WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные матриалы
 


«ПРОСТЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ В. А. Озерянский М. Е. Клецкий О. Н. Буров ПОЗНАЁМ НАНОМИР ПРОСТЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ 2-е издание (электронное) Москва БИНОМ. Лаборатория знаний УДК 501 ББК 20я721 О-46 ...»

ПРОСТЫЕ

ЭКСПЕРИМЕНТЫ

В. А. Озерянский

М. Е. Клецкий

О. Н. Буров

ПОЗНАЁМ

НАНОМИР

ПРОСТЫЕ

ЭКСПЕРИМЕНТЫ

2-е издание (электронное)

Москва

БИНОМ. Лаборатория знаний

УДК 501

ББК 20я721

О-46

Озерянский В. А.

О-46 Познаём наномир: простые эксперименты [Электронный ресурс] : учебное пособие / В. А. Озерянский, М. Е. Клецкий, О. Н. Буров. — 2-е изд. (эл.). —

Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 161 с.). — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. — Систем.

требования: Adobe Reader XI ; экран 10".

ISBN 978-5-9963-2519-1 В учебном пособии, подготовленном учеными Южного федерального университета, содержится краткая история развития нанотехнологий и 14 оригинальных проектных работ, иллюстрирующих важнейшие понятия нанотехнологии.

Для учащихся 8–11 классов и учителей, студентов и преподавателей, а также для всех, кто интересуется или изучает нанотехнологии.

УДК 501 ББК 20я721 Деривативное электронное издание на основе печатного аналога: Познаём наномир: простые эксперименты : учебное пособие / В. А. Озерянский, М. Е. Клецкий, О. Н. Буров. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. — 142 с. : ил., [16] с. цв. вкл. — ISBN 978-5-9963-1108-8.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации c БИНОМ.

Лаборатория знаний, 2012 ISBN 978-5-9963-2519-1 СОДЕРЖАНИЕ Предисловие........................................... 3 История достижений................................... 6 Проекты............................................. 34 Правила техники безопасности при работе в кабинете химии........................... 36 Общие положения..................................... 36 Работа с веществами и растворами....................... 37 Оказание первой медицинской помощи................... 38 Составление отчёта.................................... 39 Примерная форма отчёта............................... 39 Требования к оформлению электронных презентаций PowerPoint.............................

–  –  –

Что будет определять развитие цивилизации в XXI веке и каким должно быть образование, чтобы обеспечить людей необходимыми знаниями? Совершенно очевидно, что сегодня к лидирующим, инновационным областям развития относится наноиндустрия, предсказанная в середине прошлого века и аккумулирующая в развитых странах всё большие интеллектуальные и материальные усилия. О нанотехнологиях пишут на всех языках мира — всерьёз и популярно, пишут даже об их очаровании (наверное, скорее — об их привлекательности для общества)!

Потому понятно желание многих рассказать об этой области знаний, объединяющей физику, химию, биологию и другие науки, как можно раньше. В Сингапуре с помощью конструктора Lego рассказывают о нанотехнологиях даже дошкольникам!

Существуют школьные программы за рубежом и в России, затрагивающие достижения нанонауки, но, как правило, это лекции, которые читают преподаватели старшеклассникам. Правильно написал о таких лекциях один из пользователей Интернета: «Это не кружки, это курсы лекций. На кружке что-то своими руками надо делать. Детям это интересно. А просто слушать — я думаю, им скоро станет скучно, и они разбегутся».

Именно по этой причине мы предлагаем не просто практикум по нанотехнологии для начинающих, а сборник творческих проектов, которыми сможет заняться, надеемся, с увлечением, каждый из вас.

В основе книги простая идея: при помощи экспериментов дать чёткое представление о том, как получают и как исследуют нанообъекты и какие удивительные свойства они проявляют. Другими словами, в начале изучения этой новой для вас науки выполните эксперименты, позволяющие разобраться «на пальцах» в базовых идеях нанотехнологии, и только потом беритесь за серьёзные научные исследования.

Примерно так же поступила замечательный американский педагог Дженис Ванклив в книге «Эксперименты по астрономии»*.

