1 / 35

NANOZNANOST I NANOTEHNOLOGIJA

NANOZNANOST I NANOTEHNOLOGIJA. - jučer, danas, sutra. “Big Events Happen in Small Worlds”. Nanoznanost - jučer, danas , sutra. INTERDISCIPLINARNOST istraživanja u FIZICI, KEMIJI, BIOLOGIJI, INŽENJERSTVU, MEDICINI itd.

galeno
Download Presentation

NANOZNANOST I NANOTEHNOLOGIJA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. NANOZNANOST I NANOTEHNOLOGIJA - jučer, danas, sutra “Big Events Happen in Small Worlds”

  2. Nanoznanost - jučer, danas, sutra INTERDISCIPLINARNOST istraživanja u FIZICI, KEMIJI, BIOLOGIJI, INŽENJERSTVU, MEDICINI itd.. Materija na nanoskali: NEMA ista svojstva kao materija na makroskali MIJENJA SVOJSTVA (električna, mehanička, magnetska, kemijska, optička...) OVISNO O DIMENZIJAMA

  3. Nanoznanost i nanotehnologija- jučer, danas, sutra NANO (grč.)= PATULJAK Proučava materiju, objekte na “nano” skali (1-100 nm) 1nm = 10-9 m Rezultirajuća tehnologija=NANOTEHNOLOGIJA Nanotehnologija jest sposobnost promatranja, mjerenja, manipuliranja i proizvodnje na nanometarskoj skali. • riječ “nanotehnologija”; 1974. Norio Taniguchi, predstavio svoju viziju manipulacije tvari za poluvodičku • industriju i to atom-po-atom ili • molekula-po-molekula

  4. Nanoznanost - jučer, danas, sutra • prije 25. stoljeća Demokrit- atom (atomos – nedjeljiv) • 1738. g Daniel Bernouli - "Atomska teorija svemira" • kraj 19. st. –proučavanje atoma- novi svemir skriven u njegovom najsitnijem dijelu • 1959. Richard P. Feynman (There's Plenty of Room at the Bottom) - kreacija materije

  5. Nanoznanost - jučer, danas, sutra Rimljani, 4.st LYCURGUS cup Prvi poznati nano objekti – ZLATO! Crveno u transmitiranoj isvjetlosti (izvor znutra) Zeleno u reflektiranoj (izvor izvana) Koloidalno zlato : ugrađeno u staklo i staklene vaze

  6. Nanoznanost - jučer, danas, sutra 1856. M. FARADAY- colloidal gold: “divided metals” (čuva se i danas u Royal Institution) - na temelju rada alkemičara i osnivača moderne medicine – PARACELZIJUSA –za liječenje, čišćenje, tijela; poboljšanje memorije, koncentracije Upotreba u medicini: drevni narodi Egipat - (zubarstvo, čišćenje duha i tijela, pomlađivanje) Aleksandrija - alkemičari razvili “eliksir života, tekuće zlato) namjenjen za pomlađivanje Indija - Ayurveda:”Sarawatharishtam” za memoriju, ljepotu, za djecu (poticanje mentalnih sposobnosti) Kina-kuhaju s rižom zlatni novčić da nadoknade zlato u tijelu! Stimulira CHI (životne sile)

  7. Nanoznanost - jučer, danas, sutra Koloidalno zlato Nanostruktura zlata (fluorescencija) nanožice

  8. Nanoznanost - jučer, danas, sutra PRIRODA I NANO Do sada razvijene tehnologije: znatno manje efikasne od prirodnih, štetne po okoliš Nedostižne efikasnosti: * Fotosinteza * Transfer energije (ili elektrona) u biomolekulama * Efikasnost pročišćavanja i pohrane vode (kokos) * Osjetljivi senzori (pas-receptori osjetljiviji od naših senzora, šesto čulo kod životinja) Naša high tech tehnologija: solarne ćelije 16% efikasnost -motori na unutrašnje sagorijevanje 52%, -kad kuhamo iskoristimo oko 38% termalne energije plina Naše tijelo (i bakterije, biljke) koristi skoro svu kemijsku energiju koju proizvodi UČIMO OD PRIRODE!

