Hidrokarbonlar arasındaki genetik bağlantı. "Hidrokarbonlar, alkoller, aldehitler ve ketonların genetik ilişkisi" dersinin teması Amaç Bu bilgi için yapısal formüller oluşturma yeteneğini geliştirmek

“Kimyanın amacı altın ve gümüş yapmak değil, ilaç yapmaktır” Paracelsus (), İsviçreli doktor.

Metni okuyun ve görevleri yapın Tıbbın başarılarını saymayın: Bu yüzyılın başlarında Genomlar, klonlar ve aşılar insan zihnine girdi. Heyecan, mutluluk, neşe, acı - Temelde kimya yasaları var, Ama nasıl çalışıyorlar? Evrenin sırlarına girelim, Ne de olsa bu arzu keskinliği günlerimizi belirler.

Antik bilim kesindir: Savunur (Ve Paracelsus öyle istedi) Sağlık ve stres dengesi Vücudumuzun hücrelerine giren süreçlerin dengesi gibi. Dikkatsiz etki Dengeyi değiştirmek zor değil, Sağlığa çok zarar vermek. Bilim bize bir çözüm sunuyor, Yıkım hastalıklarını önlemek için Yarım adım önde.

Görevleri tamamlayın 1. Şiirde adı geçen tüm maddelerin tam ve kısaltılmış yapısal formüllerini yazın. 2. Kimyasal dengedeki değişimi etkileyen faktörleri listeleyiniz. 3. "Sentez" (eşanlamlı?) kelimesinin anlamını açıklayın. Bilimsel kavram ne olacak - "sentez" kelimesinin zıt anlamlısı? 4. Şiirde ele alınan maddelerin dönüşüm zincirini yapın. Tüm maddeleri adlandırın. 5.Aşağıdaki dönüşümleri gerçekleştirmek için kullanılabilecek kimyasal reaksiyonların denklemlerini yazın: etanolasetaldehidasetik asitkarbon oksit (IV) 6. KELİMENİN TIP Olabilir ifadesine katılıyor musunuz? Detaylı cevap verin..

"Hidrokarbonlar, alkoller, aldehitler ve ketonların genetik ilişkisi" dersinin teması Amaç Bu bilgiler için yapısal formüller oluşturma becerisini geliştirmek. Organik maddelerin dönüşüm zincirlerini uygulama becerisini oluşturmak. Organik maddelerin sınıflandırılması ve isimlendirilmesi hakkındaki bilgileri geliştirmek.

Faaliyet programı "Bu bilgiden bir maddenin yapısal formülünün derlenmesi" 1) Bu bilgiyi şemaların diline çevirin. 2) Bağlantı sınıfını varsayın. 3) Bileşik sınıfını ve yapısal formülünü ayarlayın. 4) Devam eden reaksiyonların denklemlerini yazın.

Faaliyet programı: "Dönüşüm zincirlerinin uygulanması" 1). Kimyasal reaksiyonları listeleyiniz. 2) Dönüşüm zincirindeki her bir maddenin sınıfını belirleyin ve imzalayın. 3) Zinciri analiz edin: A) Okun üzerine reaktiflerin formüllerini ve reaksiyon koşullarını yazın; B) Ek ürünler için formülleri okun altına eksi işaretiyle yazın. 4) Reaksiyon denklemlerini yazın: A) Katsayıları düzenleyin; b) Tepkimenin ürünlerini adlandırın.

Organik bileşiklerin karbon zincirinin yapısına göre sınıflandırılması 1. Karbon iskeletinin doğasına bağlı olarak, asiklik (doğrusal ve dallı ve siklik bileşikler) ayırt edilir Asiklik (alifatik, siklik olmayan) bileşikler - açık olan bileşikler doğrusal veya dallı UC'ye genellikle normal denir. UC döngüsünde kapalı moleküller içerir

Bireysel karbon atomlarının sınıflandırılması Karbon iskeletlerinin kendilerinde, tek tek karbon atomlarını kimyasal olarak bağlı karbon atomlarının sayısına göre sınıflandırmak gelenekseldir. Belirli bir karbon atomu bir karbon atomuna bağlanırsa, buna iki - ikincil, üç - üçüncül ve dört - Kuaterner ile birincil denir. Karbon iskeletlerinin kendilerinde, tek tek karbon atomlarını kimyasal olarak bağlı karbon atomlarının sayısına göre sınıflandırmak gelenekseldir. Belirli bir karbon atomu bir karbon atomuna bağlanırsa, buna iki - ikincil, üç - üçüncül ve dört - Kuaterner ile birincil denir. Gösterilen karbon atomunun adı nedir: Gösterilen karbon atomunun adı nedir: a) dairenin içinde _________________; b) karenin içinde __________________; c) kalbin içinde __________________; d) üçgenin içinde _________________;

"Genetik bağlantı" - H2. Na2O. NaOH. Diyagramın doğru olduğunu kontrol edin. Genetik çizgi denir. Asit. "Genetik bağlantı" kavramını tanımlar. Oksitler. HNO3. Tuz. Hayır. Na2SO4. SỐ 3. Na3P04. "Genetik seri" kavramının tanımını formüle edin. Asitler. Basit. Tuz. Na ve S tarafından oluşturulan madde sınıfları arasındaki olası ilişkilerin diyagramlarını çizin.

