• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nanokoralowce lekarstwem dla elektroniki?

    03.12.2009. 18:55
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    Dzięki nowej metodzie syntezy nanocząstek tlenku cyny, powstają nanometrycznej wielkości twory, które morfologicznie do złudzenia przypominają zwierzęta - koralowce. Nanokoralowce, wykorzystane przy konstrukcji baterii słonecznych, znacząco poprawiają ich charakterystykę - informuje "Chemical Communications".

    Tlenek cyny (SnO2), dotychczas był używany w elektronice w postaci sferycznych nanocząstek. Materiał ten, choć posiada wiele ciekawych właściwości, nadal daleki jest od ideału, z którego można byłoby wytworzyć bardzo wydajne ogniwa słoneczne.
    Współpracujący naukowcy z chińskiego Institute of Intelligent Machines oraz indyjskiego Indian Institute of Technology-Roorkee opracowali nową metodę syntezy tlenku cyny, dzięki której powstaje nanomateriał dobrze przewodzący prąd elektryczny, morfologicznie do złudzenia przypominający koralowce.

    Proces polega na wytworzeniu kulistych nanocząstek tlenku cyny o średnicy około 10 nanometrów ( jeden nanometr to miliardowa część metra-PAP), po czym nanopreparat zostaje poddany reakcji hydrotermalnej, polegającej na wygrzewaniu nanocząstek tlenku cyny w temperaturze 170 stopni Celsjusza przez około 5 godzin.

    W tych warunkach kuliste nanocząstki ulegają morfologicznej transformacji - pojedyncze nanocząstki są "wsysane" przez większe cząstki tworząc pałeczki o wspólnym rdzeniu, które potem łączą się z kolejnymi podobnymi tworami. W efekcie końcowym, powstaje nanomateriał o bardzo dużej powierzchni czynnej, przypominający koralowca.

    Nowo wytworzone nanokoralowce naukowcy użyli jako aktywny element ogniw słonecznych typu DSSCs (ang. dye-sensitised solar cells), których właściwości następnie porównano z ogniwami słonecznymi wytworzonymi w oparciu o typowe kuliste nanocząstki tlenku cyny.

    Po dokładnych badaniach okazało się, że baterie słoneczne zbudowane z nanokoralowców charakteryzowały się lepszymi właściwościami, niż "typowe" ogniwa, których aktywnym elementem były sferyczne nanocząstki tlenku cyny.

    Naukowcy przewidują, że nowo odkryta forma tlenku cyny może być przydatna również w innych dziedzinach elektroniki, między innymi przy tworzeniu różnego typu sensorów.

    Źródło:
    PAP - Nauka w Polsce

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Superparamagnetyzm – zjawisko pojawiające się w niektórych materiałach magnetycznych, które składają się z bardzo małych krystalitów (1-10 nm) (zwanych nanocząstkami). Hopkalit – nazwa handlowa mieszaniny tlenku miedzi(II), tlenku kobaltu(III), tlenku manganu(IV) oraz tlenku srebra. Substancja o właściwościach porowatej masy przypomina wyglądem węgiel aktywny. Używany w produkcji pochłaniaczy hopkalitowych, stosowanych w produkcji masek przeciwgazowych. Chroni między innymi przed trującym czadem. Hopkalit zamienia przechodzący przez pochłaniacz wraz z powietrzem tlenek węgla na nieszkodliwy dwutlenek węgla. Karboksyhemoglobina (HbCO) – kompleks hemoglobiny i tlenku węgla (potocznie zwanego czadem). Połączenie hemoglobiny z tlenkiem węgla jest 250-300 razy trwalsze niż z tlenem, a szybkość reakcji 200 razy większa, co sprawia, że nawet przy niewielkim stężeniu tlenku węgla we wdychanym powietrzu większość hemoglobiny w krwiobiegu jest przekształcona w karboksyhemoglobinę (i w efekcie tylko niewielka część może połączyć się z tlenem). Już przy około 0,16% zawartości tlenku węgla w powietrzu ilość ta jest niewystarczająca dla ludzkiego organizmu. Nadmiar karboksyhemoglobiny powoduje niedotlenienie organizmu, a w najgorszym przypadku nawet śmierć przez uduszenie. Rozłożenie karboksyhemoglobiny jest procesem bardzo długim i nie zawsze możliwym.

    Mikronizacja – proces redukcji średnicy cząstek stałych materiału. Zazwyczaj termin mikronizacji jest używany, gdy cząstki, które są produkowane maja tylko kilka mikrometrów średnicy. Jednak nowoczesne zastosowania (zazwyczaj w przemyśle farmaceutycznym) wymagają średnicy cząstek w skali nanometrów. Błękit molibdenowy powstaje w wyniku wytworzenia barwnego ciemnoniebieskiego kompleksu po zmieszaniu anionu molibdenianowego (MoO2−4) z kationem cyny(II), np. w reakcji molibdenianu sodu z chlorkiem cyny(II).

