Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Od sazí k nanotrubičkám a ještě kousek dál… Václav Slovák Gabriela Hotová katedra chemie, Přírodovědecká fakulta Ostravská univerzita v Ostravě.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Od sazí k nanotrubičkám a ještě kousek dál… Václav Slovák Gabriela Hotová katedra chemie, Přírodovědecká fakulta Ostravská univerzita v Ostravě."— Transkript prezentace:

1 Od sazí k nanotrubičkám a ještě kousek dál… Václav Slovák Gabriela Hotová katedra chemie, Přírodovědecká fakulta Ostravská univerzita v Ostravě

2 Uhlík a my – let … využívání ohně počátek letopočtu

3 Uhlík a my – let … využívání ohně asi let … schopnost rozdělat oheň počátek letopočtu

4 Uhlík a my – let … využívání ohně asi let … schopnost rozdělat oheň asi let … jeskynní malby (dřevěné uhlí, saze) počátek letopočtu

5 Uhlík a my – let … využívání ohně asi let … schopnost rozdělat oheň asi let … jeskynní malby (dřevěné uhlí, saze) asi let … cílená výroba dřevěného uhlí (střelný prach, železo) … využívání kamenného uhlí počátek letopočtu

6 Uhlík a my – let … využívání ohně asi let … schopnost rozdělat oheň asi let … jeskynní malby (dřevěné uhlí, saze) asi let … cílená výroba dřevěného uhlí (střelný prach, železo) … využívání kamenného uhlí asi let … grafit počátek letopočtu

7 Uhlík a my – let … využívání ohně asi let … schopnost rozdělat oheň asi let … jeskynní malby (dřevěné uhlí, saze) asi let … cílená výroba dřevěného uhlí (střelný prach, železo) … využívání kamenného uhlí asi let … diamanty asi let … grafit počátek letopočtu

8 Uhlík a my asi 13. stol. … těžba uhlí počátek letopočtu

9 Uhlík a my asi 13. stol. … těžba uhlí 16. stol. … grafitové tužky počátek letopočtu

10 Uhlík a my asi 13. stol. … těžba uhlí 17. stol. … výroba koksu 16. stol. … grafitové tužky počátek letopočtu

11 Uhlík a my asi 13. stol. … těžba uhlí 17. stol. … výroba koksu 16. stol. … grafitové tužky 18. stol. … grafit a diamant jsou uhlík počátek letopočtu

12 Uhlík a my asi 13. stol. … těžba uhlí 17. stol. … výroba koksu 16. stol. … grafitové tužky 18. stol. … grafit a diamant jsou uhlík počátek letopočtu 19. stol. … aktivní uhlí, živočišné uhlí, saze

13 Uhlík a my asi 13. stol. … těžba uhlí 17. stol. … výroba koksu 16. stol. … grafitové tužky 1953 … umělé diamanty 18. stol. … grafit a diamant jsou uhlík počátek letopočtu 19. stol. … aktivní uhlí, živočišné uhlí, saze

14 Uhlík a my asi 13. stol. … těžba uhlí 17. stol. … výroba koksu 16. stol. … grafitové tužky 1953 … umělé diamanty 18. stol. … grafit a diamant jsou uhlík počátek letopočtu 2004 … grafen 1989 … uhlíkaté aerogely 1985 … fullereny 1991?… uhlíkové nanotrubičky 19. stol. … aktivní uhlí, živočišné uhlí, saze ? ?

15 Uhlíkaté aerogely Gel = pevná struktura (síť) vyplněná tekutinou

16 Uhlíkaté aerogely Aerogel = pevná struktura (síť) vyplněná vzduchem (až 99,9%)

17 Uhlíkaté aerogely Jak vysušit gel? – normální sušení (xerogel) – mrazové sušení = lyofilizace (kryogel) – superkritické sušení (CO 2 ) (aerogel)

18 Uhlíkaté aerogely Aerogely z SiO 2 („zmrzlý dým“)

19 Uhlíkaté aerogely Příprava – organický gel reakce vhodných organických látek v roztoku – sušení – pyrolýza zahřátí v inertním plynu

20 Uhlíkaté aerogely Vlastnosti – porézní charakter!!! velké i malé póry lze kontrolovat – velký vnitřní povrch – elektrická vodivost – odolnost při vysokých teplotách – chemicky stálé – dobré mechanické vlastnosti