"Doymamış hidrokarbonlar" - Etilen gerçekten de bir gazdır. Pişirme işlemi. Polietilenden etilen elde edilmesi Etilenin doymamış doğasının kanıtı. Proje. Bir deney yapmak. Sonuçlarımız. Sorun. Doymamış hidrokarbonlar: geleceğin malzemeleri. Sonuçlar. Başlama. Bitirme. Hipotezden araştırmaya. Etilen neden gaz ve polietilen katıdır?

"Dien hidrokarbonlar" - Dien hidrokarbonlar. Kauçuk ihtiyacı. Parankimal - guayule. 1493 lastikler. Trans -. doğal kauçuk. Doğal kauçuğun bileşimi ve yapısı. İstemek yetmez, yapmalısın." J.W. Goethe. Elastik. Lateks - hevea brezilya. İlk sentetik kauçuklar. Yılda bir ağaçtan 7,5 kg'a kadar. İzoprenin trans izomeri.

"Hidrokarbonlar" - Alkenlere kalitatif reaksiyon. Doğal gaz ve petrol çıkarma yöntemleri. aromatik hidrokarbonlar. Naftalin. Dersin özeti. Markovnikov Vladimir Vasilyevich (1837 - 1904). Çözücüler Sentetik kauçuk Plastikler. Benzin. Patlayıcılar. Metandan polivinil klorür üretimi için bir plan önerin.

"Aromatik hidrokarbonlar" - Amit. 12. Petrol ksileni, karışık solventlerin bir parçasıdır. Hedef. Klinker. 26. Makine - pompalama yağı. Karbonun allotropik modifikasyonu. 19. Vernik. 25. Yakut. 27. Şeffaf korindon çeşidi. 27. Diyaliz. 13. Adlandırma. 15. Ksilen. atıl gaz. Nefelin. 28. Yanıcı ve yanıcı. Kırmızı pirinç. 17.

"Nihai hidrokarbon kimyası" - 1. Doymuş hidrokarbonların en karakteristik reaksiyonları ikame reaksiyonlarıdır. Fiş. C3H8. CH4. CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + 880kJ. C2H6. Laboratuvarda. Propan. Karbonhidratları (alkanlar veya parafinler) sınırlayın. Örnekler ver. 2. Tüm doymuş hidrokarbonlar, karbon monoksit (IV) ve su oluşumuyla yanar.

Yerleştirme kodu

Temas halinde

sınıf arkadaşları

Telgraf

incelemeler

Yorum yaz

slayt 2

Madde sınıfları arasındaki ilişki, genetik zincirlerle ifade edilir.

• Genetik seri, kimyasal dönüşümlerin uygulanmasıdır, bunun sonucunda bir sınıftaki maddelerden başka bir sınıfa ait maddeler elde edilebilir.
• Genetik dönüşümleri gerçekleştirmek için bilmeniz gerekenler:
• madde sınıfları;
• maddelerin isimlendirilmesi;
• maddelerin özellikleri;
• reaksiyon türleri;
• nominal reaksiyonlar, örneğin Wurtz sentezi:

Tüm slaytları görüntüle

Soyut

nano nedir?

.�

slayt 3

slayt 4

slayt 5

slayt 6

Slayt 7

Slayt 9

Slayt 10

slayt 11

slayt 12

slayt 13

Slayt 14

Video gösterimi.

slayt 15

slayt 16

Slayt 17

Slayt 18

Slayt 19

Slayt 20

slayt 21

slayt 22

slayt 23

slayt 24

Slayt 25

nano nedir?

Yeni teknolojiler, insanlığı ilerleme yolunda ilerleten şeydir.�

Bu çalışmanın amaç ve hedefleri, öğrencilerin çevrelerindeki dünya, yeni başarılar ve keşifler hakkındaki bilgilerinin genişletilmesi ve geliştirilmesidir. Karşılaştırma, genelleme becerilerinin oluşumu. Ana şeyi vurgulama yeteneği, yaratıcı ilginin gelişimi, malzeme arayışında bağımsızlık eğitimi.

21. yüzyılın başlangıcı biyoloji, kimya, BT ve fiziği birleştiren nanoteknolojilerle işaretlenmiştir.

