ارائه با موضوع رابطه ژنتیکی هیدروکربن ها. موضوع درس "رابطه ژنتیکی هیدروکربن ها، الکل ها، آلدئیدها و کتون ها" هدف توسعه توانایی جمع آوری فرمول های ساختاری با استفاده از این اطلاعات

درس تکرار و تعمیم دانش با موضوع "هیدروکربن" در پایه دهم طبق برنامه O.S. گابریلیان. با هدف تجمیع موضوعات کلیدی موضوع: نامگذاری، ایزومریسم، روش های تولید و خواص هیدروکربن های اشباع، غیر اشباع و معطر. این درس شامل حل مسائل محاسباتی و کیفی و زنجیره تحولات است. دانش آموزان باید مواد پیشنهادی را نام ببرند، بین طبقات مواد آلی همبستگی ایجاد کنند و همولوگ ها و ایزومرها را از بین آنها انتخاب کنند.

دانلود:


پیش نمایش:

موسسه آموزشی شهرداری

دبیرستان شماره 6

روستای Oktyabrskaya، منطقه کراسنودار

در شیمی در پایه دهم

با موضوع:

درس آزاد شیمی

در کلاس دهم با موضوع:

« تعمیم و نظام‌بندی دانش در مورد «هیدروکربن‌ها».

"سری ژنتیکی هیدروکربن ها".

اهداف درس:

  1. تکرار، تعمیم و تثبیت دانش و مهارت های کسب شده در حین مطالعه این موضوع؛ قادر به طبقه بندی هیدروکربن ها، مقایسه ترکیب، ساختار، خواص آنها. ایجاد روابط علت و معلولی (ترکیب، ساختار، خواص، کاربرد).
  2. بتواند با مثال دلایل تنوع مواد آلی، وحدت مادی مواد معدنی و آلی را توضیح دهد.
  3. قادر به ایجاد معادلاتی از واکنش های شیمیایی است که روابط ژنتیکی بین هیدروکربن های سری های مختلف همولوگ را نشان می دهد.
  4. فعالیت شناختی را با استفاده از وظایف غیر استاندارد توسعه دهید. توسعه مهارت های تفکر منطقی و نتیجه گیری؛ روند آزمایش را توضیح دهید، چیز اصلی را برجسته کنید، مقایسه کنید، تعمیم دهید.
  5. القای علاقه به شیمی، معرفی آن به نقش آن در مرحله کنونی.

نوع درس: درس تعمیم و نظام مند سازی دانش اکتسابی.

مواد و روش ها: حل مسائل کیفی و محاسباتی، کار مستقل.

تجهیزات: مدل های تمام نمایندگان هیدروکربن ها، جداول ژنتیکی

روابط هیدروکربنی

در طول کلاس ها.

من. زمان سازماندهی

احوالپرسی متقابل، ثبت غایبین، بررسی آمادگی برای درس.

II. سخنرانی افتتاحیه معلم

معلم. ما مطالعه مبحث "هیدروکربن ها" را به پایان رساندیم. امروز در درس ما دانش در مورد ساختار، خواص و ایزومری این ترکیبات را خلاصه خواهیم کرد.

هر گونه اشیاء و پدیده های طبیعی در ارتباط متقابل آنها بررسی می شود. در میان انواع مختلف اتصالات، می توان مواردی را که نشان می دهد چه چیزی اولیه و چه چیزی ثانویه است، چگونه برخی از اشیاء یا پدیده ها باعث ایجاد برخی دیگر می شوند، جدا کرد. به این نوع اتصالات ژنتیکی می گویند.

یک ارتباط ژنتیکی بین سری های همولوگ هیدروکربن ها وجود دارد که در فرآیند تبدیل متقابل این مواد آشکار می شود.

III. روی موضوع درس کار کنید.

  1. اولین مسئله ای که در نظر می گیریم ترکیب، طبقه بندی و نامگذاری هیدروکربن ها است.

کلاس ترکیبات را مشخص کنید و مواد زیر را نام ببرید:

فرمول مواد روی پوستر نوشته شده و روی تابلو نصب می شود. دانش آموزان به نوبت مواد را نام می برند و کلاس ترکیب را نشان می دهند.

همسان: الف) و ب)؛ ز) و و)؛ ج) و ج)

ایزومرها: ج) و د)؛ ه)ح) و و)

  1. یکی از خصوصیات رایج هیدروکربن ها وجود پدیده ایزومریسم است.

سوالات کلاس:

  1. به چه پدیده ای ایزومر می گویند؟
  2. چه انواع ایزومریسم وجود دارد؟
  3. کدام هیدروکربن ها با ایزومری فضایی مشخص می شوند؟
  4. کدام هیدروکربن ها ایزومر کلاسی را نشان می دهند؟
  5. به چه موادی همولوگ می گویند؟

از بین مواد داده شده در بالا، الف) همولوگ ها، ب) ایزومرها را انتخاب کنید.

  1. معلم. یک رابطه ژنتیکی بین سری های همولوگ وجود دارد که در طول تبدیل متقابل مواد قابل ردیابی است. غنی ترین منابع طبیعی هیدروکربن نفت و گاز طبیعی است.

برای انتقال از یک گروه به گروه دیگر، از فرآیندهایی استفاده می شود: هیدروژن زدایی، هیدروژناسیون، چرخه سازی و غیره. پیشرفت های دانشمندان روسی ما - N.D. Zelinsky، B.A. Kazansky، M.G.

حل زنجیره ای از تحولات بازتابی

رابطه ژنتیکی هیدروکربن ها

  1. دو نفر روی تخته ها دو زنجیره حل می کنند:

C 2 H 6 → C 2 H 4 → C 2 H 2 → C 6 H 6 → C 6 H 6 Cl 6; 1 - دانش آموز

2- فقط دانش آموز زیر الف)

  1. یک نفر در هیئت مدیره زنجیره ای از مشکل افزایش یافته را حل می کند:
  1. بقیه کلاس زنجیره کلی را حل می کنند و به نوبت به تخته می روند:

CaCO 3 → CaO → CaC 2 → C 2 H 2 trimerization، C(act) X + Cl2، FeCl3 A

H2، Ni Y H2O، H3PO4 B

بررسی زنجیر پشت تابلوهای شماره 1 (الف و ب) شماره 2.

  1. هنگام مطالعه مبحث "هیدروکربن ها"، اغلب مسائل محاسباتی و تجربی حل می شود که در آن از ویژگی های فردی مواد استفاده می شود.

حل مشکلات کیفیت

  1. دو نفر در هیئت ها مشکلات با کیفیت بالا را که در قالب کارت های فردی صادر می شود حل می کنند:

کارت 1.

پاسخ: رد شوید هر دو ماده از طریق آب برم یا ید. جایی که آب پروپین برم قرار داشت تغییر رنگ می دهد.

کارت 2.

پاسخ: هنگام سوزاندن هر گاز می توانید آن را از روی ماهیت شعله تشخیص دهید. اتان با شعله آبی بی رنگ، اتیلن با شعله زرد روشن و استیلن با شعله دودی می سوزد.

  1. هر کس دیگری (که می خواهد) یک مشکل کیفیت را در برد اصلی با پشتیبانی کلاس حل می کند:

کارت 3.

یک سیلندر حاوی متان و پروپن است. چگونه این مخلوط را جدا کنیم؟ واکنش های مناسب را بنویسید.

پاسخ . آب برم از مخلوط گاز عبور می کند:

متان خالص به صورت گاز باقی می ماند. 1،2-دیبرومپروپان حاصل با روی درمان می شود:

پروپن خالص به صورت گاز آزاد می شود.

حل مسائل محاسباتی

  1. دو نفر در هیئت مدیره مشکلات را با استفاده از کارت حل می کنند:

کارت 1.

کارت 2.

  1. یک نفر به همراه کلاس مشکلی را روی تخته اصلی حل می کند:

کارت 3.

هنگامی که 4.4 گرم از یک هیدروکربن ناشناخته سوزانده شد، 6.72 لیتر دی اکسید کربن و 7.2 گرم آب آزاد شد. اگر چگالی نسبی آن برای هیدروژن 22 باشد، فرمول این هیدروکربن را بدست آورید.

بررسی راه حل مشکلات از کارت های 1 و 2.

IV. تجزیه و تحلیل نمرات درس.

V. مشق شب:همه چیز را در مورد "هیدروکربن ها" تکرار کنید + زنجیره تبدیل ها را حل کنید: CO 2

CH 4 → C 2 H 2 → C 6 H 6 + HNO3 A

↓H2SO4

C6H5Cl

کارت 1.

دو ظرف حاوی پروپان و پروپین است. شناسایی مواد با استفاده از واکنش های کیفی که توسط معادلات واکنش پشتیبانی می شود.

کارت 2.

سه ظرف حاوی اتان، اتن و اتین است. چگونه تشخیص دهیم کدام گاز کجاست؟ معادلات واکنش های مربوطه را بنویسید.

کارت 1.

فرمول مولکولی یک هیدروکربن را در صورتی تعیین کنید که ترکیب آن 80 درصد کربن، 20 درصد هیدروژن و چگالی نسبی بخار در هوا 034/1 باشد.

کارت 2.

جرم اتیل الکل 96% را که می توان با واکنش هیدراتاسیون اتیلن با حجم 67.2 لیتر به دست آورد، محاسبه کنید.

پیش نمایش:

برای استفاده از پیش نمایش ارائه، یک حساب Google ایجاد کنید و وارد آن شوید: https://accounts.google.com


شرح اسلاید:

درس باز شیمی پایه دهم سری ژنتیک هیدروکربن ها. تعمیم و نظام سازی دانش

1. تکرار، تعمیم و تثبیت دانش و مهارت های کسب شده در حین مطالعه این موضوع. قادر به طبقه بندی هیدروکربن ها، مقایسه ترکیب، ساختار، خواص آنها. ایجاد روابط علت و معلولی (ترکیب، ساختار، خواص، کاربرد). 2. قادر به ترسیم معادلات واکنش های شیمیایی که روابط ژنتیکی بین هیدروکربن های سری های مختلف همولوگ را نشان می دهد. اهداف درس:

هر گونه اشیاء و پدیده های طبیعی در ارتباط متقابل آنها بررسی می شود. در میان انواع مختلف اتصالات، می توان مواردی را که نشان می دهد چه چیزی اولیه و چه چیزی ثانویه است، چگونه برخی از اشیاء یا پدیده ها باعث ایجاد برخی دیگر می شوند، جدا کرد. به این نوع اتصالات ژنتیکی می گویند. یک ارتباط ژنتیکی بین سری های همولوگ هیدروکربن ها وجود دارد که در فرآیند تبدیل متقابل این مواد آشکار می شود.


موضوع درس "رابطه ژنتیکی هیدروکربن ها، الکل ها، آلدئیدها و کتون ها" هدف توسعه توانایی جمع آوری فرمول های ساختاری با استفاده از این اطلاعات. توسعه مهارت اجرای زنجیره تبدیل مواد آلی. بهبود دانش طبقه بندی و نامگذاری مواد آلی.


برنامه فعالیت "ترسیم فرمول ساختاری یک ماده با استفاده از این اطلاعات" 1) این اطلاعات را به زبان نمودارها ترجمه کنید. 2) کلاس اتصال را حدس بزنید. 3) کلاس ترکیب و فرمول ساختاری آن را تعیین کنید. 4) معادلات واکنش های رخ داده را بنویسید.




برنامه فعالیت: "اجرای زنجیره تحولات" 1). واکنش های شیمیایی را شماره گذاری کنید. 2) کلاس هر ماده را در زنجیره تبدیل ها تعیین و برچسب گذاری کنید. 3) زنجیره را تجزیه و تحلیل کنید: الف) فرمول معرف ها و شرایط واکنش را در بالای فلش بنویسید. ب) زیر فلش فرمول محصولات اضافی را با علامت منفی بنویسید. 4) معادلات واکنش را بنویسید: الف) ضرایب را مرتب کنید. ب) محصولات واکنش را نام ببرید.





طبقه بندی ترکیبات آلی با توجه به ساختار زنجیره کربن 1. بسته به ماهیت اسکلت کربن، ترکیبات غیر حلقوی (خطی و شاخه ای و حلقوی) ترکیبات غیر حلقوی (آلیفاتیک، غیر حلقوی) - ترکیباتی که دارای باز هستند زنجیره کربنی خطی یا شاخه دار معمولاً ترکیبات چرخه ای نامیده می شوند - ترکیباتی که حاوی مولکول های بسته در چرخه CA هستند




طبقه بندی تک اتم های کربن در خود اسکلت های کربن، مرسوم است که تک تک اتم های کربن را بر اساس تعداد اتم های کربنی که از نظر شیمیایی به آن پیوند دارند، طبقه بندی می کنند. اگر یک اتم کربن معین به یک اتم کربن متصل شود، آن را اولیه می نامند، با دو - ثانویه، سه - سوم و چهار - چهارم. در خود اسکلت های کربن، مرسوم است که اتم های کربن منفرد را بر اساس تعداد اتم های کربنی که از نظر شیمیایی به آنها پیوند دارند، طبقه بندی می کنند. اگر یک اتم کربن معین به یک اتم کربن متصل شود، به آن اولیه می گویند، با دو - ثانویه، سه - سوم و چهار - چهارتا. نام اتم کربن نشان داده شده چیست: نام اتم کربن نشان داده شده چیست: الف) داخل دایره _________________; ب) داخل مربع __________________؛ ج) درون قلب __________________; د) داخل مثلث _________________؛

موضوع: رابطه ژنتیکی هیدروکربن ها و مشتقات آنها.

هدف:

    رابطه ژنتیکی بین انواع هیدروکربن ها و کلاس های ترکیبات آلی را در نظر بگیرید.

    تعمیم و نظام‌بندی دانش دانش‌آموزان در مورد هیدروکربن‌ها و مشتقات آنها بر اساس ویژگی‌های مقایسه‌ای خواص آنها.

    توسعه تفکر منطقی بر اساس شیمی هیدروکربن ها و مشتقات آنها.

    توسعه مهارت های خودآموزی در بین دانش آموزان

اهداف درس:

    توانایی تعیین اهداف و برنامه ریزی فعالیت های خود در درس را در دانش آموزان ایجاد کنید.

    توسعه تفکر منطقی در دانش آموزان (با ایجاد ارتباط ژنتیکی بین کلاس های مختلف هیدروکربن ها، ارائه فرضیه هایی در مورد خواص شیمیایی مواد آلی ناآشنا).

    توانایی دانش آموزان را برای مقایسه (با استفاده از مثال مقایسه خواص شیمیایی هیدروکربن ها) توسعه دهید.

    توسعه اطلاعات و شایستگی شناختی دانش آموزان؛

    تقویت گفتار شیمیایی در دانش آموزان، توانایی پاسخگویی منطقی به سوالات،

    توانایی های ارتباطی دانش آموزان را توسعه دهید، توانایی گوش دادن به پاسخ های همکلاسی ها را پرورش دهید.

نوع درس:

    برای اهداف آموزشی - بهبود دانش،

    با روش سازماندهی - تعمیم.

مواد و روش ها:

    کلامی (مکالمه)

    عملی - ترسیم طرح های تحول و اجرای آنها،

    انجام کار مستقل

معلم:

شیمی ارگانیک- علم مواد حیاتی.
هیدروکربن ها برای صنایع مدرن، فناوری و زندگی روزمره مردم اهمیت زیادی دارند. این مواد، هم به صورت جداگانه و هم به صورت مخلوط های طبیعی (گاز، نفت، زغال سنگ)، به عنوان مواد اولیه برای تولید ده ها هزار ترکیب آلی پیچیده تر عمل می کنند و گرما و نور را به خانه های ما می آورند.

ارائه چند رسانه ای

مواد آلی جایگاه بسیار زیادی در زندگی ما دارند. امروزه بیش از 20 میلیون وجود دارد. بدون آنها، بسیاری از چیزهای آشنا از زندگی روزمره ناپدید می شوند: محصولات پلاستیکی و لاستیکی، مواد شیمیایی خانگی، لوازم آرایشی. هر روز مواد جدید بیشتری سنتز می شوند. دانستن همه چیز در مورد همه چیز غیرممکن است. اما می توان قوانین اساسی را که در تبدیل مواد آلی اعمال می شود درک کرد.

پیشرفت های دانشمندان روسی ما - N.D. Zelinsky، B.A. Kazansky، M.G.

معلم:
چه کلاس هایی از هیدروکربن ها را می شناسید، بلافاصله آنها را با فرمول کلی نام ببرید.

جدول "طبقه بندی مواد"

به سوالات پاسخ دهید:

معلم:

چگونه انواع مختلف هیدروکربن ها از نظر ترکیب متفاوت هستند؟

دانش آموزان(تعداد اتم های هیدروژن)

معلم:

چه واکنش هایی باید انجام شود تا از یک نوع هیدروکربن دیگری به دست آید؟

دانش آموزان:

(واکنش های هیدروژناسیون یا هیدروژن زدایی.

با این حال، این روش تولید هیدروکربن جهانی نیست. فلش های موجود در نمودار نشان دهنده هیدروکربن هایی است که می توانند مستقیماً در یک واکنش به یکدیگر تبدیل شوند).

معلم:

از نظر شماتیک به این شکل به نظر می رسد:

ورزش:برای تثبیت مواد مورد مطالعه، چندین زنجیره تبدیل را انجام دهید. نوع هر واکنش را مشخص کنید:

معلم:شما می دانید که یک رابطه ژنتیکی نه تنها بین هیدروکربن ها، بلکه بین مشتقات آنها - مواد آلی حاوی اکسیژن، که در مقیاس صنعتی از فرآورده های نفت، گاز و زغال سنگ به دست می آیند، وجود دارد. بیایید این رابطه را با استفاده از مثال زنجیره تبدیل شناسایی کنیم:

کار دانش آموز روی تخته سفید تعاملی.

این امکان سنتز هدفمند ترکیبات مشخص شده را با استفاده از یک سری واکنش های شیمیایی ضروری (زنجیره ای از تبدیل ها) فراهم می کند.

بخشی از داستان ویدیویی.

تکلیف: معادلات واکنش را ترسیم کنید، شرایط وقوع و نوع واکنش ها را نشان دهید.

نتیجه:امروز در درس - با استفاده از مثال پیوند ژنتیکی مواد آلی سری های مختلف همسانی، وحدت وحدت مادی جهان را به کمک تبدیل ها دیدیم و ثابت کردیم.

مشق شب:

یک مساله حل کن:با توجه به 2 مول الکل اتیلیک.

1 ردیف چقدر تشکیل می شود - گرم دیبروموتان.
ردیف 2 - لیتر دی اکسید کربن
ردیف سوم - گرم اتیلن گلیکول؛

مرور مباحث مربوط به همسانی و ایزومریسم: فرمول هایی برای یک و دو ایزومر ترکیب ایجاد کنید.

مشاهده مشابه

کد را جاسازی کنید

در تماس با

همکلاسی ها

تلگرام

بررسی ها

نظر خود را اضافه کنید


اسلاید 2

رابطه بین طبقات مواد با زنجیره های ژنتیکی بیان می شود

  • سری ژنتیکی اجرای دگرگونی های شیمیایی است که در نتیجه می توان مواد یک طبقه را از مواد طبقه دیگر به دست آورد.
  • برای انجام تغییرات ژنتیکی باید بدانید:
  • طبقات مواد؛
  • نامگذاری مواد؛
  • خواص مواد؛
  • انواع واکنش ها؛
  • واکنش های اسمی، به عنوان مثال سنتز Wurtz:
  • اسلاید 3

    اسلاید 4

    • چه واکنش هایی باید انجام شود تا از یک نوع هیدروکربن دیگری به دست آید؟
    • فلش های موجود در نمودار نشان دهنده هیدروکربن هایی است که می توانند مستقیماً توسط یک واکنش به یکدیگر تبدیل شوند.
  • اسلاید 5

    چندین زنجیره تبدیل را انجام دهید

    نوع هر واکنش را مشخص کنید:

    اسلاید 6

    چک کردن

  • اسلاید 7

    مواد را به طبقات تقسیم کنید:

    C3H6; CH3COOH; CH3OH; C2H4; شورای امنیت سازمان ملل متحد؛ CH4; C2H6; C2H5OH; NSSON; C3H8; CH3COOC2H5; CH3SON; CH3COOCH3;

    اسلاید 8

    معاینه

    • آلکان ها: CH4; C2H6; С3Н8
    • آلکن ها: C3H6; С2Н4
    • الکل ها: CH3OH; C2H5OH
    • آلدهیدها: НСО; CH3SON
    • اسیدهای کربوکسیلیک: CH3COOH؛ UNDC
    • استرها: CH3COOC2H5؛ CH3COOCH3
  • اسلاید 9

    • چگونه می توان آن را از هیدروکربن ها به دست آورد:
    • الف) الکل ها ب) آلدئیدها ج) اسیدها؟
  • اسلاید 10

    سفر کربن

    • C CaC2 C2H2 CH3CHO C2H5OH
    • CH3COOH CH3COOCH2CH3
  • اسلاید 11

    • 2C + CaC2 Ca
    • CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2
    • C2H2 + H2O CH3CHO
    • CH3CHO + H2 C2H5OH
    • CH3CHO + O2 CH3COOH
    • CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOC2H5
  • اسلاید 12

    برای ترکیبات حاوی اکسیژن

    معادلات واکنش را ترسیم کنید، شرایط وقوع و نوع واکنش ها را نشان دهید.

    اسلاید 13

    بدست آوردن استر از هیدروکربن

    C2H6 C2H5ClC2H5OH CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3

    اسلاید 14

    اسلاید 15

  • اسلاید 16

  • اسلاید 17

  • اسلاید 18

    اسلاید 19

    نتیجه گیری: امروز در درس با استفاده از مثال پیوند ژنتیکی مواد آلی سری های مختلف همسانی، وحدت جهان مادی را به کمک دگرگونی ها مشاهده و اثبات کردیم.

  • اسلاید 20

    • butane butene-1 1,2-dibromobutane butene-1
    • پنتن-1 پنتان 2-کلروپنتان
    • پنتن-2 CO2
    • تحولات را انجام دهید.
  • مشاهده همه اسلایدها

    خلاصه

    نانو چیست؟

    .�

    اسلاید 3

    اسلاید 4

    اسلاید 5

    اسلاید 6

    اسلاید 7

    اسلاید 9

    اسلاید 10

    اسلاید 11

    اسلاید 12

    اسلاید 13

    اسلاید 14

    نمایش کلیپ.

    اسلاید 15

    اسلاید 16

    اسلاید 17

    اسلاید 18

    اسلاید 19

    اسلاید 20

    اسلاید 21

    اسلاید 22

    اسلاید 23

    اسلاید 24

    اسلاید 25

    نانو چیست؟

    فناوری های جدید چیزی است که بشریت را در مسیر پیشرفت خود به جلو می برد.�

    اهداف و مقاصد این کار گسترش و ارتقای دانش دانش آموزان در مورد دنیای اطراف، دستاوردها و اکتشافات جدید است. شکل گیری مهارت های مقایسه و تعمیم. توانایی برجسته کردن چیز اصلی، ایجاد علاقه خلاق، پرورش استقلال در جستجوی مواد.

    آغاز قرن بیست و یکم با فناوری نانو مشخص شده است که زیست شناسی، شیمی، فناوری اطلاعات و فیزیک را ترکیب می کند.

    در سال‌های اخیر، سرعت پیشرفت علمی و فناوری به استفاده از اشیاء مصنوعی در ابعاد نانومتر بستگی دارد. مواد و اجسام با اندازه 1 تا 100 نانومتر که بر اساس آنها ایجاد می شوند، نانومواد و روش های تولید و استفاده از آنها را فناوری نانو می نامند. با چشم غیرمسلح، انسان می تواند جسمی به قطر تقریبی 10 هزار نانومتر را ببیند.

    نانوتکنولوژی در مفهوم وسیع آن تحقیق و توسعه در سطوح اتمی، مولکولی و ماکرومولکولی در مقیاس اندازه یک تا صد نانومتر است. ایجاد و استفاده از سازه‌ها، دستگاه‌ها و سیستم‌های مصنوعی که به دلیل اندازه‌های بسیار کوچک، ویژگی‌ها و عملکردهای بسیار جدیدی دارند. دستکاری ماده در مقیاس فاصله اتمی

    اسلاید 3

    فناوری ها کیفیت زندگی هر یک از ما و قدرت دولتی که در آن زندگی می کنیم را تعیین می کنند.

    انقلاب صنعتی که در صنعت نساجی آغاز شد، باعث توسعه فناوری های ارتباطی راه آهن شد.

    متعاقباً رشد حمل و نقل کالاهای مختلف بدون فناوری های جدید خودرو غیرممکن شد. بنابراین هر فناوری جدید باعث تولد و توسعه فناوری های مرتبط می شود.

    دوره زمانی کنونی که در آن زندگی می کنیم، انقلاب علمی و فناوری یا انقلاب اطلاعاتی نامیده می شود. آغاز انقلاب اطلاعاتی مصادف با توسعه فناوری های رایانه ای بود که بدون آن زندگی جامعه مدرن دیگر قابل تصور نیست.

    توسعه فناوری رایانه همیشه با کوچک سازی عناصر مدار الکترونیکی همراه بوده است. در حال حاضر، اندازه یک عنصر منطقی (ترانزیستور) یک مدار کامپیوتری حدود 10-7 متر است و دانشمندان بر این باورند که کوچک‌سازی بیشتر عناصر کامپیوتری تنها زمانی امکان‌پذیر است که فناوری‌های خاصی به نام «نانو فناوری» توسعه یابد.

    اسلاید 4

    کلمه "نانو" که از یونانی ترجمه شده است به معنای کوتوله، گنوم است. یک نانومتر (nm) یک میلیاردیم متر (10-9 متر) است. یک نانومتر بسیار کوچک است. یک نانومتر همان تعداد بار کمتر از یک متر است که ضخامت یک انگشت کمتر از قطر زمین است. بیشتر اتم ها قطری بین 0.1 تا 0.2 نانومتر دارند و ضخامت رشته های DNA حدود 2 نانومتر است. قطر گلبول های قرمز 7000 نانومتر و ضخامت موی انسان 80000 نانومتر است.

    شکل، انواع اجسام را از چپ به راست به ترتیب افزایش اندازه نشان می دهد - از اتم تا منظومه شمسی. انسان قبلاً آموخته است که از اشیاء با اندازه های مختلف بهره مند شود. ما می توانیم هسته اتم ها را برای تولید انرژی اتمی تقسیم کنیم. با انجام واکنش های شیمیایی، مولکول ها و مواد جدیدی با خواص منحصر به فرد به دست می آوریم. با کمک ابزارهای ویژه، انسان یاد گرفته است که اشیاء ایجاد کند - از سر سوزن گرفته تا سازه های عظیم که حتی از فضا قابل مشاهده هستند.

    اما اگر به شکل با دقت نگاه کنید، متوجه خواهید شد که محدوده نسبتاً بزرگی (در مقیاس لگاریتمی) وجود دارد که دانشمندان برای مدت طولانی در آن پا نگذاشته اند - بین صد نانومتر تا 0.1 نانومتر. نانوتکنولوژی باید با اجسامی در اندازه های 0.1 تا 100 نانومتر کار کند. و دلایل زیادی برای این باور وجود دارد که می‌توانیم دنیای نانو را برای خودمان کار کنیم.

    نانوتکنولوژی از آخرین دستاوردهای شیمی، فیزیک و زیست شناسی استفاده می کند.

    اسلاید 5

    تحقیقات اخیر ثابت کرده است که در مصر باستان از فناوری نانو برای رنگ کردن موها به رنگ سیاه استفاده می شده است. برای این منظور از خمیر آهک Ca(OH)2، اکسید سرب و آب استفاده شد. در طی فرآیند رنگرزی، نانوذرات سولفید سرب (گالن) در نتیجه برهمکنش با گوگرد، که بخشی از کراتین است، به دست آمد که رنگرزی یکنواخت و پایدار را تضمین کرد.

    موزه بریتانیا "جام لیکورگوس" را در خود جای داده است (دیوارهای جام صحنه هایی از زندگی این قانونگذار بزرگ اسپارتی را نشان می دهد) که توسط صنعتگران روم باستان ساخته شده است - این جام حاوی ذرات میکروسکوپی طلا و نقره است که به شیشه اضافه شده است. تحت نورهای مختلف، رنگ فنجان تغییر می کند - از قرمز تیره به طلایی روشن. فناوری‌های مشابهی برای ایجاد شیشه‌های رنگی در کلیساهای قرون وسطایی اروپا مورد استفاده قرار گرفت.

    در حال حاضر دانشمندان ثابت کرده اند که اندازه این ذرات از 50 تا 100 نانومتر است.

    اسلاید 6

    در سال 1661، رابرت بویل شیمیدان ایرلندی مقاله ای منتشر کرد که در آن از اظهارات ارسطو مبنی بر اینکه همه چیز روی زمین از چهار عنصر تشکیل شده است - آب، خاک، آتش و هوا (مبنای فلسفی پایه های کیمیا، شیمی و فیزیک آن زمان) انتقاد کرد. بویل استدلال کرد که همه چیز از "جسد" تشکیل شده است - قطعات بسیار کوچکی که در ترکیبات مختلف مواد و اشیاء مختلفی را تشکیل می دهند. پس از آن، ایده های دموکریتوس و بویل توسط جامعه علمی پذیرفته شد.

    در سال 1704، اسحاق نیوتن پیشنهاد کاوش در راز اجسام را داد.

    در سال 1959، ریچارد فاینمن، فیزیکدان آمریکایی گفت: «در حال حاضر ما مجبوریم از ساختارهای اتمی استفاده کنیم که طبیعت به ما ارائه می دهد.» اما در اصل یک فیزیکدان می تواند هر ماده ای را بر اساس فرمول شیمیایی معین سنتز کند.

    در سال 1959، نوریو تانیگوچی برای اولین بار از اصطلاح "نانو فناوری" استفاده کرد.

    در سال 1980 اریک درکسلر از این اصطلاح استفاده کرد.

    اسلاید 7

    ریچارد فیلیپس فیمن (1918-1988) فیزیکدان برجسته آمریکایی. یکی از سازندگان الکترودینامیک کوانتومی برنده جایزه نوبل فیزیک در سال 1965.

    سخنرانی معروف فاینمن، معروف به «هنوز هم فضای زیادی در پایین وجود دارد»، اکنون نقطه آغازی در مبارزه برای تسخیر جهان نانو محسوب می شود. اولین بار در سال 1959 در موسسه فناوری کالیفرنیا خوانده شد. کلمه زیر در عنوان سخنرانی به معنای دنیایی با ابعاد بسیار کوچک بود.

    نانوتکنولوژی به خودی خود به یک رشته علمی تبدیل شد و به دنبال تجزیه و تحلیل دقیق دانشمند آمریکایی اریک درکسلر در اوایل دهه 1980 و انتشار کتاب موتورهای خلقت: عصر آینده نانوتکنولوژی، به یک پروژه فنی طولانی مدت تبدیل شد.

    اسلاید 9

    اولین دستگاه هایی که امکان مشاهده نانو اشیاء و حرکت آنها را فراهم کردند، میکروسکوپ های کاوشگر روبشی بودند - یک میکروسکوپ نیروی اتمی و یک میکروسکوپ تونلی روبشی که بر اساس یک اصل کار می کنند. میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) توسط گرد بیننیگ و هاینریش رورر ساخته شد که در سال 1986 جایزه نوبل را برای این تحقیق دریافت کردند.

    اسلاید 10

    اساس AFM یک کاوشگر است که معمولاً از سیلیکون ساخته می‌شود و نمایانگر یک صفحه کنسول نازک است (به آن کنسول نازک گفته می‌شود، از کلمه انگلیسی "cantilever" - کنسول، پرتو). در انتهای کنسول یک سنبله بسیار تیز وجود دارد که به گروهی از یک یا چند اتم ختم می شود. ماده اصلی سیلیکون و نیترید سیلیکون است.

    هنگامی که میکروپروب در امتداد سطح نمونه حرکت می‌کند، نوک سنبله بالا و پایین می‌رود و رئوس برجسته سطح را مشخص می‌کند، درست همانطور که یک قلم گرامافون در امتداد یک صفحه گرامافون می‌لغزد. در انتهای بیرون زده کنسول یک ناحیه آینه ای وجود دارد که پرتو لیزر روی آن می افتد و منعکس می شود. هنگامی که سنبله بر روی بی نظمی های سطحی پایین می آید و بالا می رود، پرتو بازتاب شده منحرف می شود و این انحراف توسط یک آشکارساز نوری ثبت می شود و نیرویی که با آن سنبله به اتم های مجاور جذب می شود توسط یک سنسور پیزوالکتریک ثبت می شود.

    ردیاب نوری و داده های حسگر پیزو در سیستم بازخورد استفاده می شود. در نتیجه، امکان ساخت یک نقش برجسته حجمی از سطح نمونه در زمان واقعی وجود دارد.

    اسلاید 11

    گروه دیگری از میکروسکوپ های کاوشگر روبشی از به اصطلاح "اثر تونلی" مکانیکی کوانتومی برای ساختن تسکین سطح استفاده می کنند. ماهیت اثر تونل این است که جریان الکتریکی بین یک سوزن فلزی تیز و سطحی که در فاصله حدود 1 نانومتر قرار دارد، به این فاصله بستگی دارد - هر چه فاصله کمتر باشد، جریان بیشتر است. اگر ولتاژ 10 ولت بین سوزن و سطح اعمال شود، این جریان "تونل" می تواند از 10 pA تا 10 nA متغیر باشد. با اندازه گیری این جریان و ثابت نگه داشتن آن می توان فاصله بین سوزن و سطح را نیز ثابت نگه داشت. این به شما امکان می دهد یک نمایه حجمی از سطح بسازید. برخلاف میکروسکوپ نیروی اتمی، یک میکروسکوپ تونلی روبشی فقط می تواند سطوح فلزات یا نیمه هادی ها را مطالعه کند.

    برای انتقال هر اتمی به نقطه ای که اپراتور انتخاب می کند، می توان از میکروسکوپ تونل زنی روبشی استفاده کرد. به این ترتیب می توان اتم ها را دستکاری کرد و نانوساختارهایی ایجاد کرد. ساختارهای روی سطح با ابعادی به ترتیب نانومتر. در سال 1990، کارمندان IBM نشان دادند که این امر با ترکیب نام شرکت خود از 35 اتم زنون روی یک صفحه نیکل امکان پذیر است.

    یک دیفرانسیل اریب صفحه اصلی وب سایت موسسه تولید مولکولی را تزئین می کند. گردآوری شده توسط E. Drexler از اتم های هیدروژن، کربن، سیلیکون، نیتروژن، فسفر، هیدروژن و گوگرد با تعداد کل 8298. محاسبات رایانه ای نشان می دهد که وجود و عملکرد آن با قوانین فیزیک مغایرت ندارد.

    اسلاید 12

    کلاس هایی برای دانش آموزان لیسه در کلاس نانوتکنولوژی دانشگاه دولتی آموزشی روسیه به نام A.I. هرزن.

    اسلاید 13

    نانوساختارها را می‌توان نه تنها از اتم‌ها یا مولکول‌های منفرد، بلکه از بلوک‌های مولکولی نیز جمع‌آوری کرد. چنین بلوک‌ها یا عناصری برای ایجاد نانوساختارها گرافن، نانولوله‌های کربنی و فولرن‌ها هستند.

    اسلاید 14

    1985 ریچارد اسمالی، رابرت کرل و هارولد کروتو فولرن ها را کشف کردند و توانستند برای اولین بار جسمی به اندازه 1 نانومتر را اندازه گیری کنند.

    فولرن ها مولکول هایی متشکل از 60 اتم هستند که به شکل یک کره قرار گرفته اند. در سال 1996، گروهی از دانشمندان جایزه نوبل را دریافت کردند.

    نمایش کلیپ.

    اسلاید 15

    آلومینیوم با افزودنی کوچک (بیش از 1٪) فولرن سختی فولاد را به دست می آورد.

