Лекция (39) (1097159)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

СовременныепроблемынеорганическойхимииразвитиенаучныхнаправленийПредыстория(1875-1929)Раннийпериод(1929-1942)Новыйпериод(1942-1988)-химияитехнологияMoиW-первыеобразцыотечественногоBe-переработкаурановыхруд-химияРЗЭ-первыйотечественныйSc-разделениеZrиHf-противоупухолевыепрепаратынаосновекомплексныхсоединенийPt-высшиестепениокисленияНовейшийпериод(1988-наст.вр.)-ВТСП,КМС-наноматериалы-биоматериалы-кристаллохимическийдизайн-суперионныепроводники,мембраны,топливныеэлементы-тонкиепленки,MOCVD-супрамолекулярныесоединенияихимиякластеров-методыхимическойгомогенизации,гетерофазныереакции-полупроводники2МатериаловедческиеминиреволюцииФНМЛНМх/фИОНХРАНРеальнаяструктуратвердоготела–с70хгодов(В.А.Легасов,Н.Н.Олейников)Криохимическаятехнология–с70хгодов(К.Г.Хомяков,….,О.А.Шляхтин)Магнетодиэлектрики(ферриты)–с70хгодов(С.Р.Ли,Е.А.Еремина,…,ЛНМ)Синергетикавоздействий–после2005года(В.К.Иванов,Б.Р.Чурагулов,…)Процессысамоорганизации–после2000года(В.К.Иванов,…,А.А.Елисеев)Образованиематериаловедов–после90хгодов(+www.nanometer.ru,НОР)Аналитикаматериалов–всегда(ЦКПФНММГУ)ВТСП(купраты)–с90хгодоврасплавныетехнологии(Н.Н.Олейников,П.Е.Казин)тонкиепленки(А.Р.Кауль)КМС(манганиты)–с«нулевых»годовструктура,свойства,фазовыедиаграммы(О.А.Шляхтин)тонкиепленки(А.Р.Кауль)Фотоника–с«нулевых»годовопаловыеструктуры(С.О.Климонский)инвертированныеопалы(К.С.Напольский)Наноматериалы–после2005годаслоистыедвойныегидроксиды(А.В.Лукашин)мезопористыесистемы(А.А.Елисеев)углеродныенаноматериалы(А.А.Елисеев)неорганическиенанотрубки(А.В.Григорьева)аэрогели,ZnO,TiO2,ZrO2(А.Н.Баранов,Б.Р.Чурагулов)Биоматериалы–после2005годабиокерамика(В.И.Путляев)диоксидцерия(В.К.Иванов,…)медицинскаядиагностика(А.Е.Гольдт,А.А.Семенова,Н.А.Браже)Химическиеисточникитока–после2010годакатодныематериалы(О.А.Брылев,О.А.Шляхтин,Д.М.Иткис)литий–воздушныеаккумуляторы(Д.М.Иткис)НеорганическаякристаллохимияПроф.Е.В.АнтиповЕ.В.Антипов,С.Н.Путилинидр.:Hg-ВТСПTc~4+130K“химическая”J.G.Bednorz,K.A.MullerNobelPrize1987эволюцияKamerlingOnnes:ЖидкийHe,“плохойметалл”HgTc~4K4СложныеоксидыВТСП купраты КМС-манганиты Каркасные манганиты BiMeVOxФерратыКобальтитыТитанаты, цирконатыФосфатыПниктиды (супрамолек.)-ВТСП, КМС, ферромагнетики, термоэлектрики-суперионные проводникии мембраны5-фотокатализ, оптические материалы, биоматериалыНаправленныйнеорганическийсинтезСупрамолекулярная химия – раздел, описывающийсложные образования, которые являются результатомассоциации двух и более химических частиц, связанныхвместе межмолекулярными силами.