Son yıllarda, bilimsel ve teknolojik ilerlemenin hızı, yapay olarak oluşturulmuş nanometre boyutlu nesnelerin kullanımına bağlı hale geldi. 1-100 nm boyutlarında temellerinde oluşturulan madde ve nesnelere nanomalzemeler, üretim ve kullanım yöntemlerine nanoteknolojiler denir. Çıplak gözle, bir kişi yaklaşık 10 bin nanometre çapında bir nesneyi görebilir.

En geniş anlamıyla nanoteknolojiler, atomik, moleküler ve makromoleküler seviyelerde bir ile yüz nanometre arasında değişen boyutlarda araştırma ve geliştirme; ultra küçük boyutları nedeniyle esasen yeni özelliklere ve işlevlere sahip olan yapay yapıların, cihazların ve sistemlerin oluşturulması ve kullanılması; mesafelerin atomik ölçeğinde maddenin manipülasyonu.

slayt 3

Teknoloji, her birimiz için yaşam kalitesini ve içinde yaşadığımız devletin gücünü belirler.

Tekstil endüstrisinde başlayan Sanayi Devrimi, demiryolu teknolojisinin gelişimini teşvik etti.

Gelecekte, otomotiv endüstrisinde yeni teknolojiler olmadan çeşitli malların taşınmasının büyümesi imkansız hale geldi. Böylece her yeni teknoloji, ilgili teknolojilerin doğmasına ve gelişmesine neden olmaktadır.

İçinde yaşadığımız şimdiki zaman dilimine bilimsel ve teknolojik devrim veya bilgi denir. Bilgi devriminin başlangıcı, onsuz modern toplumun yaşamının artık hayal edilmediği bilgisayar teknolojisinin gelişmesiyle aynı zamana denk geldi.

Bilgisayar teknolojisinin gelişimi her zaman elektronik devre elemanlarının minyatürleştirilmesi ile ilişkilendirilmiştir. Şu anda, bir bilgisayar devresinin bir mantıksal elemanının (transistör) boyutu yaklaşık 10-7 m'dir ve bilim adamları, bilgisayar elemanlarının daha da minyatürleştirilmesinin ancak "nanoteknoloji" adı verilen özel teknolojiler geliştirildiğinde mümkün olduğuna inanmaktadır.

slayt 4

Yunancadan çevrilen "nano" kelimesi cüce, cüce anlamına gelir. Bir nanometre (nm), metrenin milyarda biridir (10-9 m). Nanometre çok küçüktür. Bir nanometre, bir parmağın kalınlığının Dünya'nın çapından daha az olması kadar, bir metreden çok daha küçüktür. Çoğu atomun çapı 0.1 ile 0.2 nm arasındadır ve DNA zincirleri yaklaşık 2 nm kalınlığındadır. Kırmızı kan hücrelerinin çapı 7000 nm ve bir insan saçının kalınlığı 80.000 nm'dir.

Şekilde, soldan sağa, artan boyut sırasına göre, bir atomdan güneş sistemine kadar çeşitli nesneler gösterilmektedir. İnsan, çeşitli büyüklükteki nesnelerden yararlanmayı zaten öğrenmiştir. Atom enerjisini çıkararak atomların çekirdeklerini bölebiliriz. Kimyasal reaksiyonlar yoluyla benzersiz özelliklere sahip yeni moleküller ve maddeler elde ederiz. Özel araçların yardımıyla, bir kişi bir toplu iğne başından uzaydan bile görülebilen devasa yapılara kadar nesneler yaratmayı öğrendi.

Ancak şekle dikkatlice bakarsanız, bilim adamlarının uzun süredir ayak basmadığı oldukça geniş bir aralığın (logaritmik ölçekte) olduğunu görebilirsiniz - yüz nanometre ile 0,1 nm arasında. Nanoteknolojiler, 0.1 nm ila 100 nm arasında değişen nesnelerle çalışmak zorundadır. Ve nanodünyanın bizim için çalışmasının mümkün olduğuna inanmak için her türlü neden var.

Nanoteknolojiler kimya, fizik ve biyolojideki en son başarıları kullanır.

slayt 5

Son araştırmalar, eski Mısır'da saçları siyaha boyamak için nanoteknolojinin kullanıldığını göstermiştir. Bunu yapmak için Ca(OH)2 kireç, kurşun oksit ve sudan oluşan bir macun kullanıldı. Boyama işleminde, keratinin bir parçası olan kükürt ile etkileşim sonucunda, homojen ve stabil boyama sağlayan kurşun sülfür (galen) nanoparçacıkları elde edilmiştir.

