NGUYÊN tử – PHÂN tử VÀ cấu TRÚC

NGUYÊN TỬ – PHÂN TỬ VÀ CẤU TRÚC NANO CẤU TRÚC ĐỀ TÀI Chương I: Nguyên tư Chương II: Phân tư và máy nano Chương III: Cấu trúc nanô CHƯƠNG I: NGUYÊN TỬ 1.1 Nguyên tử thuyết lượng tử nguyên tử  Khái niệm nguyên tư Democritus đưa từ khoảng 450 TCN  Vào năm 1808, John Dalton đưa lý thuyết nguyên tư để giải thích định luật bảo toàn khối lượng và định luật tỉ lệ các chất:  Tất vật chất tạo thành từ các nguyên tư  Các nguyên tư nguyên tố có cấu trúc và tính chất  Các nguyên tư bị phân chia, sinh  các nguyên tư các nguyên tố khác kết hợp với để tạo các hợp chất  Trong các phản ứng hoá học, các nguyên tư kết hợp, phân tách tái xếp lại  Năm 1897, nhà vật lý người Anh J.J Thomson nghiên cứu các tia âm cực: • Thomson đưa mô hình nguyên tư: Đó là hình cầu nhỏ, mang điện tích dương dàn đều, có các hạt điện tư, mang điện tích âm, phân bố để cân điện tích • Mô hình này không điện tích dương mang các hạt, phát hạt phóng xạ �  Vào khoảng 1910 E Rutherford, nhà vật lý Anh, chiếu các tia phóng xạ vào các lá vàng và nghiên cứu tán xạ chúng Rutherford đưa mô hình nguyên tư gồm hạt nhân cực nhỏ mang điện tích dương, các điện tư mang điện tích âm chuyển động các quỹ đạo quanh hạt nhân các hành tinh nên gọi là mẫu hành tinh Mô hình cổ điển này không giải thích bền vững nguyên tư và quang phổ phát xạ các nguyên tư chúng bị kích thích Niels Bohr năm 1913 áp dụng thuyết lượng tư gián đoạn các mức lượng vào mẫu nguyên tư có hạt nhân, đưa mô hình nguyên tư sau: trung tâm là hạt nhân mang điện dương, xung quanh có các quỹ đạo điện tư (mang điện âm) ứng với các mức lượng xác định Mô hình nguyên tư Bohr khắc phục nhiều khó khăn mô hình nguyên tư hành tinh, là bán lượng tư, chưa phản ánh đầy đủ các đặc thù các hạt vi mô Đến năm 20 và 30 kỷ XX, thuyết lượng tư đại xây dựng: •Nguyên tư tạo thành từ một hạt nhân mang điện tích dương nằm tâm nguyên tư và các điện tư mang điện tích âm chuyển động xung quanh cho nguyên tư trung hòa điện •Hạt nhân tạo thành từ các hạt proton mang điện tích dương và các hạt neutron không mang điện Năng lượng hạt 2.2.2 Pha chuyển pha Các chất tồn thể rắn, lỏng và tùy theo nhiệt độ Một chất xác định tồn thể rắn khoảng nhiệt độ thấp nhất, thể lỏng khoảng nhiệt độ cao và thể khí khoảng nhiệt độ cao mà quá khoảng chúng bị phá hủy Sự chuyển từ thể này sang thể khác, tức thay đổi đột ngột trạng thái cấu trúc, thường gọi là chuyển pha Các quá trình chuyển pha này thường kèm theo ẩm nhiệt và gọi là chuyển pha loại Ι, các loại chuyển pha không kèm theo ẩm nhiệt có thay đổi đột ngột số tính chất gọi là quá trình chuyển pha loại II Những quy luật chuyển pha liên quan với các dạng tương tác các phân tư và có ý nghĩa quan trọng việc chế tạo các hạt nanô, linh kiện nonô và cấu trúc nanô 2.3 Đại phân tử Công nghệ nanô liên quan đến các phân tư sinh học thường gọi là công nghệ nanô ướt các phân tư sinh học chủ yếu hoạt động chất nguyên sinh tế bào, thể lỏng Những phân tư sinh học là các đại phân tư mà phần lớn thuộc loại polime protein, axit nhân, polisaccarit, lipit; các chất dẻo dùng công nghiệp