Автор предложила 101 простой эксперимент, позволяющий каждому освоить основные понятия мира противоположных нашей * Ванклив Дж. Эксперименты по астрономии — М.: АСТ, Астрель, 2009 г. — (Наука в удовольствие). — 240 с.

4 Предисловие книге масштабов — гигантских расстояний, временных интервалов и масс, и тоже в домашней или школьной лаборатории.

Тематику проектных работ по нанотехнологиям для начинающих подсказал нам курс лекций, который читает академик РАН В. И. Минкин в Южном федеральном университете. Не обошлось и без личных пристрастий авторов, чья многолетняя работа связана с преподаванием естественнонаучных дисциплин и неослабевающим интересом к окружающему миру.

Часто в проектах мы предлагаем несколько вариантов исполнения, чтобы вы смогли выбрать наиболее интересный и доступный. И ещё: выполняя даже простые эксперименты, непременно соблюдайте правила техники безопасности! Указания по технике безопасности приведены в разделе «Правила техники безопасности при проведении химического эксперимента», а также в каждом проекте указаны те правила, на которые следует обратить внимание при проведении именно этой работы.

Конечно, увидеть в специальном микроскопе нанообъекты в школе (не в «Нанотраке» — сложнейшей передвижной обучающей нанолаборатории) остаётся для большинства мечтой, а вот посмотреть в статике или даже подвигать на экране компьютера — это вполне осуществимо. Именно поэтому мы подготовили электронное приложение, где представлены захватывающие воображение нанообъекты. Найти это приложение можно по адресу http://nano.dcho.ru.

Полезной эта книга будет и для студентов естественнонаучных факультетов университетов, впервые знакомящихся с нанотехнологией. Следуя самой логике развития нанотехнологии, мы при этом не стали разделять проекты по традиционному принципу (для химиков, физиков, биологов и т. д.). В пределах каждой научной специализации читатель сможет найти для себя полезное.

Гуманитарии, которые хотят прикоснуться к таинственной для себя области знаний (а таких сегодня становится всё больше и больше), смогут найти немало доступных экспериментов для «нанонауки на кухне». Те читатели, которые увлекаются или профессионально занимаются искусством, смогут почерпнуть идеи для популярного Art&Science, потому что большинство нанообъектов по-настоящему высокохудожественны (Общество исследования материалов (Materials Research Society), начиная с 2005 г., проводит конкурс «Наука как искусство»).

На обложке книги «Эксперименты по астрономии» помещены слова, точно передающие главную мысль Дженис Ванклив: «Захватывающие проекты и мероприятия для школы и просто в удовольствие». Именно в таком же ключе старались работать и мы.

Ну а насколько захватывающей получилась работа, судить вам.

Предисловие 5 Предложения, замечания и ответы на поставленные в каждой работе вопросы вы можете направлять по электронным адресам vv_ozer2@sfedu.ru Валерию Анатольевичу Озерянскому, alll3@yandex.ru Михаилу Ефимовичу Клецкому или на почту Естественнонаучного музея Южного федерального университета (info@museion.ru), давно и плодотворно сотрудничающего с издательством «БИНОМ. Лаборатория знаний».

Отметим также опубликованные на сайте http://www.

nanometer.ru (Библиотека: методические матеориалы для учителей: каталог проектных работ) нанотехнологические проекты, правда, рассчитанные не всегда на уровень школьных возможностей.

Также на сайте методической службы издательства «БИНОМ.

Лаборатория знаний» (metodist.Lbz.ru) организован лекторий В. А. Озерянского (в меню Лекторий), в котором авторы размещают дополнительные материалы и отвечают на вопросы учителей, учащихся и родителей.

Успехов и новых открытий в наномире!

Авторы

ИСТОРИЯ ДОСТИЖЕНИЙ

Наномир населён мельчайшими объектами, размер которых хотя бы в одном из измерений не превышает примерно 100 нанометров. Один нанометр (нм) — это одна миллиардная часть метра, или 1 · 10–9 м. Слово «нанометр» произошло от греческих слов «нанос» — карлик и «метро» — мера. В одном нанометре помещается всего от трёх до шести атомов.

Любые целенаправленные преобразования вещества на нанометровом уровне составляют фундамент нанотехнологий (термин впервые использовал в 1974 г. японский учёный Норио Танигучи).