British Museum, eski Roma ustaları tarafından yapılan "Lycurgus Cup" (kadenin duvarları bu büyük Spartalı yasa koyucunun hayatından sahneleri tasvir ediyor) tutar - cama eklenen mikroskobik altın ve gümüş parçacıkları içerir. Farklı aydınlatma altında, kadeh rengini değiştirir - koyu kırmızıdan açık altın rengine. Ortaçağ Avrupa katedrallerinde vitray pencereler oluşturmak için benzer teknolojiler kullanıldı.

Şu anda bilim adamları, bu parçacıkların boyutlarının 50 ila 100 nm arasında olduğunu kanıtladılar.

slayt 6

1661'de İrlandalı kimyager Robert Boyle, Aristoteles'in Dünyadaki her şeyin dört elementten oluştuğunu - su, toprak, ateş ve hava (o zamanki simya, kimya ve fiziğin temellerinin felsefi temeli) oluşturduğu ifadesini eleştirdiği bir makale yayınladı. Boyle, her şeyin "parçacıklardan" - farklı kombinasyonlarda çeşitli maddeler ve nesneler oluşturan ultra küçük parçalardan - oluştuğunu savundu. Daha sonra, Democritus ve Boyle'un fikirleri bilim topluluğu tarafından kabul edildi.

1704'te Isaac Newton, cisimciklerin gizeminin incelenmesi hakkında önerilerde bulundu;

1959'da Amerikalı fizikçi Richard Feynman şöyle dedi: "Şu an için doğanın bize sunduğu atomik yapıları kullanmak zorunda kalıyoruz." "Fakat prensipte bir fizikçi herhangi bir maddeyi belirli bir kimyasal formülle sentezleyebilir."

1959'da Norio Taniguchi "nanoteknoloji" terimini ilk kez kullandı;

1980'de Eric Drexler terimi kullandı.

Slayt 7

Richard Phillips Feyman (1918-1988), Amerikalı fizikçi. Kuantum elektrodinamiğinin kurucularından biri. 1965'te Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı.

Feynman'ın "Aşağıda hala çok yer var" olarak bilinen ünlü konuşması, bugün nanodünyayı fethetme mücadelesinin başlangıç ​​noktası olarak kabul ediliyor. İlk olarak 1959'da Caltech'te okundu. Dersin başlığındaki "aşağıda" kelimesi "çok küçük bir dünya" anlamına geliyordu.

Nanoteknoloji başlı başına bir bilim dalı olarak ortaya çıktı ve 1980'lerin başında Amerikalı bilim adamı Eric Drexler'in ayrıntılı bir analizini ve Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology adlı kitabının yayınlanmasını takiben uzun vadeli bir teknik projeye dönüştü.

Slayt 9

Nano nesneleri gözlemlemeyi ve hareket ettirmeyi mümkün kılan ilk cihazlar, benzer bir prensipte çalışan bir atomik kuvvet mikroskobu ve bir tarama tünelleme mikroskobu olan taramalı sonda mikroskoplarıydı. Atomik kuvvet mikroskobu (AFM), bu çalışmaları nedeniyle 1986 yılında Nobel Ödülü'ne layık görülen Gerd Binnig ve Heinrich Rohrer tarafından geliştirildi.

Slayt 10

AFM, genellikle silikondan yapılmış ve ince bir plaka konsolu temsil eden bir sondaya dayanır (İngilizce "konsol" - konsol, kiriş kelimesinden konsol olarak adlandırılır). Konsolun sonunda, bir veya daha fazla atomdan oluşan bir grupla biten çok keskin bir başak vardır. Ana malzeme silikon ve silisyum nitrürdür.

Mikroprob numunenin yüzeyi boyunca hareket ettiğinde, sivri ucun ucu yükselir ve alçalarak yüzeyin mikro rölyefini çizer, tıpkı bir gramofon iğnesinin bir gramofon kaydı üzerinde kayması gibi. Konsolun çıkıntılı ucunda lazer ışınının üzerine düştüğü ve lazer ışınının yansıtıldığı bir ayna alanı vardır. Sivri uç yüzey düzensizlikleri üzerinde alçaldıkça ve yükseldikçe, yansıyan ışın saptırılır ve bu sapma bir fotodedektör tarafından kaydedilir ve sivri ucun yakındaki atomlara çekilme kuvveti bir piezoelektrik sensör tarafından kaydedilir.