  9. Nanoznanost - jučer, danas, sutra PRIRODA I NANO PRIRODA I NANO PRIRODA STVARA NANO-OBJEKTE! Bakterija Magnetosperillum magnetotactian -stvara nanomagnetit (Fe3O4) VIRUSI - objekti nm veličine - nanomašine?! Živo ili neživo? Treba im “domaćin” biljka, životinja, ljudi, bakterija... probuši (ili navede stanicu da ga pojede) i ubaci svoj DNK –reprogramira stanicu- (postaje mašina za proizvodnju virusa!) Gripa 1918 - 70 mil ljudi (više nego u oba rata) Velike boginje, ebola, HIV... (terorizam?) • http://www.youtube.com/watch?v=XKA8FLLfWLA

  10. Nanoznanost - jučer,danas, sutra PRIRODA I NANO NANOZNANOST : fighting nanomashine with another nanomashine!? DOBRI VIRUSI? Human genoma problem -većina DNK nije potrebna za stvaranje ljudskog tijela! Nanomaterijali u našem tijelu: proteini, DNK Živimo s nanočesticama: u prostoriji ih je oko 15 000/cm3 zraka, Veliki grad i do 100 000/cm3 Dim iz vatre, vulkanski pepeo, pjena mora....

  11. Nanoznanost - jučer, danas, sutra PRIRODA I NANO Samočišćenje • Indijski lotos • Nanoskopski neravna površina • Hidrofobni materijal • Mala dodirna površina • Nečistoće lakše vežu • za vodu http://www.youtube.com/watch?v=R7fDVL3efnc&feature=relmfu part2

  12. Nanoznanost - jučer, danas, sutra PRIRODA I NANO Prijanjanje • Macaklin • Gusto raspoređene čekinje • Van der Waalsove sile • Prilagođavanje podlozi • Velika dodirna površina

  13. Nanoznanost - jučer, danas, sutra PRIRODA I NANO Fotonički kristali • Neki leptiri, poludrago kamenje (opal) • Usmjeravanje svjetlosti • Ne propušta određene valne duljine

  14. Nanoznanost - jučer, danas, sutra PRIRODA I NANO Prirodne leće • Zmijača • Prirodno oblikovane leće od • kalcijeva karbonata • Kompenzacija za sferičnu aberaciju

  15. Nanoznanost - jučer, danas, sutra PRIRODA I NANO Optička vlakna • Euplectella aspergillum - spužva • Nekristaliziran kremen • Bjelančevinasta nit u sredini • Savitljiva

  16. Nanoznanost - jučer, danas, sutra “When Neil Armstrong stepped onto the moon, he called it a small step for man and a giant leap for mankind. Nano may represent another giant leap for mankind, but with a step so small that it makes Neil Armstrong look the size of a solar system.” • nanotehnologija "Bila ono dobro ili loše, najveće znanstveno otkriće u povijesti tek se treba dogoditi?" - K. Eric Drexler • 1992. godine predstavio svoje ideje pred američkim kongresom; nakon tog predstavljanja našlo se dovoljno novca da započne utrka, koja je na koncu omogućila da novo tisućljeće dočekamo u društvu nano procesora i kvantnih računala

  17. Razvoj Nanoznanosti i nanotehnologije tehnologije: - STM 1981. Binning i Rohler (IBM) dobili Nobelovu iz fizike (1986) za otkriće Pretražnog Tunel mikroskopa (STM) - otkriće fulerena: Kroto, Smalle i Curl 1996 Nobelova nagrada 19 god kasnije iz kemije AFM STM –atom bakra STM • nanotehnologija - danas ? • već čini postojeće proizvode lakšim, snažnijim, bržim, manjim, dugotrajnijim