Супрамолекулярнаях и м и я – х и м и я м о л е кул я р н ы х а н с а м бл е й имежмолекулярных связейНовые области:информационный переносраспознаваниефиксациясамосборкасамоорганизациярепликацияХимиякластеровСупрамолекулярныесоединенияТермоэлектрическиематериалыАнсамбли большой сложности1.  Комплементарность гостя ихозяина2.  Относительная слабостьвзаимодействия гость-хозяин3.  Возможность взаимнойподстройки гость-хозяин4.  Изменение свойств гостя ихозяина при их подстройке5.  Синергизм свойств гостя ихозяина6.  Возможность направленногосинтеза ансамбля[Ru(bpy)3]2[I·(H2O)6Fe(CN)6·H2O]Термоэлектрические материалы:фононное стекло, электронный кристаллВещества, которые могут проводитьэлектричество хорошо, как кристаллический проводник, а тепло – плохо,как стекло (Слэк, 1995)Слабосвязанные атомы или молекулы, способные свободновращаться или колебаться в пределах ограниченного объема,используются для снижения тепл опроводности за счетэффективного рассеяния фононов, что не оказывает существенноговлияния на электропроводность, определяемую ковалентно связанным каркасомНезависимая оптимизацияэлектропроводности и теплопроводностиИспользуются для:– охлаждения ИК-детекторов,– в РС-процессорах,– в холодильных сумкахОжидаемые будущие применение:– холодильники, не имеющие компрессора и фреона,– быстрые охладители, зеркальные аналоги микроволновых печей– сверхпроводниковая электроникаЭлектропроводящий каркасКлатрат - 1активное охлаждениеРассеяние фононов наколебаниях гостейотвод теплаХимиякоординационныхсоединенийОсаждениеизпаровойфазысиспользованиемлетучихметаллорганическихсоединений101987г.(C.W.TangиS.A.VanSlyke)-многослойноеустройствонаосновекомплексаалюминияс8гидроксихинолином(AlQ3).ИспользованиеВизуализацияорганов……клеток…ичастейклеток13ОптическиеволокнаСостав: сердцевина- «проводник» фотонов и оболочка – отражательфотонов(волокнанаосновеSiO2,потеридо0.2дБ/км,полосапропусканиядо100ГГц/км).Применение:передачаинформациинабольшиерасстояния(телефон,ТВ,Интернет),оптоэлектроника,передачасветовойэнергии(лазернаятехника,световоды).100-4-n1<n2200n1100n2мкммкм0nПолучение: химическое осаждение из газовой фазы внутри стеклянныхтрубок(капилляров),SiCl4+CF4+O2=SiO2+…(1500-17000C,1слой),SiCl4+GeCl4 (1500-17000C, 2 слой), схлопывание (~20000С), протяжка, прокатка(получениеволокна),формированиеизоптоволокнаоптическихкабелей.Металлорганические каркасыДиагностиканеорганическихматериаловСенсорикаSnO2–химическийсенсор17НеорганическоематериаловедениеCu3+O2Магнитная левитация (ISTEC)18Методыхимическойгомогенизации1920ПиролизаэрозолейNO2Капля нитратногораствораH 2O7500С5 с.Оксидно-солевыеполыемикросферы850oC,12 ч.-быстрый синтез-отсутствие загрязненийCa(Cu,Mn)7O1221CaCuMn6O12+CaCu1.5Mn5.5O12ГидротермальныйсинтезТодорокитMgxMnO2*yH2O22Аэрогелиплотность ~ 0.03 - 0.3 г/см3,до 99% порСверхкритическая сушкаИзоляцияМатрицаФильтрыБиоматериалы- - - Доц.,к.х.н.В.И.Путляевидр.- - - - Биоматериалы:неорганическаяхимияоксидовифосфатов((Са10(РО4)6(ОН)2,Са3(РО4)2,СаНРО2(•2Н2О),Са8(НРО4)2(РО4)45Н2О,Са2Р2О7,полифосфатыкальция),материаловедениекерамики,цемента,стекла,композитовдлябиомедицинскихприменений,разработкановыхметодовсинтезаимодифицированиянеорганическихпорошковыхматериалов,высокотехнологичногодизайнаимеханикикомпактныхнеорганическихкомпозиционныхматериаловбиомедицинскогоприменения,оценкамедико-биологическихсвойстваллопластическихбиоматериалов,формированиеостеокондуктивнойбиокерамикинаосновесмешанныхортофосфатовтипаСа3-хМ2х(РО4)2(М=Na,K)cренанитоподобнойструктуройметодами3D-печатиМодификацияармирующихнаполнителейвкомпозитахстроительногоназначения:формированиеконтактнойзонынеорганическихкомпозиционныхконструкционныхматериаловсиспользованиемнаправленноймодификацииприповерхностногослояармирующейфазы(базальтовые,кварцевые,асбестовые,волластонитовыеидр.