Главная Работы на конкурс Предметное образование Естественно-научные дисциплины
Проект «Получение микро- и нанодисперсных материалов и их использование»
Автор: Тягусова Ксения Михайловна
Место работы/учебы (аффилиация): ГБОУ Лицей №1535, г. Москва, 10 класс
Научный руководитель: Рогожин Вячеслав Борисович
В последние десятилетия микро- и наноразмерные материалы находят все большее применение в самых разных направлениях человеческой деятельности: микроэлектронике, химической промышленности, медицине, фармацевтике и множестве иных областей. К таким материалам относятся системы, включающие в себя или состоящие из объектов, хотя бы по одному измерению входящие в диапазон микро- (как правило от единиц до десятков микрон) или наноразмеров (от десятков до сотен нанометров). В частности, это могут быть отдельные частицы, соответствующие этим диапазонам в направлении всех трех измерений, волокна (ограниченные указанными размерами по толщине при значительно большей длине), пленки (ограничение только по толщине). Также сюда относят квазитрехмерные материалы, а именно, многослойные структуры с наноразмерными дислокациями, сверхрешетки, нанокластеры.
Важным условием, характеризующим принадлежность к указанным материалам, является наличие особых свойств, уникальных характеристик, зависящих непосредственно от размеров микро- и нанообъектов в их составе. Так, известно, что прочность волокон самого широкого спектра как органических, так и неорганических материалов резко возрастает по мере уменьшения их диаметра: еще в экспериментах Гриффитса было показано, что по мере уменьшения толщины стеклянных волокон их прочность на разрыв возрастает в десятки раз.
Рис. 1. Зависимость предела прочности при растяжении стеклянных волокон от диаметра волокна.
Уникальные свойства наноматериалов, такие как высокая поверхностная энергия, сорбция, изменение физико-химических свойств, малые размеры, наличие магнитных свойств и биосовместимость открывают новые перспективы диагностик, доставки лекарств, создания нанопрепаратов при лечении различных заболеваний (наиболее популярное направление – терапия онкологических заболеваний), изготовления некоторых видов материалов в промышленности. Различные методы получения наноматериалов позволяют создавать материалы/частицы с подходящими свойствами для выполнения поставленных задач.
Проблема систематизации, изучения и усовершенствования уже имеющихся методов остается актуальной вследствие быстрого роста научного, промышленного и коммерческого интереса к перспективной отрасли нанотехнологий.
Проект направлен на изучение и обобщение различных методов синтеза наночастиц, нановолокон и пленок, которые были предложены до настоящего. Он начинается с выведения общих принципов каждого метода и выделения основных параметров, определяющих образование наночастиц и наноматериалов, и их физико-химических характеристик, создание и усовершенствование уже имеющихся приборов для получения определенного вида частиц/материалов, а также анализ полученных вследствие экспериментов продуктов и сфер их возможного применения.
На основании изложенного мы сформулировали цель проекта – получение и изучение микро- и нанодисперсных материалов на основе низкомолекулярных веществ и полимеров, а также внедрение в их состав магнитных микро- и наночастиц с целью создания функциональных магнитоуправляемых материалов различного назначения.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- проектирование и сборка лабораторных установок на базе имеющихся блоков и материалов;
- получение микро-и нанодисперсных материалов и нановолокон;
- исследование свойств полученных материалов и анализ возможных сфер их применения.
Предмет работы – получение и анализ микро- и нанодисперсных материалов
Объект работы – наночастицы, нановолокна, нанопленки
В результате исследовательского проекта были спроектированы и собраны лабораторные установки для получения микро- и наночастиц и волокон, успешно реализованы методы получения микро- и наночастиц частиц и волокон, такие, как распылительная сушка, метод вытягивания, электроспиннинг. Более того, были созданы магнитоуправляемые материалы: композитные микро- и наночастицы и волокна, а также проанализированы области возможного применения подобных материалов: создание долговечных катализаторов, магнитоуправляемых микроманипуляторов, устройств управления микропотоками жидкости в микрофлюидике, медицинских устройств.
Загрузка...
Перезагрузить документ 
Открыть в новой вкладке Смотреть похожие работы
Исследовательский проект «Введение в термоакустику. Полуволновой резонатор. четвертьволновой резонатор»
Исследовательская работа «Фигуры Хладни. Как стоячие волны и песок создают магию на глазах»
Исследовательская работа «Выращивание кристаллов в домашних условиях»
Исследовательская работа «Индустрия чудесных превращений»: сладкие кристаллы»
Исследовательский проект «Физика в футболе: важные аспекты и их влияние на игру»
Исследовательская работа «Удивительные кристаллы в домашних условиях»
Мероприятие завершено
Добавить комментарий