là đại phân tư, các ống nanôcacbon là đại phân tư…nhưng chúng là đại phân tư sinh học Đại phân tư có trọng lượng phân tư >100.000 Dalton Sự phân loại các cấp cấu trúc phân tư protein để tạo các phân tư chức Các đại phân tư sinh học thực là máy biết tự lắp ráp, theo thông tin từ gen AND, và tự nhân Chúng xem máy, máy nanô Máy nanô có lĩnh vực sinh học, công nghiệp người ta lắp ráp từ các phân tư polime thành các cấu trúc nanô thực nhiều chức kỳ diệu Chương III: CẤU TRÚC NANO Cấu trúc nanô là các hệ thống có kích cỡ thuộc thang nanô (khoảng từ đến 100 nanomet) gồm các nguyên tư, phân tư đặt vị trí cho hệ thống thực các chức định trước 3.1 Phân loại Về phân loại hình học các cấu trúc nanô ta có hạt nanô, sợi dây nanô ống nanô (một chiều thuộc thang nanô), lớp nanô màng mỏng nanô (hai chiều thuộc thang nanô) Về chức phân các cấu trúc nanô thành: 1.Vật liệu nanô, là các hạt nanô chấm lượng tư vật liệu có nanôtinh thể compodit có cốt sợi, ống nanôv.v… 2.Linh kiện nanô các cảm biến nanô, các linh kiện đơn điện tư, các linh kiện kỹ thuật spin v.v… 3.Các máy nanô các MEMS, NEMS, các máy nanô phân tư các phân tư protein… 3.2 Đặc điểm cấu trúc nano Vì số nguyên tư, phân tư cấu trúc thường không quá lớn các vật khối, tính thang nanô (1 – 100nm) vào khoảng từ vài trăm đến hàng triệu nguyên tư  Trong các cấu trúc nanô, các tính chất điện tư và từ bị khống chế các quy luật lượng tư  Các cấu trúc nanô, nhờ kích thước nhỏ, có tính chất xếp chặt cao, tạo tốc độ xư lý thông tin, vận chuyển thông tin lớn (có thể gấp hàng 106 lần nay) Trong hai thập kỷ qua hầu hết các ngành khoa học kết hợp nghiên cứu các cấu trúc nanô, từ hình thành khoa học nanô hướng tới các chân trời mà khoa học chưa biết tới Những tri thức đạt nghiên cứu khoa học nanô không làm phong phú thêm hiểu biết tự nhiên mà trở thành sở cho phát triển mạnh mẽ các công nghệ có tính đột phá 3.3 Ứng dụng công nghệ nano Máy nghe nhạc Ipod nano Điều trị ung thư và số bệnh y học Công nghệ nano để xư lý nước Công nghệ nano thẩm mỹ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Đình Cự, Nguyễn Xuân Chánh Công nghệ nano điều khiển đến phân tử, nguyên tử NXB – Khoa học và kỹ thuật, 2004 [2] Nguyễn Ngọc Long Vật lý chất rắn – Cấu trúc tính chất vật rắn NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, 2007 [3]http://baigiang.violet.vn/present/show?entry_id=203097 [4] http://timtailieu.vn/tai-lieu/bai-giang-nguyen-tu-9594/ CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ QUAN TÂM THEO DÕI ... I: Nguyên tư Chương II: Phân tư và máy nano Chương III: Cấu trúc nanô CHƯƠNG I: NGUYÊN TỬ 1.1 Nguyên tử thuyết lượng tử nguyên tử  Khái niệm nguyên tư Democritus đưa từ khoảng 450 TCN  Vào... thao tác nguyên tư công nghệ nanô Chương II: PHÂN TỬ VÀ MÁY NANÔ 2.1 Liên kết phân tử tương tác phân tử 2.1.1 Liên kết phân tử a)Liên kết cộng hóa trị Liên kết cộng hóa trị xảy hai nguyên tư... spin 1.2 Bảng tuần hoàn nguyên tố Mỗi nguyên tố hóa học ứng với loại nguyên tư, người ta thường dùng ký hiệu nguyên tư để nguyên tố hóa học Trong tự nhiên nguyên tố có vài dạng khác số khối,