Самосборка и самоорганизация
Дополнительный материал:
Самосборка наноструктур.
. Нереальные устройства и существа. Обсуждение парадоксов наномира и законов "больших чисел".
. Понятие самоорганизации. Сравнение понятий "самосборка" и "самоорганизация".
. Элементы неравновесной термодинамики.
. Использование микросферной литографии для получения наноструктур. Обсуждение возможностей метода.
. Фотонные кристаллы как продукт самосборки. Обсуждение возможностей использования фотонных кристаллов и других сверхрешеток в науке и технике, природные примеры фотонных кристаллов (опал, насекомые).
. Формирование упорядоченных монослоев. Обсуждение возможностей использования самособирающихся монослоев для получения наноматериалов.
. Получение ряда наноматериалов. Обсуждение примеров самосборки и ограничений метода.
. Понятие самосборки. Обсуждение возможностей использования самосборки для создания наноматериалов. Самосборка в природе и технике.
Основные лекции:
Краткая пояснительная записка: Получение наноматериалов с уникальными свойствами, как правило, основано на тех или иных структур, причем часто - иерархических, полезные функции которых определяются не только наноуровнем, но также и другими уровнями структуры. При этом достаточно трудно ожидать, что на наноуровне возможна искусственная манипуляция отдельными нанообъектами с целью "ручной" сборки материала. Это пока что нецелесообразно (медленно и требует совершения большого объема работы). Поэтому естественным способом получения наноматералов могут являться . Организация (возникновение упорядочения) при самосборке контролируется, главным образом, конкуренцией различных сил взаимодействия, часто молекулярной природы, наподобие гидрофильных – гидрофобных взаимодействий, сил гравитации, Ван-дер-Ваальсовых или кулоновских взаимодействий. Самосборка– процесс образования упорядоченной надмолекулярной структуры или среды, в котором в практически неизменном виде принимают участие только компоненты (элементы) исходной структуры, аддитивно составляющие или «собирающие», как части целого, результирующую сложную структуру. Самоорганизация может быть использована как механизм создания сложных «шаблонов», процессов и структур на более высоком иерархическом уровне организации, чем тот, что наблюдался в исходной системе, за счет многочисленных и многовариантных взаимодействий компонент на низких уровнях, на которых существуют свои, локальные, законы взаимодействия, отличные от коллективных законов поведения самой упорядочивающейся системы. Для процессов самоорганизации характерны различные по масштабу энергий взаимодействия, а также существование ограничений степеней свободы системы на нескольких различных уровнях ее организации.
Аудитория: школьники 7-11 классов
Цель курса: ознакомление с понятиями самосборки и самоорганизации, часто используемых для получения современных наноматериалов
Номер курса в каталоге: 6
Название курса: Самоорганизация и материалы
Ключевые слова:
Миникурс 6. Самоорганизация и материалы
Миникурс 6. Самоорганизация и материалы
Комментариев нет:
Отправить комментарий