волокна),Исследованиематериаловметодамиэлектронноймикроскопии:исследованиекакматериалов,полученныхврамкахсобственныхпроектовгруппы,такиматериаловЛНМ,кафедрМГУ,ФНМ,стороннихподразделенийиорганизаций,методамирастровойипросвечивающейэлектронноймикроскопии(Libra200(CarlZeiss)иJEM-2000FXII(JEOL),растровогоэлектронногомикроскопаLEOSupra50VP.МеталлическиестеклаОбычный состав (закалка> 1 0 0 0 К / с ) : п е р е х о д н ы йметалл(Т),элементА(Be,B,C,Si, Ge, P, Sn,…), Т 2 А÷Т 3 А,вблизи эвтектики Au 81 Si 19(643K),Fe83B17(1400K).Структура: плотная упаковкаТ, беспорядочная упаковка Авпустотах.Свойства (отсутствие границзерен): высокая прочность (ип л а с т и ч н о с т ь ) , в ы с о к а якоррозионная устойчивость,узкие петли (магнитного)гистерезиза.ЭлектрохимическаяэнергетикаC.н.с..,к.х.н.Д.М.Иткисидр.-проблемысозданияперезаряжаемыхлитий-воздушныхаккумуляторов,-разработкавысокоемкихэлектродныхматериаловдляинтеркаляциилития,-разработкановыхтвердыхлитий-проводящихэлектролитов,-развитиеметодовинструментальногоанализаматериаловимеханизмовпроцессоввэлектрохимическихисточникахтока(втомчислеinsitu)прииспользованиисовременныхподходоввэлектрохимии,электронноймикроскопии,спектроскопиикомбинационногорассеяния,cинхротронногоизлучения,-многомасштабноекомпьютерноемоделированиепроцессоввэлектрохимическихисточникахтока.Повышение проводимости в 1000 раздо 0.1 См/см, емкости в 1.5 раза до370 мАч/г, напряжения до 3.7 В,Термической стабильности до 4000СФункциональныематериалыЧлен–корр.,д.х.н.Е.А.Гудилинидр.-  получениекомпозитныхнаноматериаловдляспектроскопиигигантскогокомбинационногорассеяния,-  развитиеподходовГКРвдиагностикебиологическихидругихпрактически-важныхобъектов,-  синтезнеорганическихнанотрубокинанокомпозитовнаихоснове,-  развитиеметодовполученияпланарныхнаноструктур,-  оптимизацияметодов«мягкойхимии»получениянаноструктурированныхнаноматериалов(магнитных,полупроводниковых,металлических).Наночастицы благородных металлов-  десятки способов контролируемого восстановления-  легкость получения ультрадисперсных систем заданной концентрации и сконтролируемой морфологией дисперсной фазы-  низкая токсичность и цитотоксичность наночастиц-  надежная модификация поверхности (тиолы, амины)-  широкий диапазон структурно – чувствительных свойств-  ра зработке активных элементов для современных методовспектроскопии гигантского комбинационного рассеяния при определениинМ концентраций аналитов по «молекулярным отпечаткам пальцев»Локальныеплазмоныориентация частицлокальный метод(10 – 15 нм)ПоверхностныйплазмонSPR - датчики«Эффектгромоотвода»морфология частицГорячиеточкиагрегатная структураФормачастицанизотропия частицUSSR(UltraSonicSilverRain)J.Mater.Chem., 2012; CrystEngComm, 2013; Plasmonics, 2013ГКРикомплексыспереносомзарядаCH3ONCCl+H 3CSCH3NCClOCle-SNCONCCH3ЗависимостьинтенсивностиГКР-сигналаароматическогофрагментаДБТ(1596см-1)отконцентрацииДБТвКПЗДБТ:ДДХ,приконцентрацииС(ДДХ)=5×10-3М.ClO39Chem.

