Nanokompozyty opracowanie zagadnien id 313534

background image

 

1. Co oznacza termin „bottom up” w odniesieniu do otrzymywania nanocząstek?

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

Przykład 

  

Strategia polegająca na otrzymywaniu nanocząstek od podstaw, szukając cząsteczkowych

 

 

 

 

 

 

 

 

 

składników, które mogę łączyć się w bardziej skomplikowane struktury. Wykorzystuje się

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

przy

tym znajomość chemicznych właściwości pojedynczych cząsteczek. Przykład:

 

 

 

 

 

 

 

 

rozpylanie i piroliza płomieniowa; kondensacja w gazie obojętnym (IGC); procesy

   

 

 

 

 

 

 

 

 

solwotermalne (np. tlenek indowo­cynowy ITO); metody zol­żel; syntezy matrycowe. 
Zaletami tej strategii są czystość cząstek, kontrola kształtu, mała polidyspersja wymiarów.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wadami są wysoka cena i niska wydajność.  
 
2. Co oznacza termin „top down” w odniesieniu do otrzymywania nanocząstek?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Przykład 
Strategia polegająca na otrzymywaniu nanocząstek z materiałów o większych wymiarach.

 

 

 

 

   

   

 

 

Obróbka mechaniczna lub termomechaniczna materiałów makroskopowych, a zwłaszcza

 

 

 

 

 

   

 

surowców mineralnych (ścieranie, mielenie). Przykład: otrzymywanie grafenu poprzez

 

 

 

 

 

 

 

 

eksfoliację tlenku grafitu wykorzystując skupione światło słoneczne, wycinanie cześći do

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

procesorów komputerowych z monokryształu krzemu. 
Zaletą jest duża wydajność, wadami możliwość dostawania się zanieczyszczeń oraz duży

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rozrzut kształtów i rozmiarów cząstek. 
 
3.

Podać

przykład

i

wyjaśnić

cel

zastosowania

wstęg

grafenowych

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nanokompozytach z poli(3­heksylotiofenem). 
Nanowstęgi

grafenowe

(ang.

graphene

nanoribbons,

w

skróbie

GNR)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rozpuszczalne/ulegają

dyspersji

w

rozpuszczalnikach

organicznych

takich

jak

 

 

 

 

 

 

 

tetrahydrofuran, czy chlorobenzen. Ich dodatek do poli(3­heksylotiofenu) (P3HT) zwiększa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ruchliwość nośników ładunku, w porównaniu do urządzeń opartych na czystym P3HT, nie

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

pogarszając innych właściwości elektrycznych. GNR ułatwiają transport ładunków w paśmie

 

 

 

 

 

 

 

   

 

przewodnictwa. Struktury P3HT z dodatkiem 24% GNR zachowują się jak półprzewodnik

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

typu p. Oświetlane, warstwy te wykazują modyfikowalną odpowiedź na sygnał świetlny, co

   

 

   

 

 

 

 

 

   

umożliwia potencjalne zastosowanie ich w urządzeniach optoelektronicznych. 
 
4. Własności i zastosowania nanokompozytów polimerowo­smektytowych 
­

łatwość

recyklingu,

możliwość przywrócenia pierwotnych właściwości tworzyw

 

 

 

 

 

 

 

 

polimerowych. 
­wytrzymałość na rozciąganie, moduł Younga, wydłużenie przy zerwaniu wzrasta wraz z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

dodatkiem smektytu, tym sposobem można przywracać właściwości recyklingowanym

 

 

 

 

 

 

 

 

tworzywom. 
 
