CÔNG NGHỆ HỢP CHẤT NANO HỮU CƠ - PHẦN 1

Giới thiệu vật liệu cấu trúc nano Giới thiệuVật liệu nano ( nano materials ) = một trong những lĩnh vực nghiên cứu đỉnh cao sôi động nhất trong thời gian gần đây. Công nghệ nano: trở thành một vấn đề hết sức thời sự và được sự quan tâm nhiều hơn của các nhà khoa học. Các nước trên thế giới hiện nay đang bước vào một cuộc chạy đua mới về phát triển và ứng dụng công nghệ nano. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CÔNG NGHỆ HỢP CHẤT NANO HỮU CƠ - PHẦN 1CÔNG NGHỆ HỢP CHẤT NANO HỮU CƠPhần 1: Giới thiệu vật liệu cấu trúc nano TS. Lê Thị Hồng NhanGiới thiệu Vật liệu nano ( nano materials ) => một trong những lĩnh vực nghiên cứu đỉnh cao sôi động nhất trong thời gian gần đây. Công nghệ nano: trở thành một vấn đề hết sức thời sự và được sự quan tâm nhiều hơn của các nhà khoa học. Các nước trên thế giới hiện nay đang bước vào một cuộc chạy đua mới về phát triển và ứng dụng công nghệ nano.Giới thiệu 1959: Richard Feynman (nhà vật lý học người Mỹ ) đưa ý tưởng cơ bản về công nghệ nano: khoa học đã đi vào chiều sâu của cấu trúc vật chất đến từng phân tử, nguyên tử vào sâu hơn nữa. 1974: Nario Taniguchi (Nhật) Đưa ra thuật ngữ “công nghệ nano” sử dụng để đề cập khả năng chế tạo cấu trúc vi hình của mạch vi điện tử. 1980: K.Eric Drexler (Mỹ) sử dụng thuật ngữ “công nghệ nano”Giới thiệuVật liệu nano là đối tượng của hai lĩnh vực là khoa học nano và công nghệ nano.Giới thiệu Khoa học nano: nghiên cứu về các hiện tượng và sự can thiệp (manipulation) vào vật liệu tại các quy mô nguyên tử, phân tử và đại phân tử. Tại các quy mô đó, tính chất của vật liệu khác hẳn với tính chất của chúng tại các quy mô lớn hơn. Công nghệ nano: thiết kế, phân tích đặc trưng, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị, và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng và kích thước trên quy mô nano mét.Định nghĩa Chữ nano, gốc Hy Lạp, được gắn vào trước các đơn vị đo để tạo ra đơn vị ước giảm đi 1 tỷ lần(10-9).Ví dụ : nanogam = 1 phần tỷ của gam ; nanomet = 1 phần tỷ mét. Vật liệu nano: có thể được định nghĩa một cách khái quát là loại vật liệu mà trong cấu trúc của các thành phần cấu tạo nên nó ít nhất phải có một chiều ở kích thước nanomet.Định nghĩa Tổ chức Nanotechnology Initiative (NNI) trực thuộc chính phủ Mỹ định nghĩa: công nghệ nano là “bất cứ thứ gì liên quan đến các cấu trúc có kích thước nhỏ hơn 100nm”. Vật liệu nano: kích thước 1-100 nm 1 μm = 10–6 m; 1 nm = 10 Ao = 10–9 mTrong vật liệu oxide: ion oxy có đường kính d = 1.4 Ao7 ion oxy => d= 1nm700 ion oxy => d = 100 nm => giới hạn của vật liệu nanoĐịnh nghĩa Kích thước cơ bản một số vật thểDạng Vật liệu ở thang đo nano: lá nano, sợi và ống nano, hạt nano được điều chế bằng nhiều cách khác nhau. Định nghĩa về công nghệ Nano do vậy bao hàm hàng loạt các lĩnh vực khoa học khác nhau từ các lĩnh vực in ấn, vật liệu tới các lĩnh vực cơ khí, tự động, công nghệ sinh học và dược phẩm….Tính chất Tính chất thú vị của vật liệu nano bắt nguồn từ kích thước của vật liệu Kích thước vật liệu nano đủ nhỏ để so sánh với kích thước tới hạn của nhiều tính chất hóa lí của vật liệu. Vật liệu nano nằm giữa tính chất lượng tử của nguyên tử và tính chất khối của vật liệu.Tính chấtVới kích thước nhỏ, vật liệu nano có những tính chất khác biệt sau: Diện tích bề mặt tăng Dễ phân phân tán hạt hạt trong chất lỏng hơn Độ tan tăng Dễ hấp thụ qua tế bào, da và ruột. Tính chất quang học và vật lý khác so với vật liệu có kích thước lớn hơnDiện tích bề mặt Đối với hình cầu đường kính d, diện tích bề mặt trên 1 đơn vị diện tích: % diện tích bề mặt trên 1 phân tử: (4 / 3)π [ d 3 − ( d − σ ) 3 ] % Surface _ molecules = 100 (4 / 3)π d 3 ⎡⎛ σ ⎞3 ⎛ σ ⎞⎤ σ⎞ 2 ⎛ = 100 ⎢ ⎜ ⎟ − 3 ⎜ ⎟ + 3 ⎜ ⎟ ⎥ ⎢⎝ d ⎠ ⎝d⎠ ⎝ d ⎠⎥ ⎣ ⎦Diện tích bề mặt Kích thước hạt Phần trăm diện tích bề mặt (nm) (%) 1 100 10 27.1 100 2.97 1,000 0.3 10,000 0.03Diện tích bề mặtSự gia tăng đáng kể diện tích bề mặt khi giảm kích thước hạtSự bám dính Hạt nano: thể hiện khả năng bám dính mạnh Sự gia tăng diện tích bề mặt=> gia tăng sự tiếp xúc => gia tăng bám dính do lực hút van der WaalsVD: Lamprecht khảo sát sự bám dính của hạt polystyrene lên màng nhầy ruột già bị viêmKích thước Tỷ lệ lượng hấp thu/bám dính10 μm 5.2%1000-nm 9.1%100nm 14.5%Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ vật liệu ở kích thước nano giảm đáng kể so với vật liệu dạng khối Nhiệt độ nóng chảy của vật liệu kích thước lớn không phụ thuộc vào kích thước. Tuy nhiên, khi giảm kích thước xuống scale phân tử, nhiệt độ nóng chảy giảm mạm Sự giảm nhiệt độ nóng chảy thay đổi từ vài chục đến vài tram đối với kim loạiKhả năng phân tán ổn định dạng huyền phù Kích thước lớn scale micro=> dễ kết tụ và sa lắng do trọng ...