Материалы с заранее заданными составами, размерами и структурой, которые получают с использованием нанотехнологий и свойства которых существенно зависят от входящих в их состав нанообъектов, называются наноматериалами.

–  –  –

Изучает устройство наномира так называемая нанонаука — междисциплинарная область знаний, объединяющая физику, химию, биологию, медицину, материаловедение, электронную и компьютерную технику. Таким образом, нанонаука — это совокупность всех знаний о свойствах вещества на нанометровом уровне.

Выделяют также наноинженерию, занимающуюся поиском эффективных методов использования наноматериалов. Именно нанонаука, наряду с информатикой и молекулярной биологией, является важнейшим направлением развития науки и технологии XXI в.

Организаторы российской научной конференции в 2007 г. очень точно назвали её «От наноструктур, наноматериалов и нанотехнологий к наноиндустрии».

В этом же 2007 г. норвежским филантропом Фредом Кавли была учреждена премия в 1 миллион долларов за выдающиеся достижения в астрофизике, нанотехнологии и неврологии. Премия Кавли, дополняющая Нобелевскую, вручается один раз в два года, начиная с 2008 г. Учредитель объяснил свой выбор так: «Я решил поддержать три области науки: одна занимается самым большим, другая — самым маленьким, третья — самым сложным» (рис. 1).

Появление нанонауки невозможно было без понимания того, что физические характеристики объекта зависят от его размеров и формы. Часто эту зависимость называют размерным эффектом.

Впервые на неё обратил внимание Галилео Галилей. В 1638 г. он опубликовал свою последнюю книгу «Беседы и математические доказательства двух новых наук», в которой, рассуждая о прочности костей и строительных балок, писал так: «Если вам требуются кости для более крупного животного, которое, скажем, в два раза выше, толще и длиннее нормального, то вес этого животного увеличится в восемь раз, и, следовательно, вам нужны кости, которые выдерживали бы восьмикратную нагрузку. Но прочность кости зависит от размеров её поперечного сечения, а поэтому если вы увеличите все кости по сравнению с прежним в два раза, то их поперечное сечение увеличится лишь в четыре раза, и, следовательно, они смогут выдерживать лишь четырёхкратную нагрузку…»*.

Спустя столетия оказалось, что размерные эффекты, подмеченные Галилеем, особенно важны именно для наночастиц и что, отправляясь в путешествие в наномир, надо быть готовым увидеть совершенно иные эффекты (их называют квантово-механическими), несвойственные миру больших тел.

–  –  –

1. В истории Кинг-Конга допущена принципиальная ошибка. Какая?

2. Почему чемпионами в фигурном катании на коньках и гимнастике обычно становятся невысокие люди?

Впервые получение наноразмерных объектов, тогда неосознанное, случайное, люди предприняли много лет назад, когда в Древнем Египте стали окрашивать волосы в чёрный цвет, научились выплавлять дамасскую сталь и получать цветные стёкла, успокаивать штормящее море вылитым на него жиром, получать под воздействием света изображение на фотоплёнке и фотобумаге.

Наиболее выдающиеся примеры использования наноразмерных частиц в древности — кубок Ликурга (см. цветную вклейку рис. Ц-1), хранящийся в Британском музее, и средневековые храмовые витражи. В стекле кубка (так называемой диатреты) — мельчайшие частицы золота и серебра размером не более 100 нм, использованные античными мастерами в соотношении 3 : 7. Если История достижений 9 эту зеленоватую чашу (см. цветную вклейку рис. Ц-1, а) осветить изнутри, она становится красной (см. цветную вклейку рис. Ц-1, б).

Аналогично получали и великолепное витражное стекло (см.

цветную вклейку рис. Ц-2). Так же, как и в кубке Ликурга, его делали цветным наночастицы металлов. Недавно учёные доказали:

витражное стекло выполняло в древности (и даже сейчас!) также функции очистителя среды от грязи благодаря тому, что на солнце мельчайшие частицы золота и других металлов превращаются в катализатор для очистки!