    Spin – moment własny pędu cząstki w układzie, w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki. Każdy rodzaj cząstek elementarnych ma odpowiedni dla siebie spin. Cząstki będące konglomeratami cząstek elementarnych (np. jądra atomów) mają również swój spin będący sumą wektorową spinów wchodzących w skład jego cząstek elementarnych. Jądro złożone – rodzaj silnie wzbudzonego jądra atomowego, które powstaje w wyniku zespolenia się ze sobą co najmniej dwóch zderzających się ze sobą jąder, bądź wchłonięcia określonej cząstki przez dane jądro. Produkty reakcji zazwyczaj znacznie różnią się od cząstek padających. Ponadto produkty reakcji przez jądro złożone mają kierunek słabo skorelowany z kierunkiem cząstki padającej. Inaczej niż w reakcji bezpośredniej, w której kierunek ruchu emitowanych cząstek pokrywa się mniej więcej z kierunkiem ruchu cząstki padającej. Jedynie kierunek prostopadły do płaszczyzny wyznaczanej przez kierunek ruchu cząstki padającej i środek bombardowanego jądra jest dyskryminowany, ponieważ jest to kierunek osi obrotu, jaki zaczyna wykonywać uderzone jądro, przy niecentralnym uderzeniu przez cząstkę padającą. Pozostałe kierunki są uprzywilejowane ze względu na pewien wpływ siły odśrodkowej.

    Nanomateriały – wszelkie materiały, w których występują regularne struktury na poziomie molekularnym, tj. nie przekraczającej 100 nanometrów. Granica ta może dotyczyć wielkości domen jako podstawowej jednostki mikrostruktury, czy grubości warstw wytworzonych lub nałożonych na podłożu. W praktyce granica poniżej której mówi się o nanomateriałach jest różna dla materiałów o różnych właściwościach użytkowych i na ogół wiąże się to z pojawieniem szczególnych właściwości po jej przekroczeniu. Zmniejszając rozmiar uporządkowanych struktur materiałów można uzyskać znacznie lepsze właściwości fizyko-chemiczne, mechaniczne, itp. Tetrajodek cyny (nazwa Stocka: jodek cyny(IV)), SnI4nieorganiczny związek chemiczny z grupy jodków, sól kwasu jodowodorowego i cyny na IV stopniu utlenienia. Krystalizuje się jako pomarańczowy osad, łatwo rozpuszczalny w rozpuszczalnikach niepolarnych takich jak benzen.

    Stopy cyny – stopy, w których cyna jest głównym składnikiem stopowym. Najczęściej stosowanymi są stopy cyny z ołowiem, miedzią i antymonem.

    Fluorek cyny(II) – nieorganiczny związek chemiczny z grupy fluorków, sól kwasu fluorowodorowego i cyny dwuwartościowej. Składnik niektórych past do zębów (stosowany w połączeniu z olaflurem). Wykazuje właściwości antybakteryjne oraz przeciwzapalne.

    Fosfobrąz lub fosforobrąz to stop miedzi, cyny oraz czerwonego fosforu. Jest bardzo odporny na ścieranie i zgniatanie. Wykorzystywany jest do produkcji panewek. W zasadzie (niezależnie od stosowanych nazw potocznych) jest to brąz cynowo-fosforowy o składzie stopowym CuSn10P, czyli: miedź + 10% cyny + 1% fosforu. W Polsce oznaczany jako B101. Najszersze zastosowanie - na wysokoobciążone, szybkoobrotowe, źle smarowane i narażone na korozję łożyska ślizgowe. Produkowany (Odlewnia Metali Szopienice) w postaci prętów i tulei, metodą odlewu ciągłego, w prętach o długości l=2000 mm i średnicach od 15 mm do 200 mm. Cząstki identyczne to cząstki nie różniące się żadną cechą. Ich nierozróżnialność polega na tym, że zmiana współrzędnych i spinów dwóch dowolnych cząstek tego samego rodzaju nie może zmienić prawdopodobieństwa znalezienia każdej z nich w określonej objętości. Liczby kwantowe cząstek identycznych są jednakowe. Funkcje falowe układu cząstek identycznych są albo symetryczne (dla bozonów) albo antysymetryczne (dla fermionów) przy zamianie liczb kwantowych tych cząstek.

    Tlenek cyny (nazwa Stocka: tlenek cyny(II)), SnO – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków amfoterycznych, w którym cyna występuje na II stopniu utlenienia. Występuje w dwóch formach – stabilnej o kolorze czarnogranatowej i czerwonej metastabilnej.

    Dodano: 03.12.2009. 18:55  


    Najnowsze