Мероприятие «Химия и нанотехнологии: большие и малые числа» в рамках фестиваля «Наука 0+».
Учащиеся познакомились с древнейшими наноразмерными объектами. Среди которых: черная краска для волос (Древний Египет), дамасская сталь, кубок Ликурга (содержит наночастицы золота и серебра), голубая краска племен Майя. Заинтересовала учащихся информация о нанотехнологиях, которые мы используем в повседневной жизни: солнцезащитный крем, шоколадный коктейль, бактерицидный лейкопластырь, теннисные мячи, грязеотталкивающая одежда и многое другое. Особый интерес вызвала информация о так называемой мицеллярной воде. Ребята провели химический анализ различных образцов мицеллярной воды. Учащиеся с большим интересом попытались определить размеры весьма малых объектов и веществ, таких как, малахит, зубной порошок, алюминий, графит, железо и сравнили полученные результаты с размерами наночастиц. «Мы держали в руках вещество, а рассчитали радиус одной частицы!» - воодушевленно говорили дети.
С увлечением учащиеся моделировали наночастицы: нанотрубки, феллерены, папидомы и нанопуты – человекоподобные молекулы, размером в 2 нм.
Таким образом, в ходе занятия, учащиеся познакомились с границами размеров объектов окружающего мира (от величины постоянной Авогадро, до размеров наночастицы), с древнейшимии нанообъектами и современными нанотехнологиями, экспериментальным путем определили радиус частиц, сами провели простейший анализ состава вещества и наблюдали другие опыты.
«Химия и нанотехнологии:
большие и малые числа»
Жукова Т.А. учитель химии
МБОУ «СОШ №2»
г. Салехард
Наномир населен мельчайшими объектами, размер
которых не превышает примерно 100 нанометров.
1 нм =109м В одном нанометре помещается всего от
трех до шести атомов.
Осмысление наномира началось в 1857 году(работа
М.Фарадея о свойствах металлов при его
измельчении).
нано
уровне
На
возможность
манипулировать атомами и молекулами для
создания структур с заданными свойствами.
возникла
Человеческий
расщепленный на 80000 раз.
волос,
Впервые получение наноразмерных объектов было случайным:
• в Древнем Египте стали окрашивать волосы
в черный цвет
• научились выплавлять дамасскую сталь
• получать цветные стекла
• успокаивать штормящее море вылитым на
него жиром
• получать изображение на фотопленке и
фотобумаге.
Древние египтяне применяли краску для покраски волос в черный
цвет. Паста из оксида свинца, извести, и воды, смешивалось и в
результате получались наночастицы галенита, которые имели
размер до пяти нанометров. Черный цвет достигался пигментом
меланином, который распределялся в кератине волоса. Красящая
паста вступала в реакцию с серой и обеспечивала устойчивое
равномерное окрашивание волос
Дамасский меч имеет изумительно твердое и острое лезвие
Дамасские мечи имеют очень твердое стальное
лезвие, которое как бритва разрезает волос на
лету. В составе стали входят углеродные
нанотрубки,
образуются методом
специальной ковки.
которые
Наночастицы золота, добавленные при
стекловарении, придавали средневековым
витражам красный или фиолетовый оттенок
Голубая краска племен Майя сохранила яркий цвет до наших
дней. Ее получали путем смешивания частиц дерева индиго и
глины. Органические красители быстро разрушаются, а вот в
союзе с неорганическими наноструктурами образовалась
хорошая защита.
Кубок Ликурга –при изготовлении
использовались частицы золота и серебра
размером не более 100 нм. Если эту зеленоватую
чашу осветить изнутри, она становиться красной!
Нанотехнологии на основе природных
явлений
Геккон и Лента Gecko под микроскопом (фото Gottlieb Binder)
В 2003 году группа ученых с помощью нанотрубок
разработала липкую гекконовую ленту. В «гекконовой»
ленте содержится почти 30 тысяч микроскопических
элементов захвата на квадратный сантиметр
Лента Gecko под микроскопом
(фото Gottlieb Binder)
Группа химиков из Научнотехнологического университета
имени короля Абдаллы
(Саудовская Аравия) создала
нанокластер серебра, который имеет характерный
желтый цвет, а также химическую структуру и свойства
схожие с нанокластерами золота.
Наночастицы золота
используются для диагностики
онкологических
заболеваний.
Принцип диагностики основан на
связывании наночастиц золота
со
специфическими
антителами на поверхности
раковых клеток. При
этом
наночастицы избегают здоровых
клеток, таким образом можно
«картографировать» опухоль с
точностью
нескольких
клеток.
до
Фуллерен – ловушка для свободных
радикалов. Используется в производстве
защитных мазей, кремов. За их открытие
была присуждена нобелевская премия
Вот как выглядит кусочек
графена
Пиподомы нанотрубки, внутри
которых находятся фуллерены.
Химикиорганики из Университета Райса в 2003 году под
руководством Джемса Тура создали человекоподобные
молекулы ростом в 2нм «нанопутов».
Древние римляне знали, как использовать наночастицы в
произведениях искусства. Кубок Ликурга
Уникальность кубка состоит в способности менять цвет с зелёного на красный в
зависимости от угла падения света.
Этот эффект объясняется наличием в стекле мельчайших частиц коллоидного
золота и серебра (приблизительно 70 нанометров) в соотношении трёх к семи.
Принцип действия технологии следующий: на свету электроны драгоценных
металлов начинают вибрировать, меняя цвет кубка в зависимости от
расположения источника освещения.
Кубок при обычном освещении
На фотографии, сделанной со вспышкой
нанотехнологии.pptx