Осмысление наномира началось в 1857 г., когда гениальный Майкл Фарадей сформулировал вопрос: что происходит со свойствами обычного металла (например, золота) при его сильном измельчении и можно ли добиться такого измельчения, при котором металл вообще потерял бы свои известные свойства?

Фарадею удалось получить такие частицы золота, которые ни по внешнему виду, ни по своим свойствам уже ничем не напоминали металл (они, как выяснилось позже, имели размер от нескольких десятков до тысяч ангстрем (10–10 м) и содержали от нескольких тысяч до миллиона атомов металла).

Годом позже Юлиус Плюккер сумел получить тонкие металлические плёнки из наночастиц при испарении металлического катода в разреженных газах, а в 1880 г. Томас Эдисон получил их же, но уже в вакууме. Много лет спустя, в середине XX в., были случайно открыты такие необычные нанообъекты, как нитевидные кристаллы, и изучены их свойства.

Майкл Фарадей (1791–1867) Английский физик и химик, основоположник учения об электромагнитном поле. Обнаружил химическое действие электрического тока, взаимосвязь между электричеством, магнетизмом и светом. Открыл электромагнитную индукцию, установил законы электролиза, открыл пара- и диамагнетизм, вращение плоскости поляризации света в магнитном поле, высказал идею существования электромагнитных волн.

Историк Илья Бузукашвили написал: «Его называли властителем молний и королем физиков. А он всю жизнь оставался скромным, читал лекции для детей и верил в великие тайны Природы и Бога. Майкл Фарадей, искатель невидимых превращений».

\ 10 Познаём наномир: простые эксперименты Юлиус Плюккер (1801–1868) Немецкий физик и математик. Крупнейшие достижения в области аналитической геометрии, спектральных свойств атомов и молекул азота, водорода и других веществ.

Томас Алва Эдисон (1847–1931) Американский физик. Не получил систематического образования, однако стал главным изобретателем своего поколения.

Изобрёл угольный передатчик для телефона и фонограф. Используя угольную нить, создал первый коммерчески рентабельный вариант электрической лампочки. Построил первую в мире постоянно действующую электростанцию для освещения. Создал первую экспериментальную модель киноаппарата.

Построил первые электровозы, положил начало электронике.

Петер Адольф Тиссен (1899–1990) Ученик лауреата Нобелевской премии по химии Рихарда Зигмонди. Автор монографии «Критические исследования коллоидного золота» (1923 г.). До 1945 г. профессор Берлинского университета и директор Института физической химии кайзера Вильгельма. В 1940– 1950-е гг. работал в СССР в атомной программе по созданию первой советской атомной бомбы.

С 1966 г. иностранный член АН СССР. Член АН ГДР. Лауреат многих наград СССР и ГДР.

В руководимом им институте начинала свою научную карьеру нынешний канцлер ФРГ физико-химик Ангела Меркель.

\ История достижений 11 В начале XX в. работы в области изучения наноразмерных и коллоидных частиц металлов* не прерывались. Важнейшая работа этого времени была выполнена выдающимся немецким физико-химиком П. А. Тиссеном.

–  –  –

1. Во сколько раз возрастёт площадь поверхности шара диаметром 1 м, если его разрезать на 1015 кусочков?

В 1930-х гг. в естественных науках произошла подлинная революция — окончательно утвердилась квантовая механика, явившаяся также теоретическим фундаментом нанонауки. Тем не менее вплоть до 1980-х гг.

о наноиндустрии можно было только мечтать, и тому было в основном две причины:

1) отсутствие аппаратуры для получения нанообъектов, многие из которых рождаются только в экстремальных условиях высоких температур или давлений,

2) отсутствие средств их наблюдения — особых микроскопов и связанных с ними мощных компьютеров.

Появление нанонауки было предсказано в 1959 г. Ричардом Фейнманом, а в 1981 г. сотрудниками фирмы IBM Гердом Биннигом и Генрихом Рорером был сконструирован работающий на принципах квантовой механики сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) — не только «всевидящее око» в наномир, но и манипулятор для создания нанообъектов (нанофабрикации).

В СТМ изготовленный из сплавов благородных металлов зонд Ричард Филлипс Фейнман (1918–1988) Выдающийся американский физик-теоретик, создатель квантовой электродинамики, теории слабых взаимодействий, теории квантовых вихрей в сверхтекучем гелии, математического аппарата теории взаимопревращений элементарных частиц (диаграммы Фейнмана).

