GiỚI THIỆU về KHOA học và kỹ THUẬT vật LIỆU NANO

Vật liệu nano khác với các vật liệu khối tương ứng ở nhiều mặt, và sự khác biệt này là lý do cho sự hình thành của một môn học mới Trong phạm vi kích thước dưới 1 nm chúng ta có thể tìm thấy các phân tử, nguyên tử, các hạt cơ bản, vv, khác với vật liệu dạng khối. Vật liệu bắt đầu có khác nhau với vật liệu khối ở kích thước dưới 100 nm, bởi tác động của hạn chế lượng tử về tính chất điện, nhiệt điện, và tính quang học trở nên quan trọng tại kích thước này.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU GVHD: TRẦN VĂN KHẢI NHĨM SINH VIÊN THỰC HiỆN: NGUYỄN MINH QUÂN NGUYỄN HÙNG NHÂN NGUYỄN LONG NGUYỄN GIA LAI 1.1 Lịch sử định nghĩa vật liệu nano: 1.1.1.Lịch sử hình thành vật liệu nano: Vật liệu Nano sử dụng y học cổ truyền Trung Quốc, người Maya, sơn người Ý thời trung cổ Cốc Lycurgus xuất vào kỉ thứ sau công nguyên Roman Damascus sabers chứa ống nano carbon, dây nano cementite, đem lại cho có mơ hình gợn sóng 1.1 Lịch sử định nghĩa vật liệu nano: 1.1.1.Lịch sử hình thành vật liệu nano: Lịch sử vật liệu nano diễn thú vị kỷ 20 Thứ nhất, phát bán dẫn [1.11] mở đường cho thu nhỏ tích hợp thiết bị chip 1.1 Lịch sử định nghĩa vật liệu nano: 1.1.1.Lịch sử hình thành vật liệu nano: 1.1 Lịch sử định nghĩa vật liệu nano: 1.1.2 Định nghĩa nano vật liệu nano: Vật liệu nano khác với vật liệu khối tương ứng nhiều mặt, khác biệt lý cho hình thành mơn học Các thuật ngữ nano xuất phát từ tiếng Hy Lạp có nghĩa lùn Khác biệt quan trọng kích thước: Phạm vi giá trị thông thường Hầu hết định nghĩa đặt vật liệu nano giới hạn tương đối 100 nm 1.1 Lịch sử định nghĩa vật liệu nano: 1.1.2 Định nghĩa nano vật liệu nano: Khác với vật liệu khối:  Trong phạm vi kích thước nm tìm thấy phân tử, ngun tử, hạt bản, vv, khác với vật liệu dạng khối  Vật liệu bắt đầu có khác với vật liệu khối kích thước 100 nm, tác động hạn chế lượng tử tính chất điện, nhiệt điện, tính quang học trở nên quan trọng kích thước  Các hiệu ứng tích hợp lực bề mặt nguyên tử cung cấp sức căng bề mặt => thay đổi độ dài liên kết tinh thể => thay đổi tính chất học, điện, nhiệt 1.2 Sự hình thành vật liệu nano: Hai cách bản, gọi phương pháp xuống phương pháp từ lên 1.2 Sự hình thành vật liệu nano: Phương pháp từ xuống Chúng ta vật liệu khối chế tạo cấu trúc hay hạt cấp độ nano, tương tự để khắc tác phẩm điêu khắc từ tảng đá cẩm thạch  Công nghệ sử dụng chế tạo vi mạch  Khắc chùm tia electron tập trung chùm ion (FIB)  Viết trực tiếp kính hiển vi nguyên tử (AFM) kính hiển vi quét ngầm (STM) 1.2 Sự hình thành vật liệu nano: Phương pháp từ lên: Chúng ta sử dụng kỹ thuật để tạo vật liệu từ nguyên tử phân tử, tương tự với việc xây dựng nhà thờ tạo thành tác phẩm điêu khắc đất sét Tạo mầm phát triển mầm yếu tố quan trọng hình thành hạt  Lắng đọng hóa học (CVD) (vật liệu nano phát triển lớp chất xúc tác)  Điều chỉnh nồng độ thành phần dung dịch sử dụng, nhiệt độ phản ứng, số lượng bề mặt 1.3 Các tính chất vật liệu nano: 1.3.4 Tính chất điện, từ, quang học: Tính chất điện:  Lực tĩnh điện đóng vai trị quan trọng việc hình thành hạt nano có ảnh hưởng quan trọng tính vật liệu nano Hầu hết cấu trúc lớn xây dựng lên từ vật liệu nano tổ chức với lực Vander Waals  Một lợi cấu trúc 1-D tăng cường khả tĩnh điện, cho phép đặt điện áp thấp cho phát xạ trường  Vật liệu nano, đặc biệt cấu trúc 1-D dây nano ống nano, tiến hành áp dòng điện khác so với vật liệu dạng khối 1.3 Các tính chất vật liệu nano: 1.3.4 Tính chất điện, từ, quang học: Tính chất từ:  Các tính chất từ vật liệu nano phụ thuộc nhiều vào kích thước đặc trưng,  Vật liệu nano phân loại theo loại tương tác hạt từ tính 1.3 Các tính chất vật liệu nano: 1.3.4 Tính chất điện, từ, quang học: Tính chất quang:  Kích thước nano định nghĩa -100 nm bước sóng ánh sáng nhìn thấy dao động khoảng từ 400 đến 800 nm  Trong thực tế, có nhiều tương tác nguyên tử, phân tử, vật liệu nano với ánh sáng, số tương tác áp dụng để phát kích thước hình thái vật liệu nano  Phát huỳnh quang band gap phát sáng quang tính chất đặc trưng vật