Geri besleme sisteminde fotodedektör ve piezoelektrik sensör verileri kullanılır. Sonuç olarak, gerçek zamanlı olarak numune yüzeyinin üç boyutlu bir kabartmasını oluşturmak mümkündür.

slayt 11

Başka bir taramalı prob mikroskopları grubu, yüzey topografisini oluşturmak için kuantum-mekanik "tünel etkisi" denilen şeyi kullanır. Tünel etkisinin özü, keskin bir metal iğne ile yaklaşık 1 nm mesafede bulunan bir yüzey arasındaki elektrik akımının bu mesafeye bağlı olmaya başlamasıdır - mesafe ne kadar küçükse, akım o kadar büyük olur. İğne ile yüzey arasına 10 V'luk bir voltaj uygulanırsa, bu "tünelleme" akımı 10 pA ile 10 nA arasında olabilir. Bu akımı ölçerek ve sabit tutarak iğne ile yüzey arasındaki mesafe de sabit tutulabilir. Bu, üç boyutlu bir yüzey profili oluşturmanıza olanak tanır. Bir atomik kuvvet mikroskobunun aksine, bir taramalı tünelleme mikroskobu yalnızca metallerin veya yarı iletkenlerin yüzeylerini inceleyebilir.

Herhangi bir atomu operatör tarafından seçilen bir noktaya taşımak için bir tarama tünelleme mikroskobu kullanılabilir. Böylece atomları manipüle etmek ve nanoyapılar oluşturmak mümkündür, yani. yüzeyde nanometre boyutunda yapılar. 1990'da IBM çalışanları, şirketlerinin adını 35 ksenon atomundan oluşan bir nikel plakaya ekleyerek bunun mümkün olduğunu gösterdi.

Konik diferansiyel, Moleküler Üretim Enstitüsü'nün web sitesinin ana sayfasını süslüyor. E. Drexler tarafından toplam 8298 numaralı hidrojen, karbon, silikon, azot, fosfor, hidrojen ve kükürt atomlarından derlenmiştir. Bilgisayar hesaplamaları, varlığının ve işleyişinin fizik yasalarına aykırı olmadığını göstermektedir.

slayt 12

A.I.'nin adını taşıyan Rus Devlet Pedagoji Üniversitesi'nin nanoteknoloji sınıfındaki lise öğrencileri sınıfı. Herzen.

slayt 13

Nanoyapılar yalnızca tek tek atomlardan veya tek moleküllerden değil, moleküler bloklardan da oluşturulabilir. Nano yapılar oluşturmak için bu tür bloklar veya elementler grafen, karbon nanotüpler ve fullerenlerdir.

Slayt 14

1985 Richard Smalley, Robert Curl ve Harold Kroto, ilk kez 1 nm'lik bir nesneyi ölçebilen fullerenleri keşfetti.

Fullerenler, bir küre şeklinde düzenlenmiş 60 atomdan oluşan moleküllerdir. 1996 yılında bir grup bilim insanı Nobel Ödülü'ne layık görüldü.

Video gösterimi.

slayt 15

Küçük bir katkı maddesi (% 1'den fazla olmayan) fulleren içeren alüminyum, çeliğin sertliğini kazanır.

slayt 16

Grafen, her bir hücresi bir bal peteğine benzeyen bir kafes oluşturmak üzere birbirine bağlanmış tek bir düz karbon atomu tabakasıdır. Grafendeki en yakın karbon atomları arasındaki mesafe yaklaşık 0.14 nm'dir.

Işık topları karbon atomlarıdır ve aralarındaki çubuklar atomları grafen tabakasında tutan bağlardır.

Slayt 17

Sıradan kurşun kalem uçlarının yapıldığı grafit, bir yığın grafendir. Grafitteki grafenler çok zayıf bir şekilde bağlanır ve birbirlerine göre kayabilir. Bu nedenle, kağıt üzerine grafit çizerseniz, onunla temas eden grafen levha grafitten ayrılır ve kağıt üzerinde kalır. Bu, grafitin neden yazılabileceğini açıklar.

Slayt 18

Dendrimerler, "aşağıdan yukarıya" yönde nanodünyaya giden yollardan biridir.

Ağaç benzeri polimerler, moleküllerin bir dallanma yapısı ile birleştirilmesiyle oluşturulan, boyutları 1 ila 10 nm arasında değişen nanoyapılardır. Dendrimer sentezi, polimer kimyası ile yakından ilgili olan nanoteknolojilerden biridir. Tüm polimerler gibi dendrimerler de monomerlerden oluşur ve bu monomerlerin molekülleri dallanmış bir yapıya sahiptir.

Varlığında dendrimerlerin oluştuğu madde ile doldurulmuş boşluklar dendrimer içinde oluşabilir. Bir ilaç içeren bir çözeltide bir dendrimer sentezlenirse, bu dendrimer bu ilaçla bir nanokapsül haline gelir. Ek olarak, dendrimer içindeki boşluklar, çeşitli hastalıkları teşhis etmek için kullanılan radyoaktif olarak etiketlenmiş maddeler içerebilir.