Лауреат Нобелевской премии по физике 1965 г. (совместно с С. Томонагой и Дж.

Швингером) за фундаментальные работы по квантовой электродинамике, имевшие глубокие последствия для физики элементарных частиц.

\

–  –  –

Генрих Рорер (род. 1933) (слева) и Герд Карл Бинниг (род. 1947) (справа) Генрих Рорер — швейцарский физик и Герд Карл Бинниг — немецкий физик, разработавшие совместно в исследовательской лаборатории IBM в Цюрихе (Швейцария) сканирующий туннельный микроскоп, за что в 1986 г. разделили половину Нобелевской премии по физике (вторую половину премии получил Эрнст Руска «за работу над электронным микроскопом»).

Позже Бинниг разработал также трансмиссионный микроскоп.

\ с кончиком толщиной всего в несколько атомов перемещается над проводящей ток поверхностью. Если острие зарядить положительно, то электроны поверхности притянутся к нему и создадут ток. Измеряя этот ток, СТМ может построить точный атомный рельеф изучаемой поверхности.

Игла СТМ может осуществить литографию (нанесение рисунка на поверхность), что позволило в 1989 г. Дону Эйглеру составить на никелевой пластинке слово IBM из 35 атомов ксенона (рис. 2, а).

Рис. 2. Логотип IBM из атомов ксенона (а) и «квантовый загон» Эйглера, Кромми и Лутца (б) История достижений 13 В 2007 г. один из лучших научных журналов по материаловедению «Journal of Minerals, Metals and Materials Society» (США) внёс эту работу и её автора в список 100 наиболее важных событий и людей, оказавших значительное влияние на развитие науки — от древнейшей обожжённой керамики (более 28 тыс. лет до н. э.) до наших дней.

–  –  –

1. Почему при изучении нанообъектов используют электронные, а не оптические микроскопы?

В 1993 г. Дональд Эйглер и его коллеги по IBM Майкл Кромми и Крис Луц сумели при помощи микроскопического острия создать на поверхности металлической пластины «рябь электронов», размещённых внутри кольца из атомов железа («квантовый загон»

или потенциальная яма). Тем самым удалось впервые наглядно продемонстрировать волновую природу электронов и способность электронных волн к интерференции, как, например, у воды (рис. 2, б).

Помимо СТМ, в нанотехнологиях используют другие мощные микроскопы — атомный силовой, сканирующий электронный и просвечивающий электронный.

Сейчас нанообъекты создают двумя разными способами — «сверху–вниз», или «от большего к меньшему» (как в экспериментах М. Фарадея, Ю. Плюккера, Т. Эдисона или в литографии) и «снизу–вверх». В первом случае массивный материал дробят химически или механически до наноразмеров. Во втором — наносиДональд М. Эйглер (род. 1954) Дональд Эйглер получил степень бакалавра и степень доктора философии Калифорнийского университета Сан-Диего. Ему потребовались 18 месяцев, чтобы создать очень низкую температуру, высочайший вакуум и с помощью СТМ стать первым человеком в истории, который может перемещать и управлять отдельными атомами. Часто публично высказывается о взаимоотношениях между нанотехнологией и обществом. Раньше занимался серфингом и восстановлением автомобилей, теперь — дрессировкой собак для помощи инвалидам. Живет в горах Санта-Круз. Лауреат премии Кавли 2010 г.

\ 14 Познаём наномир: простые эксперименты стему собирают из отдельных атомов или молекул (вот почему этот способ иногда называют молекулярной технологией).

К способу «снизу–вверх» относится и химический синтез, и такие природные процессы, как насчитывающие миллионы лет молекулярная самосборка и самоорганизация цепей ДНК или пептидных волокон (кстати, именно самосборка и минерализация таких волокон позволили учёным вплотную подойти к созданию искусственной кости).

