Презентация "Получения композиционных наноматериалов" по химии – проект, доклад

Получения композиционных наноматериалов

Нанокомпозиты

Нанокомпозиты (Nanocomposites) – это материалы, сформированные при введении наноразмерных частиц (наполнителей) в структурообразующую твердую фазу (матрицу). Нанокомпозиты отличаются от обычных композиционных материалов благодаря значительно более развитой (на порядок и выше) площади поверхности частиц наполнителя.

Обязательным условием является то, что частицы наполнителя должны иметь не менее одного значащего геометрического размера (длина, ширина или толщина), лежащего в нанометрическом диапозоне (1-100 нм).

При этом следует различать композитные наноматериалы, состоящие из несвязанных нано- или субмикро-размерных частиц (продукт нанотехнологий) используемых в виде нанопорошка или для формирования тонкопленочных покрытий (монослои), а также большеразмерные нанокомпозиты (массивные изделия, пленки и покрытия), включающие в свой состав наночастицы диспергированные в твердой матрице или компактированные на основе традиционных технологий.

Все композитные наноматериалы можно классифицировать по следующим типам, независимо от содержания наночастиц в их составе: Полимер-матричные нанокомпозиты Металл-матричные нанокомпозиты Стекло-матричные нанокомпозиты Керамические нанокомпозиты Гибридные нанокомпозиты и композитные наноматериалы Толстопленочные покрытия Тонкопленочные покрытия и мембраны

Основные структурные параметры наночастиц — их форма и размер. Физические, электронные и фотофизические свойства наночастиц и кластеров, определяемые их чрезвычайно высокой удельной поверхностью (отношением поверхности к объему), значительно отличаются от свойств как блочного материала, так и индивидуальных атомов. Например, если размер кристалла золота уменьшается до 5 нм, температура плавления снижается на несколько сотен градусов. Свойства конечного нанокомпозиционного материала зависят от природы взаимодействия между фазами и строения межфазных областей, объемная доля которых чрезвычайно велика.

Новый способ получения композиционных материалов «наночастица — углеродное нановолокно».

В недавней совместной японско-корейской работе сообщается о получении углеродных нановолокон с наночастицами палладия на поверхности при помощи электроспиннинга (electrospinning) и последующей термообработки. Процесс электроспиннинга – вытягивание тончайшего волокна (на микро- или нано- уровне) из жидкости под действием электрического поля Оказалось, что с его помощью можно получать нановолокна из самых разных материалов – полимеров, композитов, полупроводников, металлов, даже керамики.

сканирующей электронной микроскопии для нановолокон на разных стадиях синтеза

Микрофотографии полученных нановолокон (а,b); нановолокон после стабилизации на воздухе (c,d) и после термообработки в атмосфере аргона (e-h) Этим методом могут быть получены материалы на основе углеродных волокон с наночастицами различных металлов (например, Au, Ag, Pt, Ru, Rh, Os, Ir), которые без дальнейшей обработки могут использоваться как эффективные электроды (нано-Pt), в био/газовых сенсорных (нано-Au) и противомикробных (нано-Ag) устройствах, в качестве фильтров и др. Таким образом, возможные области применения не ограничиваются физикой, химией, материаловедением и технологией, но также включают медицину и биологию