II.1. NANOPARTICULE

Nanoparticulele sunt bucăţi/piese foarte mici dintr-un material mai mare. Ce se întâmpla când creaţi astfel de piese mici?

PIESE MICI = MAI MULTE SUPRAFEŢE

MAI MULTE SUPRAFEŢE = O REACTIVITATE MAI MARE

Nanoparticulele au mai multe suprafeţe. Acest lucru le face mai reactive, deoarece reactiile chimice întâmplă la suprafaţă.O reactivitate mai mare înseamnă potenţial mai util.

Într-un centimetru cub de material, unul din 10 milioane de atomi sunt pe suprafata, dar pentru un nanometru cub, 80% din atomi sunt la suprafaţă, gata să reacţioneze!

DIMENSIUNEA ESTE CHEIA AICI!

La scara nanometrica proprietăţile unui material se pot schimba dramatic. Acestea ar putea fi punctele lor de fierbere, solubilitate sau activităţii catalitice. Cu doar o reducere a dimensiunii materialele pot expune proprietăţi noi, proprietăţi care nu exista atunci când sunt pe o scară mai mare sau macro.

‘CLASICELE’ LEGI ALE FIZICII NU SE MAI APLICĂ!

II.2. NANOTUBURI DE CARBON

Chiar şi proprietăţile mecanice şi electrice pot fi influenţate de dimensiune!

Atunci cand oamenii de stiinta pot sa ordoneze si sa structureze dupa voie materia la nivel molecular, proprietati uimitoare apar uneori. Un exemplu excelent este nanotubul de carbon. Carbonul exista in stare naturala sub forma de grafit - materialul delicat si negru folosit adesea ca mina pentru creioane si sub forma de diamant. Singura diferenta intre cele doua stari este dispunerea atomilor de carbon. Atunci cand cercetatorii aranjeaza aceiasi atomi de carbon in forma tiparului de fagure si il ruleaza in tuburi minuscule de numai zece atomi, nanotuburile rezultate capata trasaturi extraordinare:

ü au de 100 de ori rezistenta la intindere a otelului, dar numai o sesime din greutate

ü sunt de 40 de ori mai puternice decat fibrele de grafit

ü au o conductivitate mai mare decat cea a cuprului

ü pot fi atat conductori cat si semiconductori,in functie de dispunerea atomilor

ü sunt excelenti conductori termici

În aceste imagini fiecare literă este formată din sute de nanotuburi!

II.3. Deci, cum lucrează oamenii de ştiinţă la o scară atât de mică?

Acum avem microscoape care pot vedea chiar mai departe în această lume, de fapt, la atomi care sunt blocurile de construcţie a lumii noastre de viaţă.

Aceste microscoape mai sofisticate sunt cunoscute colectiv ca Microscopul cu Scanare a Probelor sau SPMs.

II.4. Microscopia de scanare cu efect de tunel

Se scanează probe foarte mici pe suprafaţa unui eşantion şi se pot reda adesea atomi şi molecule individuale prin măsurarea interacţiunii dintre probă şi suprafaţă. Aceasta sonda este fabricata din material izolator (de obicei, Tungsten) iar varful acesteia este de numai 1 atom de mare! De asemenea sonda poate fi utilizata pentru a muta atomi individuali!

Imagine creată de Don Eigler, IBM Corporation.