Comm., 2014Методы получения частиц - янусовЗолотые частицы - янусыКривое зеркало из микрозеркалФотоннокристаллическиеструктурыДоц.,к.ф.-м.н.С.О.Климонский-получениемонодисперсныхсуспензиймикросфердиоксидакремнияиполистирола,-разработкаметодовосажденияфотоннокристаллическихпленок,-получениефотоннокристаллическихструктурспериодическирасположеннымицентрамилюминесценции,синтезматрицсинвертированнойопаловойструктурой,-исследованиеимоделированиеоптическихсвойствфотонныхкристаллов.Квантовые точки CdSe, внедренные в структурусинтетического опала (TEM)КМС-материалы(структура)Перовскит: идеальный или искаженный (Mn3+/Mn4+)Фазы Раддлесдена-Поппера (R1-xAx)n+1MnnO3n+1 (n≥1)ФункциональныенаноматериалыЧлен–корр.,д.х.н.А.В.ЛукашинДоц.,к.х.н.А.А.ЕлисеевВ.н.с.,к.х.н.К.С.Напольский-разработканеорганическихигибридныхмембрандляфракционированиягазообразныхижидкихсред,-получениеодномерныхнаноструктурнаосновенанонитейиуглеродныхнанотрубокдляэлементовнаноэлектроники,-разработкапланарныхгазовыхсенсоров,-синтезвысокоэффективныхкатализаторов,-созданиефотонныхкристаллов,-фундаментальныеисследованияпроцессовсамоорганизации,-развитиеновыхметодоваттестациипространственно-упорядоченныхнаноматериалов.МезопористыеоксидыSurfactant-Варьируемый размер пор (1-10 нм)-Однородность распределенияпор по размеру-Упорядоченность пор-Создание анизотропных систем-Изолированность каналов-пор-Решение проблемы агрегациии химической изоляции наночастицWaterЖидкийкристалл ПАВOlilКомпозит Typical phase diagram of the system «Water-Oil-Surfactant»темплат/MCM -41MCM-41Отжиг втоке O2Мицелла ПАВВведениеSiO2Одномерныереакторыкарбонилжелеза, ...МагнитныйнанокомпозитМагнитные нанокомпозиты SiO2-FeСверхвысокая плотностьзаписи информации(1-10 Тбит/кв.дюйм)НанопроволокаFe вмезопористомSiO2Ткрист, °СТблок, KAнизотропия350375400260>30028032>4035Коэрцитивная сила, Э4K464536532300K201222185Намагн.насыщ.,300K, э.м.е./г0,530,610,76Нанокомпозиты54МембраныпористогооксидаалюминияМикрошероховатостиL1=5-10мкмРасстояниемеждупорамиL2=300-500нм,диаметрпор100-250нм+разделениенефтепродуктов+опреснениеводы+термокаталитическиесенсорыНаучныенаправления(кафедранеорганическойхимии)•  Новые методы синтеза функциональных материалов, био- инаноматериалов,развитиеметодованализаматериалов•  Биокерамика, остеопластические биоматериалы, реакционно-связанныематериалы на основе фосфатов кальция, методы 3D прототипирования,нано-ибиоматериалынаосновеРЗЭ•  Широкозонные полупроводники, квантовые точки и структуры,фотоннокристаллическиеструктуры•  Углеродныеинеорганическиенанотрубки,наноэлектроника•  Новыематериалыдляэлектрохимическойэнергетики•  Биосенсорныесистемы•  Пористыекерамическиемембраны,термокаталитическиесенсоры•  Полупроводниковыесенсоры•  Неорганическиеклатраты,термоэлектрическиематериалы•  Новыекомплексныесоединения,люминесцентныематериалы•  НовыематериалыдлясолнечнойэнергетикиМатериалыподготовлены:•  В.И.

Путляев, Т.В. Сафронова, П.В. Евдокимов, Е.С.Климашина, Я.Ю Филиппов, А.В. Кнотько, А.В. Гаршев•  Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, М.О.Володина, А.Б.Тарасов,А.Ю.Поляков, Н.П.Шленская•  Н.А.Браже, Г.В.Максимов•  Д.М.Иткис, А.В.Чертович•  А.В.Лукашин, А.А.Елисеев, К.С.Напольский•  В.К.Иванов, А.Е.Баранчиков•  Р.Б.Васильев•  С.О.Климонский•  Факультет наук о материалах, лаборатория неорганическогоматериаловедения химического факультета МГУ•  Биологический факультет МГУ•  Физический факультет МГУ•  ИМЕТ РАН•  ИОНХ РАН.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций