tailieunhanh - Hiệu ứng bề mặt - cấu trúc nanô

Bám dính (con thạch thùng) Không dính ướt (hiệu ứng lá sen) Dính ướt (hiệu ứng lá hoa hồng) .Hiệu ứng bề mặtDo đóng góp của hiệu ứng bề mặt: các số nguyên tử nằm trên bề mặt sẽ chiếm tỉ lệ đáng kể so với tổng số nguyên tử Tỉ phần bề mặt/thể tích: S/V ~ 1/r lớn Năng lượng bề mặt chiếm ưu thế do liên kết bên trong lõi nhỏ VD: 1g CNT có tổng diện tích bề mặt m2 1 g TiO2 có các lỗ nanô tổng diện tích bề mặt 200-500 m2 (sân tennis). | Hiệu ứng bề mặt ở cấu trúc nanô Bám dính (con thạch thùng) Không dính ướt (hiệu ứng lá sen) Dính ướt (hiệu ứng lá hoa hồng) Do đóng góp của hiệu ứng bề mặt: các số nguyên tử nằm trên bề mặt sẽ chiếm tỉ lệ đáng kể so với tổng số nguyên tử Tỉ phần bề mặt/thể tích: S/V ~ 1/r lớn Năng lượng bề mặt chiếm ưu thế do liên kết bên trong lõi nhỏ VD: 1g CNT có tổng diện tích bề mặt m2 1 g TiO2 có các lỗ nanô tổng diện tích bề mặt 200-500 m2 (sân tennis) Hiệu ứng bề mặt Bám dính (con thạch thùng) Tại sao thạch thùng có thể bám chặt tốt? Hiệu ứng bề mặt - Sợi “lông” nanô Sợi lông sắp xếp như bàn chải đánh răng Mỗi sợi lông chính tua ra các sợi lông con 4 bàn chân có tất cả 6,5 triệu sợi lông (dài 200 nm, đường kính 10-15 nm) Bám dính do keo ? Ma xát ? Móc vào nhau ? Lực tĩnh điện ? Lực mao quản ? Lực hút van der Waals ? Hiệu ứng bề mặt - Sợi “lông” nanô Lực phân tử sinh ra bởi sự phân cực của các phân tử thành các lưỡng cực điện Giảm mạnh theo khoảng cách Chỉ tồn tại ở khoảng cách nanômét Diện tích tiếp xúc càng nhiều => Lực càng lớn: diện tích 1cm2 thì lực dính trung bình là 30 kg/cm2 6,5 triệu sợi lông có tổng diện tích tiếp xúc có khả năng chịu được 120 kg Bài học ứng dụng từ tự nhiên Bài học ứng dụng từ tự nhiên Mặt dính nhân tạo polyimide 100 triệu sợi trên một diện tích 1 cm2 Sợi dài 200 µm và đường kính 0,2 µm Spiderman (người nhện) nặng 40 g bám vào mặt thủy tinh nhờ mặt dính polyimide 0,5 cm2 Mặt dính không keo Chế tạo rôbốt biết leo tường Bài học ứng dụng từ tự nhiên Chống trơn, trượt lốp xe Bài học ứng dụng từ tự nhiên Máy hút bụi siêu nhỏ làm sạch hạt bụi miromét trên các chip vi tính An ninh: Điều tra tội phạm Không dính ướt (hiệu ứng lá sen) và bề mặt không thích nước Tại sao bề mặt dính ướt/không dính ướt ? khối u ở kích thước micromét Bao xung quanh là các khối u nhỏ hơn kính thước nanômét được phủ bởi một loại sáp (vật liệu “ghét” nước) Bề mặt xốp có cấu trúc nanô ? Không dính ướt và bề mặt “ghét” nước Hiệu ứng bề mặt Bề mặt ghét nước Bề mặt thích nước q | Hiệu ứng bề mặt ở cấu trúc nanô Bám dính (con thạch thùng) Không dính ướt (hiệu ứng lá sen) Dính ướt (hiệu ứng lá hoa hồng) Do đóng góp của hiệu ứng bề mặt: các số nguyên tử nằm trên bề mặt sẽ chiếm tỉ lệ đáng kể so với tổng số nguyên tử Tỉ phần bề mặt/thể tích: S/V ~ 1/r lớn Năng lượng bề mặt chiếm ưu thế do liên kết bên trong lõi nhỏ VD: 1g CNT có tổng diện tích bề mặt m2 1 g TiO2 có các lỗ nanô tổng diện tích bề mặt 200-500 m2 (sân tennis) Hiệu ứng bề mặt Bám dính (con thạch thùng) Tại sao thạch thùng có thể bám chặt tốt? Hiệu ứng bề mặt - Sợi “lông” nanô Sợi lông sắp xếp như bàn chải đánh răng Mỗi sợi lông chính tua ra các sợi lông con 4 bàn chân có tất cả 6,5 triệu sợi lông (dài 200 nm, đường kính 10-15 nm) Bám dính do keo ? Ma xát ? Móc vào nhau ? Lực tĩnh điện ? Lực mao quản ? Lực hút van der Waals ? Hiệu ứng bề mặt - Sợi “lông” nanô Lực phân tử sinh ra bởi sự phân cực của các phân tử thành các lưỡng cực điện Giảm mạnh theo khoảng cách Chỉ tồn tại ở khoảng cách nanômét .