě malých částic (např. nanočástic) jen difuzní světelný pruh - důkaz malých částic (nejen nano) v roztoku Difuzní světelný pruh Elektronový mikroskop - využíváno zobrazení pomocí elektronů - elektrony mají menší vlnovou délku = mohou zobrazit drobnější předměty a struktury - příkladem je SEM = skenovací elektronový mikroskop

10 Nanotechnologie Příprava X - příklad přípravy metodou bottom-up: - 5ml roztoku AgNO 3 (0,005 mol/dm 3 ) - 5 ml NH 3 (0,025 mol/dm 3 ) - 10 ml NaOH(0,025 mol/dm 3 ) zamíchat - 5 ml glukózy(0,05 mol/dm 3 ) přidat najednou a ostře míchat 5 minut (proto, aby vznikaly malé částice)  z čirého roztoku vznikají nanočástice stříbra!!! top-down z velkých částic nanočástice bottom-up z roztoků nanočástice

11 Nanotechnologie Nanočástice uhlíku -výroba např. kondenzací uhlíku (ty vznikají působením laseru na grafit) Fullereny  z 50 až 70 atomů C - jméno dostaly podle architekta Buckminstera Fullera - existují nejen umělé, ale i přirozeně v zemské kůře - složené z pravidelných pěti a šestiúhelníkových cyklů Fulleren 2 Fulleren 3

12 Nanotechnologie Nanočástice uhlíku Nanotrubičky - lehké, ale zároveň 1000x pevnější než ocel!!! - složené z šestiúhelníkových kousků - např. výroba odlehčeného sportovního vybavení Nanovlákna - vlákna o velikosti 20 až 500 nm - velký povrch, nízká hmotnost, mnoho malých pórů - vyráběny z různých polymerů podle budoucího použití tým prof. Oldřicha Jirsáka vyvinul přístroj pro průmyslovou výrobu nanovláken „Nanospider“ Nanotrubička

13 Nanospider 1 Nanospider 2 (tvorba vláken z tekutého polymeru) Nanospider

14 Některé odlišné vlastnosti nanočástic od klasických materiálů - barva Ag – žluto-černáAu – barvy závislé na tvaru/velikosti nanočástic Různě velké částce absorbují různé vlnové délky světla a různé vlnové délky proto také emitují. Tím je způsobeno jiné zbarvení roztoku. Nanotechnologie Barva nanočástic stříbra Barva nanočástic zlata

15 Nanotechnologie Některé odlišné vlastnosti nanočástic od klasických materiálů - antibakteriální účinky – ponožky s nanostříbrem - pevnost materiálů - voděodolnost např. omyvatelné nebo samočistící materiály, díky nanovýběžkům, které zachycují vzduch mezi vodou a povrchem a tím minimalizují dotykovou plochu Ponožka se stříbrnými nanočásticemi Nesmáčivé povrchy 1 Nesmáčivé povrchy 2 Voda na nesmáčivém povrchu 1 Voda na nesmáčivém povrchu 2

16 Nanotechnologie Použití nanomateriálů a nanotechnologií - odlehčené sportovní vybavení - voděodolné povrchy a oblečení - povrchy odolné poškrábání Budoucí potenciál využití - samoreplikační výrobní systémy (malé přístroje schopné výroby, ale i obnovy sebe sama) - čistší výroba malých přístrojů a zařízení bez odpadů - vesmírný výtah na oběžnou dráhu Země (pás z nanotrubiček vedoucí od povrchu Země až na obježnou dráho) - bioobleky (např. nové obleky pro kosmonautiku) - nanopaliva - rychlejší sekvenování DNA - tetování pro stanovování obsahu cukru v krvi diabetiků - doprava léčiv v těle na konkrétní místo - nová generace elektroniky a mobilních telefonů - čištění vody (výzkumem v tomto směru se zabývá i Katedra fyziklání chemie Univerzity Palackého v Olomouci Boty ošetřené nanočásticemi Sportovní vybavení s nanomateriály Ponožky s nanočásticemi stříbra Přípravek na auta s nanomateriály Telefon s povrchem z nanočástic

