Нанотехнологии. Наноматериалы. Углеродные наноструктуры

Видеолекции -http://binom.vidicor.ru
В данной презентации использованы, материалы лекций акад. Ю.Д. Третьякова, проф. Е.А. Гудилина, проф. А.В. Шевелькова и проф. М.В. Коробова для сотрудников госкорпорации РОСНАНО;
презентации Осипова Геннадия студента ГАОУ РХ СПО «Аграрного техникума»грарного техникума»

Видеолекции -http://binom.vidicor.ru
Классификация наноструктур

Видеолекции -http://binom.vidicor.ru
Нанопленки
Нанокристаллы можно:
укрупнить
заставить изменить форму
собрать в пленку
Нанопленка Si

Видеолекции -http://binom.vidicor.ru
Нанотрубки
Углеродные нанотрубки:
схемы строения и микрофотография

Видеолекции -http://binom.vidicor.ru
Основные подходы к синтезу наноструктур

Углерод 6 С (Мr=12 а.е.м.)
(С) – типичный неметалл; в периодической системе находится в 2-м периоде IV группе, главной подгруппе. Порядковый номер 6, Мr = 12,011 а.е.м., заряд ядра +6.
Физические свойства: углерод образует множество аллотропных модификаций: алмаз – одно из самых твердых веществ, графит, уголь, сажа, графен и др.
Аллотро́пия — существование двух и более простых веществ одного и того же химического элемента, различных по строению и свойствам — так называемых аллотропных (или аллотропических) модификаций или форм.

Графен – это моноатомный слой, образованный из атомов углерода, который, как и графит, имеет решетку в форме сот. А графит это, соответственно, уложенные друг на друга в стопочку графеновые слои.

Графен- самый прочный, самый легкий и электропроводящий вариант углеродного соединения.
Графен был создан Константином Новосёловым и Андреем Геймом.
За изобретение учёные 2010 году были удостоены Нобелевской премии

Графен изобрели с помощью скотча
В 2004 году Константин Новоселов и Андрей Гейм наложили на слой графита клейкую ленту. Затем отклеили пленку, потом опять наклеили, и так до тех пор, пока не остался всего один слой графена толщиной в один атом. Ученые сумели перенести этот микроскопический слой на силиконовую пластину и объявили о своей победе над природой.
Изображение кристаллической
решетки самого тонкого вещества
на Земле. Длина масштабной
линейки — 2A

Графе́н (англ. graphene) — двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода
толщиной в один атом, находящихся в sp²-гибридизации и соединённых посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку
Графен
Графит
Фуллерены

Он может проводить электричество гораздо лучше меди и кремния.

Использование графена в батарейках может увеличить площадь поверхности и сделать их более мощными, так что они смогут производить достаточно электричества, чтобы ваш мобильный телефон мог работать месяцами без подзарядки.
Несмотря на свою твердость, он достаточно гибкий, так что его можно растянуть практически на 20 процентов.

Благодаря ученым из университета Техаса, электроэнергия теперь сможет сохраняться в устройствах, построенных на основе графеновых суперконденсаторов,
Ученые предложили создать супераккумулятор на основе бора и графена

Использование нанотрубок в производстве аккумуляторов
Китайские ученые создали батареи на основе графена

Слой графена толщиной в один атом способен заменить смазочные масла
Пуленепробиваемый графен позволит создать сверхмощный
бронежилет