В 2009 г. благодаря описанной методике удалось поставить абсолютный рекорд миниатюризации записи слов. Американские физики использовали растровый туннельный микроскоп, чтобы расположить молекулы CO на поверхности меди, где движутся электроны, сталкиваются с молекулами CO и ведут себя при этом одновременно и как волны, и как частицы. Изменяя их взаиморасположение, удалось получить картину, на которой отчётливо читались буквы S и U — инициалы Стэнфордского университета (рис. Ц-3). Эти буквы в четыре раза меньше, чем «IBM» из атомов ксенона (рис. 2, а): для их получения впервые применены объекты размерами меньше атома.

Наномир объединяет трёхмерные (наночастицы), двумерные (плёнки) и одномерные (нанотрубки) объекты. Есть в нём и так называемые квантовые плоскости — многослойные структуры из плёнок толщиной в один атом, и квантовые точки (рис. 3) — кластеры с нанометровыми линейными размерами, состоящие из 103–105 атомов и размещённые на каком-либо монокристалле.

Квантовые точки обычно создают из типичных полупроводниковых материалов (Si, CdSe, InAs и др.), но в 2006 г. учёным удалось синтезировать квантовые точки из углерода, биологически совместимые с организмом человека. Нанесённые с помощью СТМ на подложку квантовые точки образуют квантовую проволоку.

Существуют ещё и нанокристаллы. Именно из них производят наилучшие по свойствам композиционные материалы — смеси на основе керамик и металлов. Добавление нанокристаллов к композитам коренным образом меняет их свойства: увеличивает электрическое сопротивление (иногда в 1014 раз), превращает хрупкий материал в упругий и пластичный, резко увеличивает его прочность. Кстати, в прежние годы нанокристаллы неоднократно получали химики, использовавшие в синтезах их каталитические свойства (например, при пропитке пемзы нитратом металла-катализатора и последующем разогреве происходит разложение кристаллов нитрата в порах с выделением газов и дроблением кристаллов до наноразмеров).

В 1985 г. Гарольд Крото, Ричард Смолли и Роберт Кёрл обнаружили одну из важнейших наночастиц — фуллерен С60 (рис. Ц-4), История достижений 15 диаметром ~0,7 нм, ставшую родоначальником целого класса новых структур. Имеющая форму футбольного мяча, молекула С60 чрезвычайно прочная — в сотни раз прочнее и в шесть раз легче стальных шариков того же размера. Молекула была названа в честь Бакминстера Фуллера — выдающегося американского дизайнера. Рис. 3. Квантовая точка Кстати, задолго до экспериментального открытия фуллеренов возможность их существования была предсказана учёными разных стран: гениальным британским изобретателем и журналистом Дэвидом Джонсом, японским химикоморгаником Эйдзи Осавой и московскими специалистами в области квантовой химии Дмитрием Бочваром, Еленой Галперн и Иваном Станкевичем*.

Фуллереновые шарики, благодаря особой форме молекулы, замечательно служат в различных смазках, выдерживающих высокую температуру: при работе трущиеся металлические поверхности нагреваются, катализируя присоединение к повреждённым участкам наночастиц, а при избыточном разогреве дальнейшее присоединение прекращается.

Гарольд Уолтер Крото (род. 1939) Британский химик. В 1970-х гг. начал в Сассексе (Великобритания) исследования углеродных цепных молекул в межзвёздном пространстве.

В ранних работах обнаружил молекулу цианоацетилена H–C{C–C{N. Группа Крото искала спектральные свидетельства существования более длинных, чем эта, молекул, таких как цианобутадиин H–C{C–C{C–C{N и цианогексатриин H–C{C–C{C–C{C–C{N, и обнаружила их в 1975–1978 гг. Именно ему принадлежала идея совместного эксперимента Крото—Кёрла—Смолли, который был выполнен в сентябре 1985 г. Он не только доказал, что углеродные звёзды могли генерировать цепи, но и продемонстрировал поразительный результат — существование молекул С60.

За это открытие учёные получили Нобелевскую премию в 1996 г.

\ * Благодаря уникальным разнообразным свойствам Природа выбрала именно углерод не только для возникновения жизни на Земле, но и для создания фуллеренов и нанотрубок, графена и пиподов, т. е. в качестве важнейшего элемента нанотехнологий.

