Chování látek v nanorozměrech



Podobné dokumenty
Nanotechnologie a nanomateriály ve výuce přírodovědných oborů.

NANOTECHNOLOGIE ledna 2015 GYMNÁZIUM DĚČÍN

Vybrané spektroskopické metody

Jiří Oswald. Fyzikální ústav AV ČR v.v.i.

Nanotechnologie a jejich aplikace. doc. RNDr. Roman Kubínek, CSc.

Měření šířky zakázaného pásu polovodičů

Opakování: shrnutí základních poznatků o struktuře atomu

Fyzika IV. -ezv -e(z-zv) kov: valenční elektrony vodivostní elektrony. Elektronová struktura pevných látek model volných elektronů

Rentgenová spektrální analýza Elektromagnetické záření s vlnovou délkou 10-2 až 10 nm

ABSORPČNÍ A EMISNÍ SPEKTRÁLNÍ METODY

2. Elektrotechnické materiály

Glass temperature history

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.

3. Vlastnosti skla za normální teploty (mechanické, tepelné, optické, chemické, elektrické).

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic

13. Spektroskopie základní pojmy

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Ing. Pavel Hrzina, Ph.D. - Laboratoř diagnostiky fotovoltaických systémů Katedra elektrotechnologie K13113

5. Vedení elektrického proudu v polovodičích

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE II

Základy spektroskopie a její využití v astronomii

Fotonické nanostruktury (nanofotonika)

Stručný úvod do spektroskopie

Fluorescence (luminiscence)

MAKROSVĚT ~ FYZIKA MAKROSVĚTA (KLASICKÁ) FYZIKA

Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.2. Základní konstrukční součásti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan

Vazby v pevných látkách

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

Teorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR

nano.tul.cz Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL

Nanotechnologie a Nanomateriály na PřF UJEP Pavla Čapková

Chemie - 3. ročník. přesahy, vazby, mezipředmětové vztahy průřezová témata. očekávané výstupy RVP. témata / učivo. očekávané výstupy ŠVP.

Úvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv

ANALYTICKÝ PRŮZKUM / 1 CHEMICKÉ ANALÝZY DROBNÝCH KOVOVÝCH OZDOB Z HROBU KULTURY SE ZVONCOVÝMI POHÁRY Z HODONIC METODOU SEM-EDX

Gymnázium, Milevsko, Masarykova 183 Školní vzdělávací program (ŠVP) pro vyšší stupeň osmiletého studia a čtyřleté studium 4.

Jaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký. Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Nanotechnologie. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: devátý

Metody charakterizace

VLASTNOSTI KOVŮ. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

Orbitaly ve víceelektronových atomech

Diskutujte, jak široký bude pás spojený s fosforescencí versus fluorescencí. Udělejte odhad v cm -1.

1. Kvantové jámy. Tabulka 1: Efektivní hmotnosti nosičů v krystalech GaAs, AlAs, v jednotkách hmotnosti volného elektronu m o.

Základy Mössbauerovy spektroskopie. Libor Machala

Chemické metody přípravy tenkých vrstev

Světlo je elektromagnetické vlnění, které má ve vakuu vlnové délky od 390 nm do 770 nm.

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Optika a nanostruktury na KFE FJFI

10/21/2013. K. Záruba. Chování a vlastnosti nanočástic ovlivňuje. velikost a tvar (distribuce) povrchové atomy, funkční skupiny porozita stabilita

Lasery. Biofyzikální ústav LF MU. Projekt FRVŠ 911/2013

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

- Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl. - fluorescence - fosforescence

Úvod do fyziky plazmatu

nm. mory_cz_02_68x68mm_02.indd :31

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Plazmové metody. Základní vlastnosti a parametry plazmatu

České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská. Příloha formuláře C OKRUHY

FLUORESCENČNÍ MIKROSKOP

Fotokatalytické materiály Materiály a technologie přípravy M. Čada

Moderní nástroje pro zobrazování biologicky významných molekul pro zajištění zdraví. René Kizek

Název školy: SPŠ Ústí nad Labem, středisko Resslova

PSK1-14. Optické zdroje a detektory. Bohrův model atomu. Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka.