17 Nanotechnologie UP v Olomouci provádí výzkum v olasti nanotechnologií - prokázány nepříznivé účinky nanostříbra na organismus octomilky obecné - ekologická likvidace sinic nanočásticemi Fe - současné studium oxidů železa v nanorozměrech - studium imunonanotechnologií Rizika nanotechnologií - nutnost počítat s potenciálním nebezpečím!!! - podle prvních studií se např. fullereny nezdají zcela neškodné (nepříznivý vliv např. na perloočky) - potenciální škodlivost „nanostříbra“ vymývaného z funkčního oblečení na bakterie v přírodě Poznámka: S ohledem na prokázaný vliv na živé organismy je vhodná opatrnost při užívání ale i při likvidaci nanomateriálů.

18 Konec I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

19 Literatura Srovnávací měřítko- (http://www.umel.feec.vutbr.cz/vit/index.php?option= com_content&view=article&id=567:nanotechnologie &catid=85:aktualni&Itemid=95) Velikost nanočástice - (http://www.nanoprodukt.cz/nanotechnologie.htm) Barva nanočástic stříbra- (http://www.kolumber.com/Ag.php) Barva nanočástic zlata- (http://www.tecnicall.cz/clanek/ zlato/) Ponožka se stříbrnými nanočásticemi- (http://www.termo-nanopradlo.cz/234-antibakterialni- ponozky) Nesmáčivé povrchy 1, 2- (http://www.envistore.cz/index.php?menu=nano) Voda na nesmáčivém povrchu 1- (http://www.nanoshields.eu/) Voda na nesmáčivém povrchu 2- (http://www.sto.sk/42891_SK-Fas%E1dne_farby- Fas%E1dna_farba_s_lotosov%FDm_efektom% AE.htm) Malba z jeskyně Lascaux (nanopigment)- (http://www.quido.cz/objevy/archeologie.htm) Likúrgovy poháry- (http://www.prirodovedci.cz/chemik/clanky/po- stopach-davnych-nanotechnologu) Kostelní vitráž s nanočásticemi Au- (http://www.kreativninapady.cz/tiffany-vitraze/) Richard Feynman- (http://astroatom.wordpress.com/2011/03/09/some- wisdom-from-richard-feynman/) Norio Taniguhi- (http://www.euspen.eu/default.asp?ContentID=712) Fulleren- (http://cs.wikipedia.org/wiki/Fullereny)

20 Kupolovitá střecha- (http://bfi-internal.org/dsnews/v11_no3.html) AFM snímek- (http://webhost.ua.ac.be/mitac4/gr_news.html) Difuzní světelný pruh v roztoku nanočástic - (http://www.kolumber.com/Ag.php) Fulleren 2- (http://old.z-moravec.net/chemie/kovove-komplexy- pentahaptofullerenu.php) Fulleren 3- (http://www.zschemie.euweb.cz/uhlik/uhlik2.html) Nanotrubička- (http://www.profimedia.cz/creative) Nanospider 1- (http://inovacnipodnikani.cz/aktuality/?id=453) Nanospider 2 (tvorba vláken z tekutého polymeru) - (http://www.ft.tul.cz/depart/knt/web/index.php?option =com_content&task=view&id=44&Itemid=44) Přípravek na auta s nanočásticemi- (http://www.nano-line.cz/aktuality.php) Sportovní vybavení s nanomateriály- (http://www.sportobchod.cz/head-mx-fire-elite12.htm) - (http://www.trekshop.cz/softshellove-bundy-kalhoty-obleceni/softshell- bunda-x-avros-panska/) Ponožky s nanočásticemi stříbra- (http://diskuse.dama.cz/d.php?d=5946) Boty ošetřené nanočásticemi- (http://www.bio-nano.cz/nano-impregnace-povrchu- info.html) Telefon s povrchem z nanočástic- (http://www.mobinfo.cz/verzo-kinzo-pokus-o-cesky- iphone-recenze/)


Stáhnout ppt "Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie CZ.1.07/2.2.00/15.0324 I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Tento projekt je spolufinancován."

Podobné prezentace


Reklamy Google