liệu nano 1.3 Các tính chất vật liệu nano: 1.3.5 Tính chất nhiệt:  Dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng, nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ chuyển pha vài ví dụ tính chất nhiệt  Phụ thuộc nhiều vào hạt hay đặc điểm kích thước vật liệu nano kích thước hạt, hình dạng, chí mơi trường 1.3 Các tính chất vật liệu nano: 1.3.5 Tính chất nhiệt: Hình 1.14a-d Tính chất nhiệt vật liệu nano (a) Nhiệt độ nóng chảy hạt nano vàng hàm kích thước, cho thấy giảm với kích thước nhỏ (b) Điểm nóng chảy hạt nanno indium nhôm; hướng lệch từ giá trị lớn phụ thuộc vào phương pháp pha chế (c) tính dẫn nhiệt ống nano đơn vách graphene (d) Cấu trúc graphene dạng trụ đề xuất ban đầu cho lưu trữ hydrogen 1.3 Các tính chất vật liệu nano: 1.3.6 Tính chất hóa học, phản ứng, chức hóa:  Phương pháp hóa học sử dụng hầu hết tất trình chuẩn bị vật liệu nano  Chúng ta xem xét sửa đổi liên kết mạnh mẽ -kết cộng hóa trị, ion, kim loại – vật liệu; định nghĩa rộng hơn, sửa đổi tương tác yếu - liên kết hydro tương tác van der Waals, - phần vật liệu nano xem xét  Mảnh nhỏ graphene, gọi phân tử graphene, bị xử lý phương pháp đặc trưng hóa học hữu cơ; chúng bố trí, kết nối với 1.3 Các tính chất vật liệu nano: 1.3.6 Tính chất hóa học, phản ứng, chức hóa:  Phương pháp hóa học sử dụng hầu hết tất trình chuẩn bị vật liệu nano  Đối với nhiều ứng dụng mà cần phải sửa đổi cho phù hợp xử lý hóa học cần thiết  Mẫu chức hóa-R OH F , alkyl nhóm thơm 1.3 Các tính chất vật liệu nano: 1.3.7 Hành vi vật liệu nano mơi trường ăn mịn:  Một số ứng dụng cổ xưa trung cổ vật liệu nano hướng tới phòng chống ăn mòn Các gương đồng Trung Quốc gương đồng màu đen với lớp phủ bề mặt làm hạt nano SnO2  Màu sơn xanh người Maya không màu đẹp thời điểm đó, mà cịn có khả chống ăn mịn giữ lại tính chất hàng kỷ bị chôn vùi đất  Trong số trường hợp, vật liệu nano thể chống ăn mòn tương tự tệ vật liệu dạng khối Hiệu ứng chủ yếu tập trung cao khuyết tật hạt nano dây nano 1.4 Ứng dụng điển hình vật liệu nano: 1.4.1 Các chất xúc tác chất xúc tác mẫu  Phản ứng xúc tác không đồng cần diện tích bề mặt cao q trình thực bề mặt, vật liệu nano ứng xử khác từ hạt lớn có tính chọn lọc khác  Các mặt phẳng tinh thể khác khu khiếm khuyết khác bề mặt (ví dụ, bước, nút thắt) thúc đẩy phản ứng khác điều kiện tương tự 1.4 Ứng dụng điển hình vật liệu nano: 1.4.1 Các chất xúc tác chất xúc tác mẫu 1.4 Ứng dụng điển hình vật liệu nano: 1.4.2 Chuyển đổi lưu trữ lượng:  Thu lượng chủ yếu cách chuyển đổi lượng tự nhiên lượng điện vật liệu nano sử dụng để nâng cao hiệu  Thước đo hiệu vật liệu chuyển đổi nhiệt điện tham số ZT, tỷ lệ hệ số Seebeck độ dẫn nhiệt điện vật liệu 1.4 Ứng dụng điển hình vật liệu nano: 1.4.2 Chuyển đổi lưu trữ lượng: 1.4 Ứng dụng điển hình vật liệu nano: 1.4.3 Cảm biến vật liệu nano:  Vật liệu nano lựa chọn tuyệt vời để sử dụng yếu tố hoạt động cảm biến hóa học Để đạt độ nhạy cao, vật liệu cần phải có độ phân tán cao  Kích thước hình dáng hạt quan trọng Sự thay đổi hình dạng, số lượng, cấu hình cạnh góc ngun tử tạo khác biệt xảy tín hiệu đo  Cảm biến dựa dao động cảm biến dựa dao động nâng cao (FES).Phương pháp dựa nguyên tắc đo tín hiệu hàm thời gian, phân tích tín hiệu này, xác định mật độ lượng quang phổ khoảng tần số đặc trưng để xác định môi trường hóa học 1.4 Ứng dụng điển hình vật liệu nano: 1.4.3 Cảm biến vật liệu nano: CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ QUAN TÂM LẮNG NGHE!!!!!! ... Lịch sử định nghĩa vật liệu nano: 1.1.1.Lịch sử hình thành vật liệu nano: 1.1 Lịch sử định nghĩa vật liệu nano: 1.1.2 Định nghĩa nano vật liệu nano: Vật liệu nano khác với vật liệu khối tương ứng... nguyên tử vàng thất bại để đạt với đồng Năng lượng liên kết nguyên tử cấu trúc chuỗi 1-D 1.3 Các tính chất vật liệu nano: 1.3.3 Tính chất học vật liệu nano:  Vật liệu nano vật liệu cấu trúc nano. .. mô vài nanomet 1.3 Các tính chất vật liệu nano: 1.3.3 Tính chất học vật liệu nano: Hình 1.10a-d chọn tính chất học vật liệu nano (a, b) Độ cứng kim loại hợp kim liên kim hàm kích thước hạt vật