Συναντώντας τον κόσμο της Νανοχημείας

Παρουσίαση με θέμα: "Συναντώντας τον κόσμο της Νανοχημείας"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Συναντώντας τον κόσμο της Νανοχημείας
Χριστοδούλου Σωτήρης ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

2 Ορισμός Νανοτεχνολογία είναι η ικανότητα να καταλαβαίνουμε, να ελέγχουμε, και να διαχειριζόμαστε την ύλη σε επίπεδο ατόμου και μορίου αλλά και σε ‘υπερμοριακό επίπεδο’ για την δημιουργία υλικών, συσκευών και συστημάτων με θεμελιώ- δης καινούργιες ιδιότητες και λειτουργίες λόγω της μικρής δομής τους . Ο ορισμός υποδηλώνει, ότι χρησιμοποιώντας τις ίδιες παραδοχές και εργαλέια , καθ- στούμε μια καινούργια ενιαία βάση στον χώρο της επιστήμης και της μηχανικής σε νανοσκοικές διαστάσεις, και χρησιμοποιώντας τις ατομικές και τις μοριακες αλληλεπιδράσεις για να αναπτύξουμε αποδοτικές βιομηχανικές μεθόδους παρασκευής. -National Science Founfation (NSF) -National Nanotechnology Initiative(NNI) (M.Roco,Handbook of Nanoscience,Engineering and Technology p.2-3) ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

3 Molecular rack and pinion
a, Macroscopic 'rack-and-pinion' mechanism. b, Model of the chemical structure of an HB–NPB molecule. The two nitrogen atoms are in dark blue (carbon atoms in light blue, hydrogen atoms in white). c, STM image of the border of an HB–NPB island with a single molecule adsorbed on its side, which act respectively as the rack and the pinion. a, Two different directions in the manipulation are pointed out, because of the asymmetric shape of the teeth: the step-up (continuous line) and the step-down direction (dashed line), leading to the different distributions of the manipulation angles presented in b and c. In some (minor) cases, our pinion fails to engage the rack-tooth (0° rotations) or engages two points on the longer side of the rack-tooth, giving rise to 120° rotations -Chiaravalotti et al.Nature Material 6:30 , 2007 ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

4 Πόσο μικρό είναι το νανο…;
- ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

5 Ακόμα έχουμε πολλά άτομα
Eικόνα: Αριθμός ατόμων Νατρίου σε σφαιρικο νανοσωματίδιο διαμέτρου d -Roduner E. ,Nanoscopic Materials: Size Dependent Phenomena ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

6 Γιατί να ασχοληθούμε με την νανοτεχνολογία ;
- J.Gimzewski, Leonardo 41(3): ,2008 ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

7 Νανοϋλικά στην Ιστορία
Είναι πιθανό ο ΄΄διαλυτός΄΄ χρυσός να εμφανίστικε περίπου τον 5ο ή 4ο αιώνα π.Χ. στην Αίγυπτο και την Κίνα Νανοϋλικά στην Ιστορία Από το 500 μ.Χ. χρησιμοποιήθηκε ευρέως στην υαλουργία για το κόκκινο χρώμα Το 1857 ο Faraday παρατήρησε τον σχηματισμό βαθύ κόκκινου χρώματος κολλοειδών σωματιδίων χρυσού από την αναγώγή AuCl-4 , χρησιμοποιώντας φώσφορο σε CS2 ( διφασικό σύστημα ) . Chinese Ruby color pottery using gold particles.  Two-light window from a Gothic Revival church in Sydney, Australia exhibits red color because of doping with gold Nanoparticles. -Image Credit: NASA Ames Center for Nanotechnology -Image Credit: NASA Ames Center for Nanotechnology ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

8 ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

9 Οπότε τα Νανοϋλικά δεν είναι καινούργια !!!
Η Νανοεπιστήμη είναι καινούργια , γιατί μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε όργανα και μεθόδους για τον χαρακτηρισμό και την σύνθεση νανοϋλικών έτσι γεννήθηκε η Νανοχημεία !! ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

10 Robert Hooke , 1665 - Hooke R. , Micrographia 1665 ©2011
Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

11 Ηλεκτρονικά Μικροσκόπια
Scaning Electron Microscopy (SEM ) Trasmition Electron Microscopy (TEM) -Robert K., Hamley I., Nanoscale Science and Technology 2005 ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

12 Scanning Probe Microscopes
General Scanning Probe Microscopy (STM) Schematic of tip and sample interaction for STM -Robert K., Hamley I., Nanoscale Science and Technology 2005 ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

13 Scanning Probe Microscopes
General atomic force microscope (AFM) The tip–sample interaction -Robert K., Hamley I., Nanoscale Science and Technology 2005 ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

14 Κύριες δομικές μονάδες
Nanoclusters Nanoparticles ( 0 – D ) ~magic #’s of atoms s-1000s atoms ~nm sizes ~1-100 nm size Nanowires Nanotubes (1 – D ) Filled Hollow ~1-100 nm , up to mm length and beyond Nanosheets ( 2 – D ) 1 atom thick ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

15 Ανισοτροπικά νανοσωματίδια
©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

16 Αλλοτροπικές μορφές άνθρακα
a) Διαμάντι b) Γραφίτης c) Lonsdaleite d) C60 φουλερένιο e) C540 φουλερένιο f) C70 φουλερένιο g) Άμορφο h) Νανοσωλήνας άνθρακα μονού τοιχώματος (SWNT) Αλλοτροπικές μορφές άνθρακα ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

17 Ιδιότητες Νανοσωματιδίων
Οπτικές Ηλεκτρονιακές Μαγνητικές Ιδιότητες Νανοσωματιδίων Μηχανικές Χημικές Θερμικές ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

18 Εφαρμογές Νανοτεχνολογίας
CNT ως “διακόπτες” Εφαρμογές Νανοτεχνολογίας -Lieber C.M , Science ,2000 ,Carbon nanotube-based nonvolatile random access memory for molecular computing.. 289, 94–97 ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

19 Έρχεται το τέλος ; - J.Gimzewski, Leonardo 41(3):259-264,2008 ©2011
Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας

20 Ευχαριστώ για την προσοχή σας !!
Ευχαριστώ για την προσοχή σας !! ©2011 Χριστοδούλου Σ. Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμημα Χημείας