Cơ sở khoa học của công nghệ nano

Chia sẻ: Nguyen Phuonganh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

497
lượt xem 134
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Có ba cơ sở khoa học để nghiên cứu công nghệ nano. Chuyển tiếp từ tính chất cổ điển đến tính chất lượng tử Đối với vật liệu vĩ mô gồm rất nhiều nguyên tử, các hiệu ứng lượng tử được trung bình hóa với rất nhiều nguyên tử (1 µm3 có khoảng 1012 nguyên tử) và có thể bỏ qua các thăng giáng ngẫu nhiên.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cơ sở khoa học của công nghệ nano

Cơ sở khoa học của công nghệ nano Có ba cơ sở khoa học để nghiên cứu công nghệ nano. Chuyển tiếp từ tính chất cổ điển đến tính chất lượng tử Đối với vật liệu vĩ mô gồm rất nhiều nguyên tử, các hiệu ứng lượng tử được trung bình hóa với rất nhiều nguyên tử (1 µm3 có khoảng 1012 nguyên tử) và có thể bỏ qua các thăng giáng ngẫu nhiên.
Nhưng các cấu trúc nano có ít nguyên tử hơn thì cáctính chất lượng tử thể hiện rõ ràng hơn. Ví dụ một chấm lượng tử có thể được coi như một đại nguyên tử, nó có các mức năng lượng giống như một nguyên tử. Hiệu ứng bề mặt Khi vật liệu có kích thước nm, các số nguyên tử nằm trên bề mặt sẽ chiếm tỉ lệ đáng kể so với tổng số nguyên tử. Chính vì vậy các hiệu ứng có liên quan đến bề mặt, gọi tắt là hiệu ứng bề mặt sẽ trở nên quan trọng làm cho tính chất của vật liệu có kích thước nanomet khác biệt so với vật liệu ở dạng khối. Kích thước tới hạn
Các tính chất vật lý, hóa học của các vật liệu đều có một giới hạn về kích thước. Nếu vật liệu mà nhỏ hơn kích thước này thì tính chất của nó hoàn toàn bị thay đổi. Người ta gọi đó là kích thước tới hạn. Vật liệu nano có tính chất đặc biệt là do kích thước của nó có thể so sánh được với kích thước tới hạn của các tính chất của vật liệu. Ví dụ điện trở của một kim loại tuân theo định luật Ohm ở kích thước vĩ mô mà ta thấy hàng ngày. Nếu ta giảm kích thước của vật liệu xuống nhỏ hơn quãng đường tự do trung bình của điện tử trong kim loại, mà thường có giá trị từ vài đến vài trăm nm, thì định luật Ohm không
còn đúng nữa. Lúc đó điện trở của vật có kích thước nano sẽ tuân theo các quy tắc lượng tử. Không phải bất cứ vật liệu nào có kích thước nano đều có tính chất khác biệt mà nó phụ thuộc vào tính chất mà nó được nghiên cứu. Các tính chất khác như tính chất điện, tính chất từ, tính chất quang và các tính chất hóa học khác đều có độ dài tới hạn trong khoảng nm. Chính vì thế mà người ta gọi ngành khoa học và công nghệ liên quan là khoa học nano và công nghệ nano. Bảng 1: Độ dài tới hạn của một số tính chất của vật liệu. Lĩnh Tính chất Độ dài
vực tới hạn (nm) Bước sóng điện tử 10-100 Quãng đường tự Tính do trung 1-100 chất bình không đàn điện hồi Hiệu ứng đường 1-10 ngầm Độ dày vách 10-100 Tính đômen chất từ Quãng đường tán 1-100 xạ spin Hố lượng tử 1-100 Tính Độ dài suy giảm 10-100 chất quang Độ sâu bề 10-100 mặt kim loại
Độ dài liên 0,1-100 Tính kết cặp Cooper siêu dẫn Độ thẩm thấu 1-100 Meisner Tương tác bất 1-1000 định xứ Biên hạt 1-10 Tính Bán kính khởi chất cơ 1-100 động đứt vỡ Sai hỏng mầm 0,1-10 Độ nhăn bề mặt 1-10 Hình học topo bề Xúc tác 1-10 mặt Độ dài Kuhn 1-100 Siêu Cấu trúc nhị cấp 1-10 phân tử 10- Cấu trúc tam cấp 1000
Miễn Nhận biết phân tử 1-10 dịch