Hiệu ứng bề mặt ở cấu trúc nano

Tài liệu tham khảo công nghệ sin học nano về Hiệu ứng bề mặt ở cấu trúc nano
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
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 tDo óng góp c a hi u ng b m t: các s nguyên t n m trên b m t schi 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 nhVD: 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 cácphân 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 cókh năng ch u ư c 120 kg Bài h c ng d ng t t nhiên Bài h c ng d ng t t nhiênM t dính không keoCh 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 vào100 tri u s i trên m t di n tích 1 cm2S 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 nhiênCh 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 mKhông dính ư t (hi u ng lá sen) và b m t không thích nư cT 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 tB m t ghét nư c B m t thích nư c B m t thích nư c B m t ghét nư cθ - 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 tT 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 TiO2Gi t nư c trư t Gi t nư c lăn cu n theo b i b n Kính sinh thái t làm s chPh l p m ng nanôTiO2 (~15 n ...