Megalehetőségek a nanovilágban Bolyai Farkas Elméleti Líceum nanotechnológiai ismeretek bővítése Célunk fotonikus nanostruktúrák előállítása és vizsgálata Megalehetőségek a nanovilágban Készítette: Bartha Beáta Lőrincz Kincső TUDOK 2011
Mi a nanotechnológia? nanosz = törpe technológia = gyártási folyamat elmélete és gyakorlata
Érdekes megvalósítások 0,39 mm-es motor (W. McLellan - 1960) Nanoszöveg (Thomas Newman - 1985) Mikro-bika (10 μm hosszú, 7 μm széles) Mikro-gőzgép (5 μm-es dugattyúk) Mikro-zár
A szén nanocső szén nanocső acél Grafén szilárdság 100 : 1 tömeg 1 : 6 Andre Geim, Konstantin Novoselov fizikai Nobel-díj, 2010
Fotonikus kristályok Periodikus térbeli szerkezetek Fizikai szín Bragg-törvény: 2dsinθ=nλ Sávelmélet: szennyező atom/rácshiba
Előfordulás a természetben Élővilágban: lepkék, pávatoll, bogarak Opál (SiO2 x H2O)
Gyakorlati munkánk Opál előállítása Üveglapok kezelése Polisztirén gömbök vizes szuszpenzió Hőkezelés 20˚C 300 ˚C 300 ˚C 550 ˚C 550˚ C 20˚C
a.) optikai mikroszkóppal Reflexiós Transzmissziós 2,5x 10x 20x 50x Minták vizsgálata a.) optikai mikroszkóppal Reflexiós Transzmissziós 2,5x 10x 20x 50x képek nagyítás
2.5x – 220 nm
50x – 220 nm
10x – 240 nm
2.5x – 390 nm
2.5x – 240 nm
10x – 220 nm
b.) elektron mikroszkóppal SEM (Scanning Electron Microscope) 10 000-szeres nagyítás
c.) atomerő mikroszkóppal AFM (Atomic Force Microscope)
d.) spektroszkóppal
Inverz opál előállítása
Önszerveződő nanostruktúrák Számítógépes modellek Számítógépes modellezések Elméleti kutatások Polisztirén nano-gömbök Folyamatra ható erők Kísérleti eredmények F. Járai-Szabó és Z. Néda által készített szimulációk
e- Megalehetőségek fotonikus kristályok technológiai forradalom fotonok félvezető
Megalehetőségek Optikai szálak Elektronikus papír
Köszönet Szász Ágota tanárnőnek és Tamáska Istvánnak, az MFA kutatójának a mentori segítségért. Köszönjük a figyelmet!