Slayt 19

Vakaların %13'ünde insanlar kanserden ölüyor. Bu hastalık her yıl dünya çapında yaklaşık 8 milyon insanı öldürüyor. Birçok kanser türü hala tedavi edilemez olarak kabul edilmektedir. Bilimsel çalışmalar, nanoteknoloji kullanımının bu hastalıkla mücadelede güçlü bir araç olabileceğini göstermektedir. Dendrimerler - kanser hücreleri için zehirli kapsüller

Kanser hücrelerinin bölünmek ve büyümek için çok fazla folik aside ihtiyacı vardır. Bu nedenle folik asit molekülleri kanser hücrelerinin yüzeyine çok iyi yapışır ve dendrimerlerin dış kabuğu folik asit molekülleri içeriyorsa, bu tür dendrimerler seçici olarak sadece kanser hücrelerine yapışacaktır. Bu tür dendrimerlerin yardımıyla, örneğin ultraviyole ışık altında parlayan dendrimerlerin kabuğuna başka moleküller eklenirse kanser hücreleri görünür hale getirilebilir. Dendrimerin dış kabuğuna kanser hücrelerini öldüren bir ilaç bağlayarak, sadece onları tespit etmekle kalmaz, aynı zamanda onları öldürür.

Bilim adamlarına göre, nanoteknolojinin yardımıyla, hastalığın gelişiminin ilk belirtilerini uyaran insan kan hücrelerine mikroskobik sensörler yerleştirilebilir.

Slayt 20

Kuantum noktaları, biyologların canlı hücrelerin içindeki farklı yapıları görmeleri için zaten kullanışlı bir araçtır. Çeşitli hücresel yapılar eşit derecede şeffaf ve lekesizdir. Bu nedenle, hücreye mikroskopla bakarsanız, kenarlarından başka bir şey görünmez. Belirli bir hücre yapısını görünür kılmak için belirli hücre içi yapılara yapışabilen çeşitli boyutlarda kuantum noktaları oluşturulmuştur.

Moleküller, hücrenin iç iskeletini oluşturan mikrotübüllere yapışabilen en küçük, parlak yeşil ışığa yapıştırıldı. Orta büyüklükteki kuantum noktaları Golgi aygıtının zarlarına yapışabilirken, en büyükleri hücre çekirdeğine yapışabilir. Hücre, tüm bu kuantum noktalarını içeren bir çözeltiye batırılır ve bir süre içinde tutulur, içeriye nüfuz eder ve olabilecekleri yere yapışır. Daha sonra hücre, kuantum noktaları içermeyen bir solüsyonda ve mikroskop altında yıkanır. Hücresel yapılar açıkça görünür hale geldi.

Kırmızı çekirdektir; yeşil - mikrotübüller; sarı - Golgi aygıtı.

slayt 21

Titanyum dioksit, TiO2, dünyadaki en yaygın titanyum bileşiğidir. Tozunun göz kamaştırıcı beyaz bir rengi vardır ve bu nedenle boya, kağıt, diş macunu ve plastik üretiminde boya olarak kullanılır. Bunun nedeni çok yüksek bir kırılma indeksidir (n=2.7).

Titanyum oksit TiO2 çok güçlü bir katalitik aktiviteye sahiptir - kimyasal reaksiyonların seyrini hızlandırır. Ultraviyole radyasyonun varlığında, su moleküllerini, organik bileşiklerin karbondioksit ve suya ayrışacağı kadar yüksek aktiviteye sahip serbest radikallere - hidroksil grupları OH- ve süperoksit anyonları O2-'ye ayırır.

Partiküllerinin boyutu küçüldükçe katalitik aktivite artar, bu nedenle suyu, havayı ve çeşitli yüzeyleri genellikle insanlara zararlı olan organik bileşiklerden arındırmak için kullanılırlar.

Yolların etrafındaki ekolojiyi iyileştirecek olan yol betonunun bileşimine fotokatalizörler dahil edilebilir. Ek olarak, egzoz gazlarındaki zararlı safsızlıkların içeriğini de azaltması gereken bu nanopartiküllerden otomotiv yakıtına toz eklenmesi önerilmektedir.

Cam üzerinde biriken titanyum dioksit nanoparçacıklarından oluşan bir film şeffaftır ve gözle görülmez. Bununla birlikte, bu tür cam, güneş ışığının etkisi altında, organik kirletici maddelerden kendi kendini temizleyebilir ve herhangi bir organik kiri karbondioksit ve suya dönüştürebilir. Titanyum oksit nanoparçacıkları ile işlenmiş cam yağlı lekeler içermez ve bu nedenle su ile iyice ıslanır. Sonuç olarak, bu tür camlar daha az buğulanır, çünkü su damlacıkları hemen cam yüzeyi boyunca yayılarak ince şeffaf bir film oluşturur.