16 Познаём наномир: простые эксперименты

–  –  –

1. Молекула фуллерена имеет форму усечённого икосаэдра. А как выглядит неусечённый икосаэдр?

Сегодня фуллерены являются перспективными объектами и для нанобиотехнологий, однако исследования в этой области находятся лишь на начальном этапе. В основе биологической активности фуллеренов (рис. 4) лежат такие свойства, как способность проникать в мембраны (доказано, что такое проникновение осуществляется всего за несколько наносекунд (!), причём, С60 остаётся внутри мембраны длительное время); электронодефицитность, приводящая к способности взаимодействовать со свободными радикалами, и способность возбуждённого состояния фуллеренов передавать энергию молекуле обычного кислорода и превращать его в синглетный кислород (антиоксидантные свойства).

В начале 1990-х гг. учёные сумели получить фуллерит — кристаллический фуллерен, в котором молекулы С60 соединены друг с другом в небольших ячейках размером менее 1,5 нм. Интересно, что фуллерит, обработанный высоким давлением, даёт нанокриРис. 4. Области применения биологической активности фуллеренов* * Цитата из статьи М. Е. Боздаганян. Фуллерены и перспективы их применения в биологии и медицине. — Российский электронный наножурнал (нанотехнологии и их применение) от 01.06.2009.

[...] Рис. Ц-1. Кубок Ликурга в отражённом (а) и проходящем свете (б)

–  –  –

Рис. Ц-3. Наноголограмма с инициалами SU — Stanford University. Жёлтый цвет — поверхность меди. За «дырки» в меди отвечает монооксид углерода Рис. Ц-4. Фуллерен (а) и его раствор в бензоле (б)

–  –  –

Рис. Ц-6. Двойное лучепреломление (а) в кристалле полевого шпата (б) X Рис. Ц-7. Объекты микромира: краснохвостая оса (фотограф Спайк Уокер) (а); кисточка для туши (б); гранулы соли и черного перца (в); фрагмент компьютерной микросхемы (г); искровой механизм зажигалки (д);

головка неиспользованной спички (е); оранжевые пятнышки на плавниках рыбы из озера Байкал (Фотограф Билл Керстингер, журнал «National Geographic») (ж) Минимальные системные требования определяются соответствующими требованиями программы Adobe Reader версии не ниже 11-й для платформ Windows, Mac OS, Android, iOS, Windows Phone и BlackBerry; экран 10"

–  –  –

Клецкий Михаил Ефимович — кандидат химических наук, доцент кафедры химии природных и высокомолекулярных соединений Южного федерального университета, директор Естественнонаучного музея ЮФУ, руководитель Донского центра химического образования ЮФУ и музейной образовательной программы «Человек изобретающий». Автор более 80 работ в отечественной и зарубежной печати.

Буров Олег Николаевич — кандидат химических наук, научный сотрудник Южного научного центра РАН, старший преподаватель кафедры химии природных и высокомолекулярных соединений Южного федерального университета, преподаватель Донского центра химического образования ЮФУ. Автор более 20 работ

Похожие работы:

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" И.А. Казанцев, С.Н. Чугунов, А.О. Кривенков ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕХОВ И УЧ...»

«ВРЕМЕННЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по оформлению заявления об аккредитации организаций в качестве органов по сертификации и испытательных лабораторий (центров), выполняющих работы по подтверждению соответствия продукции, для которой устанавливаются требования, связанные с обеспечением безопасности в области использования атомной энерги...»

«МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ Главное управление МЧС России по Чувашской Республике...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ СК РГУТиС УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТУРИЗМА И СЕРВИСА" Лист 1 из 29 © РГУТиС ...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Владимирский государственный университет Кафедра литейных пр...»

«Дагестанский государственный институт народного хозяйства "Организация коммерческой деятельности предприятия" Учебное пособие (курс лекций) Махачкала – 2012 УДК 347.71(075) ББК У9(2)42я Составитель: Хасбулатова Барият Меджидовна, кандидат экономических...»

«Федеральное агенство морского и речного транспорта РФ Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского В.Ф. Полковников, Б. Г. Абрамович, А.В. Артемьев ГИРОКОМПАСЫ "КУРС – 4М" И "КУРС – 4МВ" Учебное посо...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УН...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.