    اسلاید 16

    گرافن یک صفحه منفرد و مسطح از اتم‌های کربن است که به یکدیگر متصل شده و شبکه‌ای را تشکیل می‌دهند که هر سلول شبیه یک لانه زنبوری است. فاصله بین نزدیکترین اتم های کربن در گرافن حدود 0.14 نانومتر است.

    توپ های سبک اتم های کربن هستند و میله های بین آنها پیوندهایی هستند که اتم ها را در ورقه گرافن نگه می دارند.

    اسلاید 17

    گرافیت، چیزی که سرب های مداد معمولی از آن ساخته می شود، پشته ای از صفحات گرافن است. گرافن‌های موجود در گرافیت پیوند بسیار ضعیفی دارند و می‌توانند از کنار هم بگذرند. بنابراین، اگر گرافیت را روی کاغذ بچرخانید، ورق گرافن در تماس با آن از گرافیت جدا شده و روی کاغذ باقی می ماند. این توضیح می دهد که چرا می توان از گرافیت برای نوشتن استفاده کرد.

    اسلاید 18

    دندریمرها یکی از مسیرهای ورود به دنیای نانو در جهت «پایین به بالا» هستند.

    پلیمرهای درخت مانند نانوساختارهایی با اندازه های 1 تا 10 نانومتر هستند که از ترکیب مولکول ها با ساختار شاخه ای تشکیل می شوند. سنتز دندریمر یکی از فناوری‌های نانو است که ارتباط نزدیکی با شیمی پلیمر دارد. دندریمرها مانند همه پلیمرها از مونومرها تشکیل شده اند و مولکول های این مونومرها دارای ساختاری منشعب هستند.

    حفره های پر از ماده ای که در حضور آن دندریمرها تشکیل شده اند می توانند در داخل دندریمر ایجاد شوند. اگر دندریمر در محلولی حاوی هر دارویی سنتز شود، این دندریمر با این دارو تبدیل به یک نانوکپسول می شود. علاوه بر این، حفره های داخل دندریمر ممکن است حاوی مواد نشاندار شده با رادیواکتیو باشد که برای تشخیص بیماری های مختلف استفاده می شود.

    اسلاید 19

    در 13 درصد موارد، افراد بر اثر سرطان جان خود را از دست می دهند. این بیماری سالانه حدود 8 میلیون نفر را در سراسر جهان می کشد. بسیاری از انواع سرطان هنوز غیر قابل درمان در نظر گرفته می شوند. تحقیقات علمی نشان می دهد که فناوری نانو می تواند ابزار قدرتمندی در مبارزه با این بیماری باشد. دندریمرها - کپسول هایی با سم برای سلول های سرطانی

    سلول های سرطانی برای تقسیم و رشد به مقادیر زیادی اسید فولیک نیاز دارند. بنابراین، مولکول های اسید فولیک به خوبی به سطح سلول های سرطانی می چسبند و اگر پوسته خارجی دندریمرها حاوی مولکول های اسید فولیک باشد، این گونه دندریمرها به طور انتخابی فقط به سلول های سرطانی می چسبند. با کمک چنین دندریمرهایی، اگر برخی مولکول‌های دیگر به پوسته دندریمرها متصل شوند، می‌توان سلول‌های سرطانی را مشاهده کرد، مثلاً در زیر نور فرابنفش می‌درخشند. با چسباندن دارویی که سلول‌های سرطانی را از بین می‌برد به پوسته خارجی دندریمر، نه تنها می‌توان آنها را تشخیص داد، بلکه می‌توان آنها را نیز از بین برد.

    به گفته دانشمندان، با کمک فناوری نانو، امکان تعبیه حسگرهای میکروسکوپی در سلول‌های خون انسان وجود خواهد داشت که نسبت به ظهور اولین نشانه‌های توسعه بیماری هشدار می‌دهند.

    اسلاید 20

    نقاط کوانتومی در حال حاضر ابزاری مناسب برای زیست شناسان برای دیدن ساختارهای مختلف درون سلول های زنده است. ساختارهای سلولی مختلف به همان اندازه شفاف و بدون رنگ هستند. بنابراین، اگر با میکروسکوپ به سلول نگاه کنید، چیزی جز لبه های آن نمی بینید. برای قابل مشاهده ساختن برخی از ساختارهای سلولی، نقاط کوانتومی با اندازه های مختلف ایجاد شدند که می توانند به ساختارهای درون سلولی خاصی بچسبند.

    کوچکترین آنها که سبز می درخشند به مولکولهایی چسبانده شده بودند که قادر به چسبیدن به میکروتوبولهایی هستند که اسکلت داخلی سلول را تشکیل می دهند. نقاط کوانتومی با اندازه متوسط ​​می توانند به غشای دستگاه گلژی بچسبند و بزرگترین آنها می توانند به هسته سلول بچسبند. سلول را در محلولی حاوی تمام این نقاط کوانتومی فرو می‌برند و مدتی در آن نگه می‌دارند، به داخل آن نفوذ می‌کنند و به هر کجا که می‌توانند به آن می‌چسبند. پس از این، سلول در محلولی که حاوی نقاط کوانتومی نیست و زیر میکروسکوپ شستشو داده می شود. ساختارهای سلولی به وضوح قابل مشاهده شدند.

    قرمز - هسته؛ سبز - میکروتوبول ها؛ زرد – دستگاه گلژی.

    اسلاید 21

    دی اکسید تیتانیوم، TiO2، رایج ترین ترکیب تیتانیوم روی زمین است. پودر آن رنگ سفید خیره کننده ای دارد و به همین دلیل به عنوان رنگ در تولید رنگ، کاغذ، خمیر دندان و پلاستیک استفاده می شود. دلیل آن ضریب شکست بسیار بالا (n=2.7) است.

    اکسید تیتانیوم TiO2 دارای فعالیت کاتالیزوری بسیار قوی است - وقوع واکنش های شیمیایی را تسریع می کند. در حضور پرتو فرابنفش، مولکول‌های آب را به رادیکال‌های آزاد - گروه‌های هیدروکسیل OH- و آنیون‌های سوپراکسید O2- با چنان فعالیت بالایی تقسیم می‌کند که ترکیبات آلی به دی اکسید کربن و آب تجزیه می‌شوند.

    فعالیت کاتالیزوری با کاهش اندازه ذرات افزایش می یابد، بنابراین برای تصفیه آب، هوا و سطوح مختلف از ترکیبات آلی که معمولاً برای انسان مضر هستند، استفاده می شود.

    فوتوکاتالیست ها را می توان در بتن بزرگراه ها گنجاند که باعث بهبود محیط اطراف جاده ها می شود. علاوه بر این، پیشنهاد می‌شود پودر این نانوذرات به سوخت خودرو اضافه شود که همچنین باید محتوای ناخالصی‌های مضر در گازهای خروجی را کاهش دهد.

    لایه ای از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم که روی شیشه اعمال می شود، شفاف و برای چشم نامرئی است. با این حال، چنین شیشه‌هایی وقتی در معرض نور خورشید قرار می‌گیرند، می‌توانند از آلودگی‌های آلی خود تمیز شوند و هرگونه آلودگی آلی را به دی اکسید کربن و آب تبدیل کنند. شیشه ای که با نانوذرات اکسید تیتانیوم تصفیه شده است عاری از لکه های چرب است و بنابراین به خوبی توسط آب خیس می شود. در نتیجه، چنین شیشه ای کمتر مه می گیرد، زیرا قطرات آب بلافاصله در امتداد سطح شیشه پخش می شوند و یک فیلم شفاف نازک را تشکیل می دهند.

