Hiệu ứng bề mặt ở cấu trúc nano

Chia sẻ: Chu Tuyên Hoàng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

309
lượt xem 124
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo công nghệ sin học nano về Hiệu ứng bề mặt ở cấu trúc nano

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hiệu ứng bề mặt ở cấu trúc nano

Hi u ng b m t c u trúc nanô Bám dính (con th ch thùng) Không dính t (hi u ng lá sen) Dính t (hi u ng lá hoa h ng) Hi u ng b m t Do óng góp c a hi u ng b m t: các s nguyên t n m trên b m t s chi m t l áng k so v i t ng s nguyên t - T ph n b m t/th tích: S/V ~ 1/r l n - Năng lư ng b m t chi m ưu th do liên k t bên trong lõi nh VD: 1g CNT có t ng di n tích b m t 1.000 m2 1 g TiO2 có các l nanô t ng di n tích b m t 200-500 m2 (sân tennis)
Bám dính (con th ch thùng) T i sao th ch thùng có th bám ch t t t?
Hi u ng b m t - S i “lông” nanô S i lông s p x p như bàn ch i ánh răng 4 bàn chân có t t c 6,5 tri u s i lông (dài 200 nm, ư ng kính 10-15 nm) M i s i lông chính tua ra các s i lông con Hi u ng b m t - S i “lông” nanô • Bám dính do keo ? • Ma xát ? • Móc vào nhau ? • L c tĩnh i n ? • L c mao qu n ? • L c hút van der Waals ? • L c phân t sinh ra b i s phân c c c a các phân t thành các lư ng c c i n • Gi m m nh theo kho ng cách • Ch t n t i kho ng cách nanômét • Di n tích ti p xúc càng nhi u => L c càng l n: di n tích 1cm2 thì l c dính trung bình là 30 kg/cm2 • 6,5 tri u s i lông có t ng di n tích ti p xúc có kh năng ch u ư c 120 kg
Bài h c ng d ng t t nhiên Bài h c ng d ng t t nhiên M t dính không keo Ch t o rôb t bi t leo tư ng M t dính nhân t o polyimide Spiderman (ngư i nh n) n ng 40 g bám vào 100 tri u s i trên m t di n tích 1 cm2 S i dài 200 µm và ư ng kính 0,2 µm m t th y tinh nh m t dính polyimide 0,5 cm2
Bài h c ng d ng t t nhiên Ch ng trơn, trư t l p xe Bài h c ng d ng t t nhiên Máy hút b i siêu nh làm s ch h t b i miromét trên các chip vi tính An ninh: i u tra t i ph m
Không dính ư t (hi u ng lá sen) và b m t không thích nư c T i sao b m t dính ư t/không dính ư t ?
Không dính ư t và b m t “ghét” nư c kh i u kích thư c micromét B m tx p có c u trúc nanô ? Bao xung quanh là các kh i u nh hơn kính thư c nanômét ư c ph b i m t lo i sáp (v t li u “ghét” n c) Hi u ng b m t B m t ghét nư c B m t thích nư c B m t thích nư c B m t ghét nư c θ - góc ti p xúc : θ < 90° b m t thích nư c, θ > 90° b m t “ghét” nư c - Năng lư ng b m t (năng lư ng b m t là năng lư ng dùng "b ôi" m t v t li u ) - Thích nư c => Năng lư ng b m t l n (Kim lo i, á quí…) - Ghét nư c => Năng lư ng b m t nh (sáp, tefnol…) - Hình thái h c b m t - V i b m t “ghét” nư c: càng l i lõm => b t không khí càng nhi u => càng tăng tính ghét nư c (tăng θ) - V i b m t thích nư c: càng l i lõm => tăng l c Val der Waal => càng tăng tính thích nư c
Không dính ư t b m t trơn ph sáp b m t v i kh i u l n u nh nanomét bao quanh θ = 104° θ = 150° θ= 160 – 180° Các kh i u l n và nh có tác d ng là gi m di n tích ti p xúc (gi t nư c ch có 3 % di n tích ti p xúc v i b m t lá sen ) ⇒ làm gi m năng lư ng liên k t b m t ⇒ tăng tính không dính ư t trên các b m t ghét nư c Không dính ư t T i sao mu i ng ư c trên nư c C u t o c a chân mu i • L p bi u bì ti t ra m t lo i sáp có góc ti p xúc c a nư c trên bi u bì là 105° • Nh nh ng s i lông con v i ư ng kính vài micromét có các rãnh nh vài trăm nanomét => góc ti p xúc tăng n 168°
Bài h c ng d ng t t nhiên Kính không dính ư t Bài h c ng d ng t t nhiên Kính thư ng Kính t làm s ch TiO2 Gi t nư c trư t Gi t nư c lăn cu n theo b i b n
Kính sinh thái t làm s ch Ph l p m ng nanô TiO2 (~15 nm) lên kính có tác d ng: -H p th b c x t ngo i c a m t tr i t o ra hi u ng xúc tác quang hóa, phân h y ch t b n trên kính - L p x p nanô ch ng ư t và khi nư c rơi xu ng b m t kinh, các gi t nư c hút nhau, hình thành nên m t màn nư c s r a trôi ch t b n Sơn t làm s ch (sơn nanô), v i t làm s ch… Bài h c ng d ng t t nhiên Sàn nhà, g ,… Bình x t ph l p t làm s ch V it s ch Các s n ph m t làm s ch khác: - Sơn tư ng t làm s ch, sơn mái ch ng ông tuy t - Sơn thân t u ch ng bám rêu , gi m s c c n c a nư c - V i ch ng th m nư c dùng trong y h c - Ch ng k t dính trong các linh ki n micro -
Hi u ng lá hoa h ng – B m t thích nư c T i sao ? Hi u ng lá hoa h ng – B m t thích nư c • Các "ng n i" micromét t o các khe không khí làm gi m di n tích ti p xúc nư c v i b m t => gi t nư c cu n tròn • Các khe nanô t o ra vùng ti p xúc có l c van der Waals làm nư c bám dính vào b m t cánh hoa (gi ng th ch thùng) Các "ng n i" micromét có ch a khe nano d c theo i
Dính ư t – không dính ư t