SPEKTROMETRIE. aneb co jsem se dozvěděla. autor: Zdeňka Baxová

Jádro se skládá z kladně nabitých protonů a neutrálních neutronů -> nukleony

školní vzdělávací program ŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ PROGRAM DR. J. PEKAŘE V MLADÉ BOLESLAVI RVP G 8-leté gymnázium Fyzika II. Gymnázium Dr.

Želatina, příprava FSCV. Černobílá fotografie. Želatina, příprava FSCV. Želatina, příprava FSCV. Želatina, příprava FSCV

Předmět: CHEMIE Ročník: 8. ŠVP Základní škola Brno, Hroznová 1. Výstupy předmětu

Nauka o materiálu. Přednáška č.10 Difuze v tuhých látkách, fáze a fázové přeměny

Bc. Miroslava Wilczková

16. Franck Hertzův experiment

Očekávané výstupy podle RVP ZV Učivo předmětu Přesahy a vazby

Vybrané procesy potravinářských a biochemických výrob

Blue-light LED, modrá

TISKOVÁ KONFERENCE

Proč by se průmysl měl zabývat výzkumem nanomateriálů

Uhlíkaté komponenty atmosféry (TC) organický(oc) a elementární uhlík (EC) Produkty nedokonalého spalování paliv

2.6. Koncentrace elektronů a děr

MĚŘENÍ PLANCKOVY KONSTANTY

SPEKTRÁLNÍ METODY. Ing. David MILDE, Ph.D. Katedra analytické chemie Tel.: ; (c) David MILDE,

Struktura a vlastnosti kovů I.

r W. Shockley, J. Bardeen a W. Brattain, zahájil epochu polovodičové elektroniky, která se rozvíjí dodnes.

Ústřední komise Chemické olympiády. 55. ročník 2018/2019 TEST ŠKOLNÍHO KOLA. Kategorie E ŘEŠENÍ

Nanotechnologie. Problematika nanomateriálů a nanotechnologií z hlediska ochrany zdraví i životního prostředí

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

Úvod do nano a mikrotechnologií

Nanočástice, nanotechnologie a nanoprodukty a jejich vazba na BOZP

Přednáška IX: Elektronová spektroskopie II.

8.STAVBA ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL

Obsah přednášky. princip heterogenní fotokatalýzy

Fotovodivost. Destička polovodiče s E g a indexem lomu n 1. Dopadající záření o intenzitě I 0 a hν E g. Do polovodiče pronikne záření o intenzitě:

Pokročilé cvičení z fyzikální chemie KFC/POK2 Vibrační spektroskopie

Ročník VIII. Chemie. Období Učivo téma Metody a formy práce- kurzívou. Kompetence Očekávané výstupy. Průřezová témata. Mezipřed.

Jméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne Příprava Opravy Učitel Hodnocení

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

ztuhnutím pyrosolu taveniny, v níž je dispergován plyn, kapalina nebo tuhá látka fotochemickým rozkladem krystalů některých solí

Transkript:

Univerzita J.E. Purkyně v Ústí nad Labem Chování látek v nanorozměrech Pavla Čapková Přírodovědecká fakulta Univerzita J.E. Purkyně v Ústí nad Labem Březen 2014

Chování látek v nanorozměrech: Co se děje když zmenšujeme rozměr materiálů z makro nanorozměrům??????? Změna fyzikálních a chemických vlastností

Změna počtu povrchových atomů vzhledem k celkovému počtu atomů 2 nm 1 nm 0.75 nm Při přechodu od makro- a mikro- k nanočásticím se dramaticky mění plocha povrchu k celkovému objemu vzorku a počet atomů na povrchu vzhledem k celkovému počtu atomů vliv na fyzikální a chemické vlastnosti látek Poměr počtu povrchových atomů Ns a celkového počtu atomů Nv - Ns/Nv pro kulovou částici, obsahující celkem Nv atomů.

1. Vliv nanorozměrů na strukturu Povrchové atomy slabě vázané menší počet vazeb???? Důsledky????? Kontrakce mřížových parametrů s klesajícím rozměrem nanočástice

2. Vliv nanorozměru částic na chemickou reaktivitu a vlastnosti dané velikostí povrchů. Přímým důsledkem zmenšení velikosti je obrovský nárůst povrchové plochy na jednotku hmotnosti. Zvětšení povrchové plochy (na jednotku hmotnosti) má za následek zvýšenou chemickou reaktivitu. Katalýza, fotokatalýza, oxidace, rozpustnost Vyšší účinnost katalytických procesů, rozpustnost, mísitelnost..

