Polymerní nanomateriály

Prezentace na téma: "Polymerní nanomateriály"— Transkript prezentace:

1 Polymerní nanomateriály
1

2 Kovalentní vazba Kovalentní vazba – sdílení e- páru
σ – maximální překryv orbitalů leží na spojnici jader (např. molekula H2, typ H-H) π – maximální překryv orbitalů mimo spojnici jader – orbitaly p, d, f (F2, typ F-F) Rozdíl elektronegativit do 0,4 nepolární 0,4 – 1,67 polární 1,67 a více iontová 2

3 Konjugovaná vazba Konjugovaná vazba – střídání jednoduchých a násobných vazeb Příklady konjugovaných polymerů 3

4 delokalizace elektronů
Konjugovaná vazba delokalizace elektronů E etylen allyl ,3 butadien 1,3 pentadienyl hexatrien benzen 4

5 Vodivé polymery některé aplikace
OLED – Organic Light emitting diode (WOLED, PHOLED, FOLED, TOLED, AMOLED, PMOLED) samsung-galaxy-round-displej-v-oblouku-preview/sc-3-a /default.aspx 5

6 Organické solární články
(organic solar cells) + levná výrobní technologie + flexibiliní substráty - nízká účinnost oproti Si - potřeba dalšího vývoje 6

7 OFET MOSFET 7

8 Zač je toho uhlík uhlík obecně grafit diamant fullereny
uhlíkatá vlákna 8

9 Uhlík C C C Dle povahy vazebných partnerů různé hybridizace
elektronová konfigurace C Dle povahy vazebných partnerů různé hybridizace C C C 9

10 Uhlíkaté materiály Pevné látky s vysokým obsahem uhlíku
Shodná chemie, ale mnoho strukturních variant Hypotetická 2D struktura Krystalické Amorfní a) uspořádání na krátkou i dlouhou vzdálenost b) uspořádání pouze na krátkou vzdálenost Z.Weiss et al.– Nanostruktura uhlíkatých materiálů, ISBN 10

11 Alotropické formy uhlíku
Uhlíkaté materiály Alotropické formy uhlíku Krystalické formy uhlíku (alotropy) grafit diamant fulleren nanotrubičky (grafenové vrstvy) (tetraedry) Amorfní formy uhlíku -lesklý (skelný) uhlík -aktivní uhlík -saze 11

12 Uhlíkaté materiály Amorfní uhlík Krystalický uhlík (grafit)
Částečně uspořádaný Neuspořádaný anizotropní izotropní R.E. Franklin: Crystallite growth in graphitizing and non-graphitizing carbons Proc R Soc Lond A, 209 (1951), pp. 196–218 12

13 Uhlíkaté materiály Grafitizace amorfního (grafitizovatelného) uhlíku
H.Marsh, R.Menedez: Mechanisms of formation of isotropic and anisotropic carbons. In: Introduction to Carbon Science (ed. H. Marsh). Butterworths & Co. (1989) London, p 13

14 Grafit základní stavební jednotka grafenová vrstva
klad grafenových vrstev A A C B B A A 2H hexagonální 3R romboedrická tion-characterization-application-and-production/ Různé typy základních hexagonálních buněk grafenu A B C 14

15 Poruchy krystalických mříží
Mechanické, elektrické, chemické vlastnosti ovlivněny strukturou: Poruchy - bodové - čarové - rovinné - prostorové Bodové poruchy 15

16 Poruchy krystalických mříží
čarové poruchy Hranová dislokace Šroubová dislokace b - Burgersův vektor 16

17 Poruchy krystalických mříží
čarové poruchy Šroubová dislokace Směr pohybu dislokací 17

18 Poruchy krystalických mříží
Rovinné poruchy: Klad rovin, hranice zrn Prostorové poruchy: dutiny, uzavřeniny 18

19 Grafit základní stavební jednotka grafenová vrstva
klad grafenových vrstev A A C B B A A 2H hexagonální 3R romboedrická tion-characterization-application-and-production/ Různé typy základních hexagonálních buněk grafenu Celkem 13 různých polytypů (popsány do r. 1996) A B C 19

20 Diamant Základní stavební jednotka - tetraedr
Základní buňka diamantu 3C 2H hexagonální (lonsdaleit) 3C kubická Z.Weiss et al.– Nanostruktura uhlíkatých materiálů, ISBN Teoreticky celkem 7 různých polytypů, experimentálně potvrzeny 3 (popsány r. 1990) 20

21 Tenké diamantu podobné vrstvy
Některé metody přípravy M.S. Hwang, Ch. Lee, Mater Sci Eng B 75(2000) 24-28 M.Sosnová, A.Kříž: Kluzné vrstvy a metody hodnocení adhezivně-kohezivního a tribologického chování, FRVŠ1230/2006 21