21 Uhlíkaté aerogely

22 Otazníky – definovaná příprava !? – cena výchozích surovin a zpracování (superkritické sušení) Výzvy – modifikace uhlíkaté kostry jinými atomy nebo povrchovými skupinami kovy

23 Fullereny Buckminster Fuller – architekt

24 Fullereny Fulleren = forma uhlíku tvořená kulovitými molekulami (šesti- a pětiúhelníky) – 1996 Nobelova cena za chemii

25 Fullereny příprava – elektrický oblouk mezi grafitovými elektrodami – vyluhování z vhodně upravených sazí

26 Fullereny

27 Vlastnosti a použití – stabilita × reaktivita (záření) transport léčiv umělá fotosyntéza supravodivé materiály solární články… – …

28 Fullereny Vlastnosti a použití – antioxidanty a „lapače“ volných radikálů

29 Fullereny Velká očekávání × málo reálných aplikací Fullereny vedly k objevu uhlíkových nanotrubiček – výzkum se „rozředil“

30 Uhlíkaté nanotrubičky = forma uhlíku tvořená válcovitými molekulami (jen šestiúhelníky) – jednostěnné, vícestěnné – příprava podobná fullerenům katalýza kovy

31 Uhlíkaté nanotrubičky Vlastnosti – pevnější než ocel – tvrdší než diamant – skvělé vodiče (podél trubičky) – skvělé izolanty (kolmo na trubičky)

32 Uhlíkaté nanotrubičky Použití (současnost) – kompozitní materiály místo uhlíkových vláken

33 Uhlíkaté nanotrubičky Použití (současnost) – elektromateriály vodivé polymery baterie elektrody

34 Uhlíkaté nanotrubičky Použití (budoucnost???) – umělé svaly – superpevná lana

35 Uhlíkaté nanotrubičky Hledání nových tvarů = funkcí

36 Grafen

37 Grafen Historie – 1947, P. R. Wallace teorie grafenu – 1987 zaveden termín grafen – 2004, A. Geim a K. Novoselov izolace grafenu pomocí lepící pásky – 2010, A. Geim a K. Novoselov Nobelova cena (fyzika)

38 Grafen Grafen = forma uhlíku, jejíž struktura se skládá z jedné vrstvy atomů uhlíků uspořádaných v šestiúhelníkové mřížce

39 0D 1D2D 3D Grafen fullerenuhlíkatá nanotrubička grafen grafit

40 Grafen Příprava Zdola nahoru CVD – chemická depozice uhlovodíků z plynné fáze Epitaxní růst na SiC Chemickou přeměnou Rozbalením uhlíkaté nanotrubičky Organickou syntézou Shora dolů Odlupování vrstvy grafenu z grafitu Redukcí (chemická, tepelná) oxidu grafenu CVD SiC

41 Grafen Vlastnosti – nejtenčí – nejpevnější – lehký – tvrdší než diamant a 300 krát tvrdší než ocel – elektricky i tepelně vodivý (lépe než měď) – pružný (může být protáhnut až o 20% své délky) – velký měrný povrch (~3000 m 2 /g) – nepropustný pro plyny

42 Grafen Použití – Flexibilní elektronika – Flexibilní transparentní elektrody – Plynové detektory – Solární články – Automobily, letadla, brnění – Antibakteriální účinky

43 Grafen

44 „Graphene will have its place, but it will just take longer than people think.“ Peter L. Antoinette „Budoucnost uhlíkových nanotrubiček skončila v roce 2004 – okamžikem přípravy grafenu!“ anonym

45 Budoucnost??? Chaoit = bílý uhlík – místa dopadu velkých meteoritů do grafitu – forma uhlíku, kterou neumíme připravit – zajímavé elektrické vlastnosti

46 Budoucnost??? bct-uhlík (2010) T-uhlík (2011) M-uhlík ??? krychlový uhlík (2008?)

47 Budoucnost??? Diamant Lucy – průměr asi 4000 km – uhlík + kyslík

48 Budoucnost???


Stáhnout ppt "Od sazí k nanotrubičkám a ještě kousek dál… Václav Slovák Gabriela Hotová katedra chemie, Přírodovědecká fakulta Ostravská univerzita v Ostravě."

Podobné prezentace


Reklamy Google