3. Vliv nanorozměru na tepelné vlastnosti Vliv na teplotu tání Závislost teploty tání na velikosti nanočástic Sn Závislost teploty tání na velikosti nanočástic Au T t pro Au 1319 K Au

4. Vliv nanorozměru na teplotu fázových přechodů Příklad: ZrO 2 v makro-objemu při atmosferickém tlaku a pokojové teplotě má monoklinickou strukturu a při teplotě 1100 C dojde k fázovému přechodu na tetragonální strukturu. V nanorozměrech je tetragonální forma stabilní už při pokojové teplotě. Teplota fázového přechodu ZrO 2 jako funkce průměru nanočástice monoklinická

5. Vliv nanorozměru na optické vlastnosti Vlnová délka světla dopadajícího na nanočástici rozměr částice Oblast, ve které dochází k maximální absorpci fotonů, se liší pro různě velké částice, a proto se v závislosti na velikosti mohou částečky zlata jevit jako červené, modré nebo zlaté. Pět roztoků s nanokrystaly různé velikosti bylo excitováno UV zářením stejné vlnové délky. Barva roztoků je určena rozměry nanočástic.

Pásová teorie pevných látek Překryv dvou p orbitalů atomů stejného prvku dva nové orbitaly V pevné látce: Pokud místo dvou orbitalů, použijeme N orbitalů, kde N je velmi velké číslo, získáme soubor N nových orbitalů, které vytvoří v podstatě souvislý energetický pás. Energie elektronů v pevné látce Pásová struktura: a) kovů, b) izolátorů a c) polovodičů Vodivostní pás Valenční pás Zakázaný pás

Vliv nanorozměru na elektronovou struktutru nanočástice pevná látka Kvantové tečky

Schopnost pracovat s jednotlivými fotony!!!!!

Fluorescence nanočástic polovodiče CdSe ozářeného UV stejné vlnové délky Rostoucí velikost nanočástic od 1 do 20 nm

Nanotechnologie v historii Lykurgovy poháry: pocházejí ze 4. stol. n.l. z období Římské říše (nyní v Britském muzeu) Je-li pohár pozorován v odraženém světle, např. denním světle, je zelený. Je-li zdroj světla umístěn dovnitř poháru, pohár je červený. Je známo jen několik těchto pohárů, všechny jsou římské. Chemická analýza pohárů ukázala, že sklo obsahuje 73 % SiO 2, 14 % Na 2 O a 7 % CaO, tedy složení podobné moderním sklům. Sklo pohárů však obsahuje malé množství zlata (cca 40 ppm) a stříbra (cca 300 ppm). Tyto kovy se ve skle nacházejí ve formě nanokrystalů o rozměru cca 70 nm. Nanokrystaly v pohárech jsou slitinou zlata a stříbra v poměru 3:7. Není známo, jakou technologii výroby těchto pohárů a podobných artefaktů římští skláři používali. Glazury renesanční keramiky obsahují nanočástice mědi a stříbra.

Nanočástice kolem nás Zdroje nanočástic v ovzduší: průmyslové výroby požáry ohňostroje doprava Riziko při vdechování (azbest, nanotrubky, uhlíkaté nanomateriály) Vliv na zdraví a životní prostředí je stále předmětem výzkumu Nanočástice x Nanostrukturovaný materiál

Zdroje a doporučená literatura ke studiu: Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, Editor H. S. Nalva, American Scientific publishers, Stevenson Ranch, California, USA, 2004, ISBN: 1-58883-058-6/ Nanomaterials and nanochemistry Catherine Bréchignac, Philipe Houdy, Marcel Lahmani, editors, Springer,2006, ISBN 978-3-540-72992-1 Nanotechnology Science, Innovation and Opportunity, L.E. Foster, Pearson Education. Inc. 2006, ISBN: 0-13-70-2575-0 Nanotechnology, basic science and emerging technologies, 2002, ACRC Press company, M. Wilson, K. Kannangara, G. Smith, M Simmons, B. Raguse Nanostruktura uhlíkatých materiálů, Z. Weiss, G.Simha Martynková, O. Šustai, tisk Repronis Ostrava, 2005, ISBN 80-7329-083-9