­przejrzystość optyczna, mała przepuszczalność par, stąd zastosowanie w opakowaniach 
­izolacja elektryczna 
­dobra odporność termiczna i właściwości mechaniczne­ zastosowanie w motoryzacji 
 
 
 

background image

5. Jaką klasę układów dyspersyjnych reprezentują nanokompozyty? Odpowiedź

 

 

 

 

 

 

 

 

uzasadnić 
Zole i żele stałe. Nanokompozyty klasyfikujemy, jako układy dyspersyjne, w których zarówno

   

 

 

 

 

 

 

   

 

 

ośrodek ciągły, jak i faza rozproszona są ciałami stałymi. Rozmiary cząstek fazy

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

rozproszonej w nanokompozytach są mniejsze od 100 nm, dlatego zaliczyć je można do

   

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

układów koloidalnych. W obrazie mikroskopowym można odróżnić od siebie obie fazy 
6. Na czym polega matrycowa synteza nanocząstek?

 

 

Otrzymywanie cząstek organicznych i nieorganicznych o złożonych strukturach, gdy micele

 

 

   

   

 

 

 

 

się zderzają upakowują się heksagonalnie, kolejnym stopniem upakowania jest układ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lamelarny (płytki). 
Miesza się dwa polimery, z których jeden stanowi matrycę (PS) a drugi, którego jest mniej,

 

 

 

   

 

 

 

 

   

 

 

 

 

będzie stanowił nanocząstki osadzone w matrycy. Następnie matryca jest usuwana i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

uzyskuje się nanocząstki PEO (politlenku etylenu), jeżeli będą one trwale osadzone w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

matrycy, tak, że nie ulegną degradacji. Działając w drugą stronę można uzyskać coś na

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

kształt kompozytu warstwowego np. matryca PS i warstwy PEO. 
 
7. Jak się otrzymuje i jakie istotne właściwości mają organosmektyty?(uzupełnić)
 
Organosmektyty otrzymuje się w procesie organofilizacji. 
 

 

Organofilizacja ma na celu przede wszystkim ułatwienie dyfuzji cząsteczek organicznych 
monomerów do obszarów międzywarstwowych minerału oraz poprawienie adhezji między 
glinokrzemianem a polimerem. 
­właściwości organosmektytów: zdolność wymiany kationów (CEC), zdolność pochłaniania 
jonów z wody, substancji organicznych i roztworów surfaktantów, pęcznieją w wodzie i 
alkoholach 

background image

 

 
 
9. Wymienić klasy układów (nankompozytów), które można otrzymać z polimerów i

 

 

 

 

 

 

 

   

   

warstwowych glinokrzemianów. 
struktura interkalowana (intercalated)

­ uporządkowana, wielowarstwowa, w której łańcuchy

 

 

 

 

   

 

 

polimerowe znajdują się między pojedynczymi, równoległymi warstwami krzemianu 
 
struktura eksfoliowana (exfoliated)

­ warstwy krzemianowe rozproszone są w różnych

 

 

 

 

 

 

   

 

kierunkach w osnowie polimerowej, przez co odległości między płytkami są większe niż w

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

przypadku kompozytów interkalowanych. Daje to szczególnie dobre właściwości

 

 

 

 

 

 

 

 

fizykochemiczne i mechaniczne. 

 

background image

10. Podać i krótko omówić przykład układu naturalnego, który ma cechy

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

nanokompozytu. 
jedwab: kompozyt jednoskładnikowy, układ polipeptydów, włókna jedwabiu struktura

 

 

 

 

 

 

 

 

homogeniczna 

­

jedwab naturalny ­ polipeptydy α­helis (ciągliwy) uzupełniane β­arkuszami (kruchy) 

                α­helisy + β­arkusze   =====> wytrzymałość 

­

jedwab pajęczy ­ innego rodzaju krystality; pająk reguluje ilości struktur, różne

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

właściwości nici ze względu na różne ilości składników w nici. Fibryle tworzą sploty 

 
11. Sklasyfikować nanocząstki z uwagę na ich umowne wymiarowości. Dla każdej z

 

 

   

 

 

 

 

 

 

   

klas podać przykład 
Nanocząstki to stałe cząstki koloidalne o wymiarach w zakresie 1­100nm. W przypadku

   

 

 

   

   

 

 

 

 

nanocząstek odznaczających się dużym współczynnikiem kształtu (np. nanorurki,

 

 

 

 

 

 