    دی اکسید تیتانیوم در فضاهای بسته کار نمی کند زیرا ... عملاً هیچ اشعه ماوراء بنفش در نور مصنوعی وجود ندارد. با این حال، دانشمندان بر این باورند که با تغییر جزئی ساختار آن، می توان آن را به قسمت مرئی طیف خورشیدی حساس کرد. بر اساس چنین نانوذراتی، می توان پوششی به عنوان مثال برای توالت ها ساخت که در نتیجه می توان محتوای باکتری ها و سایر مواد آلی روی سطوح توالت را چندین برابر کاهش داد.

    دی اکسید تیتانیوم به دلیل توانایی جذب اشعه ماوراء بنفش در تولید ضدآفتاب هایی مانند کرم ها استفاده می شود. تولیدکنندگان کرم شروع به استفاده از آن به شکل نانوذرات کرده‌اند که به قدری کوچک هستند که شفافیت تقریباً مطلق را برای ضد آفتاب ایجاد می‌کنند.

    اسلاید 22

    خود تمیز شونده نانو علف و "اثر نیلوفر آبی"

    نانوتکنولوژی ایجاد سطحی شبیه به میکروبراش ماساژور را ممکن می سازد. چنین سطحی نانو علف نامیده می‌شود و شامل بسیاری از نانوسیم‌های موازی (نانومیله) با طول یکسان است که در فاصله مساوی از یکدیگر قرار دارند.

    قطره آبی که روی نانو علف می‌ریزد نمی‌تواند بین نانو علف‌ها نفوذ کند، زیرا کشش سطحی بالای مایع از این امر جلوگیری می‌کند.

    برای اینکه ترشوندگی نانو چمن حتی کمتر شود، سطح آن با یک لایه نازک از مقداری پلیمر آبگریز پوشیده شده است. و سپس نه تنها آب، بلکه هر ذره ای نیز هرگز به نانو علف نمی چسبد، زیرا فقط در چند نقطه آن را لمس کنید. بنابراین، ذرات کثیفی که خود را بر روی سطحی پوشیده از نانوویلی می‌بینند، یا خودشان از آن جدا می‌شوند یا با غلتاندن قطره‌های آب دور می‌شوند.

    به خود تمیز شدن سطحی از ذرات کثیف، "اثر نیلوفر آبی" گفته می شود، زیرا گل ها و برگ های نیلوفر آبی حتی زمانی که آب اطراف کدر و کثیف است خالص هستند. این امر به این دلیل اتفاق می افتد که برگ ها و گل ها توسط آب خیس نمی شوند، بنابراین قطرات آب مانند گلوله های جیوه از روی آنها می غلتد و هیچ اثری از خود باقی نمی گذارد و تمام کثیفی ها را می شوید. حتی قطره های چسب و عسل نمی توانند روی سطح برگ های نیلوفر آبی باقی بمانند.

    معلوم شد که کل سطح برگ های نیلوفر آبی به طور متراکم با میکروجوش هایی به ارتفاع حدود 10 میکرون پوشیده شده است و خود جوش ها نیز به نوبه خود با میکروویل های کوچکتر پوشیده شده اند. تحقیقات نشان داده است که تمام این ریزجوش ها و پرزها از موم ساخته شده اند که به داشتن خواص آبگریز معروف است و باعث می شود سطح برگ های نیلوفر آبی شبیه به علف نانو باشد. این ساختار جوشی سطح برگ های نیلوفر آبی است که ترشوندگی آنها را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. برای مقایسه: سطح نسبتاً صاف برگ ماگنولیا که توانایی خود تمیز شوندگی را ندارد.

    بنابراین، فناوری نانو امکان ایجاد پوشش‌ها و مواد خود تمیز شونده را فراهم می‌کند که خاصیت ضد آب نیز دارند. مواد ساخته شده از چنین پارچه هایی همیشه تمیز باقی می مانند. شیشه های جلوی خود تمیز شونده در حال حاضر تولید می شوند که سطح بیرونی آن با نانوویلی پوشانده شده است. هیچ کاری برای برف پاک کن ها روی چنین شیشه ای وجود ندارد. رینگ‌های تمیز دائمی برای چرخ‌های خودرو در فروش وجود دارد که با استفاده از «اثر نیلوفر آبی» خود تمیز می‌شوند و اکنون می‌توانید بیرون خانه‌تان را با رنگی رنگ کنید که کثیفی به آن نچسبد.

    دانشمندان سوئیسی از پلی استری پوشیده شده با الیاف سیلیکونی بسیار ریز موفق به ایجاد یک ماده ضد آب شده اند.

    اسلاید 23

    نانوسیم‌ها سیم‌هایی با قطری برابر نانومتر هستند که از فلز، نیمه‌رسانا یا دی الکتریک ساخته شده‌اند. طول نانوسیم ها اغلب می تواند 1000 برابر یا بیشتر از قطر آنها بیشتر شود. بنابراین، نانوسیم ها اغلب ساختارهای یک بعدی نامیده می شوند و قطر بسیار کوچک آنها (حدود 100 اندازه اتمی) امکان بروز اثرات مکانیکی کوانتومی مختلف را فراهم می کند. نانوسیم ها در طبیعت وجود ندارند.

    خواص الکتریکی و مکانیکی منحصربه‌فرد نانوسیم‌ها، پیش‌نیازهایی را برای استفاده از آن‌ها در دستگاه‌های نانوالکترونیکی و نانوالکترومکانیکی آینده و همچنین عناصر مواد کامپوزیتی جدید و حسگرهای زیستی ایجاد می‌کند.

    اسلاید 24

    برخلاف ترانزیستورها، کوچک سازی باتری ها بسیار کند اتفاق می افتد. اندازه باتری های گالوانیکی که به یک واحد قدرت کاهش یافته است، در طول 50 سال گذشته تنها 15 برابر کاهش یافته است و اندازه ترانزیستور در همان زمان بیش از 1000 بار کاهش یافته است و اکنون حدود 100 نانومتر است. مشخص است که اندازه یک مدار الکترونیکی مستقل اغلب نه با پر کردن الکترونیکی آن، بلکه با اندازه منبع جریان تعیین می شود. علاوه بر این، هرچه لوازم الکترونیکی دستگاه هوشمندتر باشد، به باتری بزرگتری نیاز دارد. بنابراین، برای کوچک سازی بیشتر دستگاه های الکترونیکی، توسعه انواع جدیدی از باتری ها ضروری است. و در اینجا دوباره فناوری نانو کمک می کند

    در سال 2005، توشیبا نمونه اولیه باتری لیتیوم یونی را ایجاد کرد که الکترود منفی آن با نانوبلورهای لیتیوم تیتانات پوشیده شده بود، در نتیجه مساحت الکترود چندین ده برابر افزایش یافت. باتری جدید قادر است 80 درصد ظرفیت خود را تنها در یک دقیقه شارژ به دست آورد، در حالی که باتری های لیتیوم یون معمولی با نرخ 2 تا 3 درصد در دقیقه شارژ می شوند و شارژ کامل آن یک ساعت طول می کشد.