Titanyum dioksit iç mekanlarda çalışmayı durdurur çünkü. Yapay ışıkta, neredeyse hiç ultraviyole radyasyon yoktur. Ancak bilim adamları, yapısını biraz değiştirerek, güneş spektrumunun görünür kısmına duyarlı hale getirmenin mümkün olacağına inanıyorlar. Bu tür nanopartiküller temelinde, örneğin tuvalet odaları için bir kaplama yapmak mümkün olacaktır, bunun sonucunda tuvalet yüzeylerindeki bakteri ve diğer organik madde içeriği birkaç kat azaltılabilir.

Ultraviyole radyasyonu emme kabiliyeti nedeniyle titanyum dioksit, kremler gibi güneşten koruyucuların üretiminde zaten kullanılmaktadır. Krem üreticileri, güneş kreminin neredeyse mutlak şeffaflığını sağlayacak kadar küçük olan nanopartiküller şeklinde kullanmaya başladılar.

slayt 22

Kendi kendini temizleyen nanoçim ve "nilüfer etkisi"

Nanoteknoloji, masaj mikro fırçasına benzer bir yüzey oluşturmayı mümkün kılar. Böyle bir yüzeye nanoçim denir ve birbirinden eşit uzaklıkta bulunan aynı uzunluktaki paralel nanoteller (nanorodlar) kümesidir.

Bir nanoçimen üzerine düşen bir su damlası, sıvının yüksek yüzey gerilimi tarafından önlendiği için nanoçimen arasına giremez.

Bir nanoçitin ıslanabilirliğini daha da küçültmek için yüzeyi ince bir hidrofobik polimer tabakası ile kaplanır. Ve sonra sadece su değil, aynı zamanda herhangi bir parçacık da nanoçime asla yapışmaz çünkü. sadece birkaç noktadan dokunun. Bu nedenle, nanovilli ile kaplı yüzeydeki kir parçacıkları ya kendiliğinden düşer ya da yuvarlanan su damlaları tarafından taşınır.

Yapışkan bir yüzeyin kir parçacıklarından kendi kendini temizlemesine "nilüfer etkisi" denir, çünkü. nilüfer çiçekleri ve yaprakları, etrafındaki su çamurlu ve kirli olduğunda bile saftır. Bunun nedeni, yaprakların ve çiçeklerin suyla ıslanmamasıdır, bu nedenle su damlaları cıva topları gibi yuvarlanır, iz bırakmaz ve tüm kiri temizler. Yapıştırıcı ve bal damlaları bile lotus yapraklarının yüzeyinde kalamaz.

Lotus yapraklarının tüm yüzeyinin, yaklaşık 10 mikron yüksekliğinde mikro sivilcelerle yoğun bir şekilde kaplandığı ve sivilcelerin kendilerinin daha küçük mikrovillilerle kaplandığı ortaya çıktı. Çalışmalar, tüm bu mikro sivilce ve villusların, hidrofobik özelliklere sahip olduğu bilinen ve nilüfer yapraklarının yüzeyinin nanoçim gibi görünmesini sağlayan balmumundan yapıldığını göstermiştir. Nilüfer yapraklarının ıslanabilirliğini önemli ölçüde azaltan şey, yüzeyinin sivilceli yapısıdır. Karşılaştırıldığında, bir manolya yaprağının kendi kendini temizleme yeteneği olmayan nispeten pürüzsüz yüzeyi.

Böylece nanoteknolojiler, kendi kendini temizleyen kaplamalar ve aynı zamanda su itici özelliklere sahip malzemeler yaratmayı mümkün kılar. Bu tür kumaşlardan yapılan malzemeler her zaman temiz kalır. Dış yüzeyi nanovilli ile kaplı kendi kendini temizleyen ön camlar zaten üretiliyor. Böyle bir camda "sileceklerin" yapacak bir şeyi yoktur. Piyasada araba tekerlekleri için kalıcı olarak temizlenen, "nilüfer efekti" ile kendi kendini temizleyen jantlar var ve şimdi bile evin dışını kirin yapışmadığı bir boya ile boyamak mümkün.

İsviçreli bilim adamları, birçok küçük silikon elyafla kaplanmış polyesterden su geçirmez bir malzeme oluşturmayı başardılar.

slayt 23

Nanotellere, metal, yarı iletken veya dielektrikten yapılmış, nanometre mertebesinde bir çapa sahip teller denir. Nanotellerin uzunluğu genellikle çaplarını 1000 kat veya daha fazla aşabilir. Bu nedenle, nanotellere genellikle tek boyutlu yapılar denir ve son derece küçük çapları (yaklaşık 100 atom boyutu), çeşitli kuantum mekaniksel etkilerin ortaya çıkmasını mümkün kılar. Nanoteller doğada yoktur.