 

 

nanoarkusze) przyjmuje się, że przynajmniej jeden z wymiarów musi być <100nm 
Klasyfikują sie w 3 grupy: 0D, 1D i 2D 

­

0D punkt 

­

1D linia 

­

2D arkusz (płaszczyzna) 

Inny podział: 
0D­ mają nanometrowe rozmiary w trzech kierunkach (kropki kwantowe) 
1D­ posiadają nanometrowe rozmiary w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach (druty,

 

 

 

   

 

 

 

 

 

rurki, pręty) np. nanorurki węglowe 
2D­ mają nanometrowy rozmiar w jednym kierunku (warstwy) np. grafen 
3D­ materiały homo­ i heterogeniczne, zbudowane z kryształów o rozmiarach

 

 

   

 

 

 

 

 

 

nanometrowych 
12. Podać i krótko objaśnić główne metody otrzymywania nanokompozytów

 

   

 

 

 

 

 

 

polimerowo­smektytowych. 
­

mieszanie bezpośrednie 

Nanonapełniacz wprowadzany jest bezpośrednio do ciekłego polimeru i wymieszany z nim

 

 

 

 

 

 

   

   

 

mechanicznie. Metoda trudna ze względu na dużą lepkość polimeru, więc stosuje się środki

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

powierzchniowo­czynne poprawiające zwilżalność nanonapełniaczy. Metoda stosowana w

 

 

 

 

 

   

kompozytach polimerowych z nanokrzemionką, nanocząstkami metalicznymi, ceramicznymi,

 

   

 

 

 

 

nanorurkami i krzemionką warstwową. 

 

­ 

mieszanie w roztworze (metoda rozpuszczalnikowa) 

Najpierw nanonapełniacze są mieszane z roztworem polimeru (polimer+rozpuszczalnik). W 
drugim etapie rozpuszczalnik jest odparowywany. Metoda stosowana w kompozytach z 
nanorurkami węglowymi lub krzemianami warstwowymi. 

background image

 

­

polimeryzacja in­situ 

otrzymywanie nanocząstek w trakcie wytwarzania nanokompozytu lub mieszaniu 
nanocząstek z monomerem lub roztworem monomeru, z następującą po nim reakcją 
polimeryzacji. Możliwość tworzenia wiązań między grupami funkcyjnymi monomeru, a 
grupami na powierzchni nanonapełniaczy napewnia lepszą adhezję. Metoda stosowana do 
otrzymywania nanokompozytów krzemionki, aluminium, tytanu, tlenku wapnia z osnowie 
poliamidu 6 lub PMMA. 
a) polimeryzacja inicjowana homogenicznie (inicjator rozproszony w monomerze) 
b) polimeryzacja inicjowana z powierzchni OMMT­ zaczepienie inicjatora na pow. OMMT 
powoduje wzrost łańcuchów makrocząsteczek związków z pow. napełniacza i umożliwia 
otrzymanie nanokompozytów delaminowanych. 

 


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
NIB opracowane zagadnienia id 3 Nieznany
opracowane zagadnienia 2 id 337 Nieznany
M Glowinski Dialog w powiesc opracowanie zagadnien id 274178
opracowane zagadnienia 1 id 337 Nieznany
ZRODLA opracowanie zagadnien id 106168
Biochemia opracowanie zagadnien id 86222
egzamin cogsci opracowanie zagadnie id 152030
Opracowanie zagadnien id 338645 Nieznany
Opracowanie zagadnien IUDG id 3 Nieznany
opracowane zagadnienia mgr id 3 Nieznany
opracowane zagadnienia materialoznawstwo1 id 337743
Opracowanie Zagadnień na egzamin Mikroprocki
opracowane zagadnienia 2011
opracowanie pytan id 338374 Nieznany
Nhip opracowanie pytan id 31802 Nieznany
monopolizacja gospodarki, Opracowane zagadnienia
Opracowanie zagadnień NIK, Bezpieczenstwo Narodowe rok I

więcej podobnych podstron