  18. Nanotehnologija u svakodnevnom životu http://www.youtube.com/watch?v=mEH6tDLKcVU

  19. Nano tržište • 2005. sastavni dio proizvedenih dobara u iznosu od $30 milijardi, i predviđa se da će ovaj iznos eksponencijalno rasti na više od $350bilijuna$ - 2015. • više od 1,000 proizvoda na tržištu koji u sebi uključuju nanotehnologiju za svakodnevnu uporabu i više od 400 proizvoda koji uključuju nano instrumente i testne naprave.

  20. Nanoznanost - resursi potrebni za istraživanja *** Basic sience and engineering degrees are absolutely essential!

  21. Primjer izazova za nanotehnologiju • razvoj poluvodičke industrije, ograničenja Mooreova zakona

  22. 10 Future Technologies That Already Exist http://www.youtube.com/watch?v=IN6xNuhmIMc&feature=related

  23. Nano – budućnost http://www.youtube.com/watch?v=IX-gTobCJHs http://www.youtube.com/watch?v=GKiRDVC97hk&feature=relmfu http://www.youtube.com/watch?v=eVJtOO7mS3I

  24. Nano – budućnost • svemirska dizala • lab-on-a-chip

  25. Kako vidjeti i proizvesti nanostrukture? • alati za manipulaciju AFM, STM • Fotolitografija (DUV), electron beam lit. • Zasad vrlo skupo i industrijski neiskoristivo http://www.youtube.com/watch?v=rCC6l9nmj3A&feature=relmfu part4

  26. Tehnike proizvodnje nanostruktura

  27. Primjer nanomaterijala sa ugljikom • alotropske modifikacije ugljika; grafit i dijamant grafit dijamant

  28. Primjer nanomaterijala sa ugljikom • alotropske modifikacije ugljika; fulereni, OLC(onion like carbon) fulereni • 1985. na sveučilištu Rice eksperimenti sa laserskom spektroskopijom • umjetno stvoreni materijali, vlačne čvrstoće oko 20 puta veće od legura čelika, gustoću oko 1/2 one od aluminija OLC(onion like carbon)

  29. Primjer nanomaterijala - ugljikove nanocijevi • dva glavna tipa nanocijevi: jednostjenčane nanocijevi(single-walled nanotubes) i višestjenčane nanocijevi(multiwalled nanotubes) • 1991. Sumio Iijima, NEC Corporation Japan • grafen kao gradivni element

  30. Primjer nanomaterijala - ugljikove nanocijevi • jednostjenčane ugljikove nanocijevi(single-walled carbon nanotubes) • plohe grafena zamotane u oblik šupljeg cilindra

  31. Primjer nanomaterijala - ugljikove nanocijevi • višestjenčane ugljikove nanocijevi (multiwalled carbon nanotubes) • općenito, nanocijevi su: • sedam puta lakše od čelika, ali jedno 500 puta čvršće • elektroni u nanocijevima mogu putovati mnogo brže nego u metalima kao što je bakar • električki se mogu ponašati kao metalni vodiči ili poluvodiči • posjeduju dvostruko veću toplinsku vodljivost od dijamanta

  32. Primjene ugljikovih nanocijeviu RF području • nanomehanički radio odašiljač tipični radio odašiljač nanocijevni radio odašiljač

  33. Primjene ugljikovih nanocijevi • radio prijemnik sa ugljikovom nanocijevi • uređaj čiji se rad temelji na bežičnom prijenosu signala tipični radio prijemnik ugljikova nanocijev priključena na elektrodu u blizini protuelektrode

  34. Primjene ugljikovih nanocijevi • radio prijemnik sa ugljikovom nanocijevi kao demodulatorom – primjer minijaturizacije AM demodulator temeljen na ugljikovoj nanocijevi

More Related