Nanotellerin benzersiz elektriksel ve mekanik özellikleri, gelecekteki nanoelektronik ve nanoelektromekanik cihazlarda ve ayrıca yeni kompozit malzemeler ve biyosensörlerde kullanımları için ön koşullar yaratır.

slayt 24

Transistörlerin aksine, pil minyatürleştirme çok yavaştır. Bir güç birimine indirgenen galvanik pillerin boyutu son 50 yılda sadece 15 kat azaldı ve transistörün boyutu aynı süre içinde 1000 kattan fazla azaldı ve şimdi yaklaşık 100 nm. Otonom bir elektronik devrenin boyutunun genellikle elektronik dolumu ile değil, akım kaynağının boyutu ile belirlendiği bilinmektedir. Aynı zamanda, cihazın elektroniği ne kadar akıllıysa, ihtiyaç duyduğu pil o kadar büyük olur. Bu nedenle, elektronik cihazların daha da minyatürleştirilmesi için yeni tip pillerin geliştirilmesi gerekmektedir. Burada yine nanoteknoloji yardımcı oluyor.

2005 yılında Toshiba, negatif elektrotu lityum titanat nanokristallerle kaplanmış bir prototip lityum-iyon şarj edilebilir pil yarattı ve bunun sonucunda elektrot alanı onlarca kat arttı. Yeni pil, sadece bir dakikalık şarjla kapasitesinin %80'ine ulaşabiliyorken, geleneksel lityum iyon piller dakikada %2-3 oranında şarj oluyor ve tam olarak şarj olması bir saat sürüyor.

Yüksek şarj hızına ek olarak, nanoparçacık elektrotları içeren pillerin kullanım ömrü daha uzundur: 1000 şarj/deşarj döngüsünden sonra kapasitesinin yalnızca %1'i kaybolur ve yeni pillerin toplam ömrü 5 bin döngüden fazladır. Yine de, bu piller -40 °C'ye kadar düşük sıcaklıklarda çalışabilirken, -25 °C'de zaten tipik modern piller için %100'e kıyasla şarjın yalnızca %20'sini kaybeder.

2007 yılından bu yana, elektrikli araçlara takılabilen iletken nanoparçacık elektrotlu piller piyasada bulunmaktadır. Bu lityum iyon piller, 35 kWh'ye kadar enerji depolayabilir ve sadece 10 dakikada maksimum kapasiteye şarj edebilir. Şimdi bu tür pillere sahip bir elektrikli otomobilin sürüş menzili 200 km'dir, ancak bu pillerin bir sonraki modeli zaten geliştirilmiştir, bu da bir elektrikli otomobilin kilometresini 400 km'ye kadar artırmaya izin verir, bu da neredeyse maksimum kilometre ile karşılaştırılabilir. benzinli arabalar (yakıt ikmalinden yakıt ikmaline kadar).

Slayt 25

Bir maddenin diğeriyle kimyasal reaksiyona girmesi için belirli koşullar gereklidir ve çoğu zaman bu koşulların yaratılması mümkün değildir. Bu nedenle, yalnızca kağıt üzerinde çok sayıda kimyasal reaksiyon vardır. Uygulamaları için katalizörlere ihtiyaç vardır - reaksiyona katkıda bulunan ancak bunlara katılmayan maddeler.

Bilim adamları, karbon nanotüplerin iç yüzeyinin de büyük katalitik aktiviteye sahip olduğunu bulmuşlardır. Bir "grafit" karbon atomu tabakası bir tüpe sarıldığında, iç yüzeyindeki elektron konsantrasyonunun daha az olduğuna inanıyorlar. Bu, nanotüplerin iç yüzeyinin, örneğin bir CO molekülündeki oksijen ve karbon atomları arasındaki bağı zayıflatma, CO'nun CO2'ye oksidasyonu için bir katalizör olma yeteneğini açıklar.

Karbon nanotüplerin ve geçiş metallerinin katalitik yeteneklerini birleştirmek için, onlardan nanoparçacıklar nanotüplerin içine yerleştirildi (Bu nano katalizörlerin sadece hayal edilen reaksiyonu başlatabildiği ortaya çıktı - etil alkolün sentez gazından doğrudan sentezi ( doğal gaz, kömür ve hatta biyokütleden elde edilen bir karbon monoksit ve hidrojen karışımı).

Aslında insanlık her zaman nanoteknolojiyi bilmeden denemeye çalışmıştır. Sen ve ben bunu tanışmamızın başında öğrendik, nanoteknoloji kavramını duyduk, teknolojilerin geliştirilmesinde böylesine niteliksel bir sıçrama yapmayı mümkün kılan bilim adamlarının tarihini ve isimlerini öğrendik, teknolojilerin kendileri ile tanıştık ve hatta fullerenlerin keşfinin hikayesini kaşif Nobel ödüllü Richard Smalley'den duymuştum.

Teknoloji, her birimiz için yaşam kalitesini ve içinde yaşadığımız devletin gücünü belirler.

Bu yönün daha da geliştirilmesi size bağlıdır.