    باتری های حاوی الکترودهای نانوذره علاوه بر سرعت شارژ بالا، عمر مفید بالایی دارند: پس از 1000 چرخه شارژ/دشارژ، تنها 1 درصد از ظرفیت آن از بین می رود و کل عمر باتری های جدید بیش از 5 هزار سیکل است. علاوه بر این، این باتری‌ها می‌توانند در دمای تا -40 درجه سانتی‌گراد کار کنند و تنها 20 درصد شارژ خود را در مقابل 100 درصد باتری‌های مدرن معمولی که در دمای 25- درجه سانتی‌گراد هستند از دست می‌دهند.

    از سال 2007، باتری هایی با الکترودهای ساخته شده از نانوذرات رسانا برای فروش در دسترس هستند که می توانند در خودروهای الکتریکی نصب شوند. این باتری های لیتیوم یونی قادر به ذخیره انرژی تا 35 کیلووات ساعت هستند و حداکثر ظرف مدت 10 دقیقه شارژ می شوند. اکنون برد یک خودروی الکتریکی با چنین باتری هایی 200 کیلومتر است، اما مدل بعدی این باتری ها قبلاً توسعه یافته است که امکان افزایش برد یک خودروی الکتریکی را تا 400 کیلومتر فراهم می کند که تقریباً با حداکثر برد خودروهای بنزینی قابل مقایسه است. (از سوخت گیری تا سوخت گیری).

    اسلاید 25

    برای اینکه یک ماده با ماده دیگر وارد واکنش شیمیایی شود، شرایط خاصی لازم است و اغلب اوقات ایجاد چنین شرایطی ممکن نیست. بنابراین، تعداد زیادی از واکنش های شیمیایی فقط روی کاغذ وجود دارد. برای انجام آنها، کاتالیزورها مورد نیاز هستند - موادی که واکنش را تسهیل می کنند اما در آن شرکت نمی کنند.

    دانشمندان دریافته‌اند که سطح داخلی نانولوله‌های کربنی نیز دارای فعالیت کاتالیزوری بالایی است. آنها بر این باورند که وقتی یک ورقه "گرافیت" از اتم‌های کربن به درون یک لوله می‌پیچد، غلظت الکترون‌ها در سطح داخلی آن کمتر می‌شود. این توانایی سطح داخلی نانولوله‌ها را برای تضعیف کردن پیوند بین اتم‌های اکسیژن و کربن در مولکول CO توضیح می‌دهد و تبدیل به کاتالیزوری برای اکسیداسیون CO به CO2 می‌شود.

    برای ترکیب توانایی کاتالیزوری نانولوله‌های کربنی و فلزات واسطه، نانوذرات از آن‌ها در داخل نانولوله‌ها معرفی شدند (معلوم شد که این نانومجموعه کاتالیزورها قادر به راه‌اندازی واکنشی است که تنها رویای آن بوده است - سنتز مستقیم الکل اتیلیک از سنتز. گاز (مخلوطی از مونوکسید کربن و هیدروژن) که از گاز طبیعی، زغال سنگ و حتی زیست توده به دست می آید.

    در واقع، بشریت همیشه سعی کرده است که فناوری نانو را بدون اینکه بداند آزمایش کند. ما در ابتدای آشنایی خود با این موضوع آشنا شدیم، مفهوم فناوری نانو را شنیدیم، تاریخچه و نام دانشمندانی را که امکان انجام چنین جهشی کیفی در توسعه فناوری را ممکن کردند، با خود فناوری ها آشنا شدیم و حتی تاریخچه کشف فولرن ها را از کاشف، برنده جایزه نوبل ریچارد اسمالی شنید.

    فناوری ها کیفیت زندگی هر یک از ما و قدرت دولتی که در آن زندگی می کنیم را تعیین می کنند.

    توسعه بیشتر این جهت به شما بستگی دارد.

    دانلود چکیده

    "خواص آلکان ها" - آلکان ها. اطلاعات موجود در پاراگراف را مطالعه کنید. نامگذاری IUPAC. اتصالات. خواص فیزیکی آلکان ها ما مشکلات را حل می کنیم. آلکن ها و آلکین ها. منابع طبیعی هیدروکربن ها هیدروکربن های اشباع شده هالوژناسیون متان نامگذاری. گاز طبیعی به عنوان سوخت هیدروژن. خواص شیمیایی آلکان ها انواع تمرینات ویژه

    "متان" - کمک های اولیه برای خفگی شدید: خارج کردن قربانی از فضای مضر. متان غلظت ها اغلب بر حسب قسمت در میلیون یا میلیارد بیان می شوند. تاریخچه تشخیص متان اتمسفر کوتاه است. افزایش متان و نیتروژن تری فلوراید در جو زمین باعث نگرانی شده است. نقش متان در فرآیندهای زیست محیطی بسیار مهم است.

    "هیدروکربن های اشباع شیمی" - 8. کاربرد. متان که به شکل گاز طبیعی استفاده می شود، به عنوان سوخت استفاده می شود. زاویه بین اوربیتال ها 109 درجه و 28 دقیقه است. 1. مشخص ترین واکنش های هیدروکربن های اشباع، واکنش های جانشینی است. در مولکول های آلکان، تمام اتم های کربن در حالت هیبریداسیون SP3 هستند.

    "شیمی هیدروکربن های اشباع" - جدول هیدروکربن های اشباع. شیمی ارگانیک. در آزمایشگاه. C2H6. بنابراین زنجیره کربنی شکل زیگزاگی به خود می گیرد. کربوهیدرات ها (آلکان ها یا پارافین ها) را محدود کنید. متان در کجا استفاده می شود؟ اعلام وصول. متان به چه ترکیباتی هیدروکربن های اشباع می گویند؟ سوالات و تکالیف. کاربرد.

    مخلوط های گازی به دست آمده از گاز همراه. گاز طبیعی. مخلوط گاز طبیعی هیدروکربن ها. منشا نفت. بنابراین، هیدروکربن های اشباع حاوی حداکثر تعداد اتم های هیدروژن در مولکول هستند. 1. مفهوم آلکانها 2. منابع طبیعی 3. نفت به عنوان منبع 4. گاز طبیعی. چشمه های طبیعی

    "ساختار هیدروکربن های اشباع" - احتراق آلکان ها. نمونه هایی از ایزومرها سری همولوگ آلکان ها. هیدروکربن های اشباع شده پیامدهای مثبت و منفی. خواص متان ویژگی های یک پیوند واحد. شکل گیری دانش و مهارت های جدید. رادیکال ها خواص فیزیکی آلکان ها آلکان ها واکنش های تجزیه به دست آوردن گاز سنتز

    در مجموع 14 ارائه در این موضوع وجود دارد

    آخرین مطالب در بخش:

    شگفتی های فضا: حقایق جالب در مورد سیارات منظومه شمسی
    شگفتی های فضا: حقایق جالب در مورد سیارات منظومه شمسی

    سیارات در زمان های قدیم، مردم فقط پنج سیاره را می شناختند: عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل، فقط آنها را می توان با چشم غیر مسلح دید.

    چکیده: گشت مدرسه تکالیف المپیاد ادبیات
    چکیده: گشت مدرسه تکالیف المپیاد ادبیات

    تقدیم به یاا. دو چوپان از او محافظت می کردند. تنها، پیرمردی...

    طولانی ترین رمان های تاریخ ادبیات طولانی ترین اثر ادبی جهان
    طولانی ترین رمان های تاریخ ادبیات طولانی ترین اثر ادبی جهان

    کتابی به طول 1856 متر وقتی می پرسیم کدام کتاب طولانی ترین است، در درجه اول منظورمان طول کلمه است، نه طول فیزیکی...