Nanotudományok vívmányai a mindennapokban Lagzi István László Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszék

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Nanotudományok vívmányai a mindennapokban Lagzi István László Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszék"

Laura Balázs
9 évvel ezelőtt
Látták:

1 Nanotudományok vívmányai a mindennapokban Lagzi István László Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszék szeptember 22.

2 Mi az a nano? 1 nm = 10 9 m = m Nanotudományok: nm közötti tartományban vizsgálja a tárgyakat és a jelenségeket kéz Fehérvérsejt DNS nanoskála atomok

3 Richard Feynman, Amerikai Fizikai Társaság 1959 Mi az a nano? There's Plenty of Room at the Bottom (Rengeteg hely van még odalent) Amiről beszélni szeretnék az a dolgok és folyamatok irányítása és ellenőrzése a nagyon kis méretekben.

van még odalent) Amiről beszélni szeretnék az a dolgok és

4 Mi az a nano? I. Az anyag építőköveinek (atomok) manipulálása

5 Mi az a nano? II. Nanorobotok Fantasztikus utazás, 1966 Vérbeli hajsza, 1987

6 Mi az a nano? Feynman által felajánlott két díj: Működő motor elkészítése, amely elfér egy 1/64 (~ 0.4 mm) oldalhosszúságú dobozban. 1960: William McLellan Egy enciklopédia tartalmát egy gombostű fejére felírni azaz az eredeti méret 1/25000-szeresére csökkenteni. 1985: Thomas Newman e-beam litográfia

7 Tájékozódás a nanovilágban Transzmissziós ElektronMikroszkóp (TEM) Pásztázó ElektronMikroszkóp (SEM)

8 Tájékozodás a nanovilágban Pásztázó alagútelektron mikroszkóp (Scanning Tunneling Microscope, STM) Atomerő mikroszkóp (Atomic Force Microscope, AFM) Arany felület Durva felület

9 Milyen nanoobjektumok léteznek? Fém nanorészecskék Szén nanocsövek Liposzómák

10 Manipuláció Anyagtudományok Hogyan tudok hasznos, új anyagokat létrehozni (lehetőleg olcsón!!!) top-down és bottom-up Fentről lefelé Építkezés Alulról felfelé

11 STM Manipuláció top-down fentről lefelé Litográfia (fény, elektonsugár) Xe atomok mozgatása, manipulációja

12 Nanobama Manipuláció Nano-bika A világ legkisebb gőzgépe, a dugattyúk mérete 5 µm Mikro-Zár: kerekek mérete 50 µm

13 Manipuláció bottom-up alulról felfelé kölcsönhatások tervezés, kontroll önszerveződés Építőkövek OLCSÓ (Funkcionális) Struktúra

14 Manipuláció bottom-up alulról felfelé Oldószer elpárologtatás Nanorészecske kristály Nanorészecskék önszerveződésének elősegítése külső tér alkalmazásával

15 Miért különlegesek a nanoanyagok? A nanoméretű részecskék más tulajdonságokkal rendelkeznek, mint az ugyanabból az anyagból álló nagyobb részecskék vagy a tömb anyagok. Fizikai tulajdonság A részecskék többsége... Makroskála a struktúra belsejében található jelentős része a struktúra felületén található Nanoskála Változtatva a struktúra méretét, a felületén és a belsejében levő atomok aránya Olvadáspont alig változik a mérettől független jelentősen változik kisebb részecskékre alacsonyabb

tömb anyagok. Fizikai tulajdonság A részecskék többsége.

16 Miért különlegesek a nanoanyagok? A nanoméretű részecskék más tulajdonsággal rendelkeznek, mint az ugyanabból az anyagból álló nagyobb részecskék vagy a tömb anyag. Optikai tulajdonság Nano-arany Aranytömb

17 Miért különlegesek a nanoanyagok? A nanoméretű részecskék más tulajdonsággal rendelkeznek, mint az ugyanabból az anyagból álló nagyobb részecskék vagy a tömb anyag. Fizikai tulajdonság Nagy fajlagos felület Elektromos tulajdonság Elektromos tulajdonság változhat a nanocső szélességétől, a rétegek számától: vezető vagy félvezető

anyagból álló nagyobb részecskék vagy a tömb anyag.

18 Miért különlegesek a nanoanyagok? A nanoméretű részecskék más tulajdonsággal rendelkeznek, mint az ugyanabból az anyagból álló nagyobb részecskék vagy a tömb anyag. MIÉRT? Mert nanoskálán más kölcsönhatások működnek!!! Atomok, ionok Nanorészecskék Makrovilág Elektromos kölcsönhatás Elektromos és van der Waals kölcsönhatás Gravitációs kölcsönhatás

anyagból álló nagyobb részecskék vagy a tömb anyag. MIÉRT?

19 Miért különlegesek a nanoanyagok? Atomok, ionok Nanorészecskék Elektromos kölcsönhatás Elektromos kölcsönhatás van der Waals kölcsönhatás van der Waals kölcsönhatás

20 Nano a mindennapokban Nanoanyagok: szénszálak (10 nm) + pamutszálakkal Folyadéklepergető, ruha nehezebben szennyeződik

21 Nano a mindennapokban Nanofesték: Vízlepergető, karcolásálló és élénk szín Öntisztuló beton: Csökkenti a levegőszennyezettséget, miközben önmaga nem koszolódik

22 Nano a mindennapokban Napelemek és energia tarolás

23 Nano a mindennapokban Nanorészecskék, mint heterogén katalizátorok nagy fajlagos felület

24 Nano a mindennapokban Jobb képalkotás (MRI) Nanogyógyászat Liposzómák Nanorészecskék Gyógyszerhatóanyag hordozók

25 Nano a természetben testtömeg bogár légy pók gekkó

26 Nano tegnap, ma, Az első tranzisztor, 1947 Az első integrált áramkör, 1958

27 és holnap Nanomédia 1000x nagyobb kapacitás Az információt atomi szinten tárolni! Szövet növesztés Szívizom növesztése nanoszálak mentén

28 Nano holnap Intelligens nanokatalizátorok

29 Nano holnap Nanorobotok?!

30 Nano holnap ph érzékeny hatóanyaghordozók Miura T. et al., Autonomous Motion of Vesicle via Ion Exchange, Langmuir, 2010, 26, Mesterséges kemotaxis??? Lehetséges

31 Nano holnap Mesterséges kemotaxis Legrövidebb út keresése labirintusban Két zsírcsepp

32 Nano veszélyei Információs technológia: korlátlan tárterület adatvédelem és személyiségi jogok Nanokomponensek: élettani hatás, toxikológia Globális klímaváltozás: aeroszol részecskék, felhőfizika hogyan változik a Föld albedója?

33 Köszönöm a figyelmet!

Hasonló dokumentumok

Havancsák Károly, ELTE TTK Fizikai Intézet. A nanovilág. tudománya és technológiája

Havancsák Károly, ELTE TTK Fizikai Intézet 1 A nanovilág tudománya és technológiája Miről lesz szó 2 - Mi a manó az a nano? - Fontos-e a méret? - Miért akarunk egyre kisebb eszközöket gyártani? - Mikor