CONTRIBUII LA OBINEREA DE NANOSTRUCTURI PRIN PIROLIZA LASER DIN FAZ GAZOAS I CARACTERIZAREA LOR

CONTRIBUII LA OBINEREA DE NANOSTRUCTURI PRIN PIROLIZA LASER DIN FAZ GAZOAS I CARACTERIZAREA LOR

STUDENT:OGRAZEANU PAUL MADALINF.T.

MATERIALE NANOSTRUCTURATEContribuii la obinerea de nanostructuri prin piroliza laser din faz gazoas i caracterizarea lor se nscrie n cadrul interesului deosebit manifestat n prezent de lumea tiinific internaional pentru materialele moderne ale cror proprieti de excepie le fac indispensabile dezvoltrii vieii i societii.Termenul general de material nanostructurat se aplic oricrui tip de material alctuit din componente structurale cu dimensiuni la scal nanometric.METODE DE SINTEZ A NANOSTRUCTURILORCile de obinere care pornesc de la faza gazoas, cu alte cuvinte cele care conduc la conversia gaz-particul sunt relevante pentru nanomaterialele sintetizate.Sinteza nanoparticulelor constituie o component important a eforturilor de cercetare desfurate n cadrul domeniului nanotehnologiei.Sinteze din faz de gaz/vapori. Pentru obinerea materialelor nanostructurate cel mai frecvent se apeleaz la tehnicile bazate pe conversia gaz-particul. n cadrul acestei largi categorii de metode procesul de sintez pornete de la precursori aflai n toate cele trei stri de agregare, adui prin diverse mijloace, atunci cnd este cazul, n faz de gaz sau de vapori. Sinteza n flacrTehnica permite producerea de nanoparticule n flacr iar cldura necesar este produs prin reacii de combustie. Este metoda de cel mai mare succes comercial prin care se produc anual milioane de tone de negru de fum sau oxizi metalici. Sinteza prin piroliza indus cu laserulTehnica pirolizei laser n faz gazoas/vapori este bazat pe rezonana dintre radiaia laser i cel puin unul dintre componenii mediului gazos reactiv.Fotonii de IR sunt absorbii de gazele reactante, energia fotonic absorbit este convertit n energie termic ce produce o cretere a numrului de ciocniri ntre moleculele de gaz reactant i care conduce n sistem la o baie termic, urmat de descompunerea gazelor reactante i formarea solidului de baz.

Sistemul interaciei fascicului laser- flux gaze reactive este bazat pe o configuraie n cruce, localizat ntr-un reactor n flux, unde fasciculul unui laser cu CO2, focalizat cu mijloace optice, intersecteaz ortogonal fluxul de gaze reactive (figura2a). Aceast interacie este materializat printr-o flacr strlucitoare, fumegnd (figura 2b).

Fig..2a. Interacia dintre fasciculul laser i fluxul de gaze reactiveFig.2b. Materializarea interaciei fascicul laser flux gaze reactive printr-o flacr strlucitoare i fumegnd.Piroliza laser n faz gazoas se produce deci ntr-un volum mic, definit de intersecia dintre fasciculul laser i fluxul de gaze. Caracteristicile metodei de sintez a nanopulberilor prin metoda de piroliz indus cu laserul n faz gazoas/vapori fac din aceast tehnic neconvenional, modern, un mijloc extrem de versatil pentru abordarea de cercetri privind noi materiale nanostructurate dintre cele mai diverse.

METODE DE CARACTERIZARE A NANOSTRUCTURILOR

Spectrometria RamanSpectroscopia Raman constituie o tehnic spectroscopic care se utilizeaz pentru studiul modurilor vibraionale, de rotaie i de frecven joas ale unui sistem. Trasturi specifice spectroscopiilor Raman i infrarou

Separarea i identificarea cromatograficPrin cromatografie se nelege o tehnic de separare calitativ sau cantitativ a componentelor unui amestec de compui, caracterizat prin utilizarea unei faze mobile (gaz sau lichid) care se deplaseaz fa de o faz staionar (lichid sau solid) iar diferenele ntre vitezele de migrare ale compuilor ntre cele dou faze conduc la separarea acestora.Aparatura de investigare utilizat se numete cromatograf iar o cromatogram(fig de jos) este rezultatul vizual al msurtorilor efectuate de instrument.

NANOSTRUCTURILE CARBONICE I IMPORTANA LOR

Element cheie n alctuirea moleculelor aflate la originea vieii, carbonul constituie totodat elementul major n procesul evoluiei universului.Flexibilitatea morfologic, suprafaa specific deosebit de mare precum i activitatea chimic important, fac din nanostructurile de carbon compui extrem de atractivi pentru aplicaii specifice sau pentru nanomateriale cu mbuntiri semnificative ale proprietilor lor funcionale. Carbonul poate alctui cteva forme cristaline foarte stabile, cu proprieti mult diferite.

Fig.5. Cteva dintre formele alotropice ale carbonului: a) diamant, b) grafit, c) Lonsdaleit; d, e, f) fulerene C60,, C540, respectiv C70,, g) carbon amorf, h) nanotub de carbonNanopulberile carbonice constituie n momentul de fa o nou surs alternativ pentru producerea de nanostructuri pe baz de carbon.

APLICAII ALE NANOSTRUCTURILOR

Materiale nanocompozite:Compozite hibride ranforsate cu nanopulberi carbonice sintetizate prin piroliza laserCompozite hibride ranforsate cu nanopulberi carbonice sintetizate prin piroliza laser i fibr de carbon sau sticlBionanocompoziteNanopulberile carbonice de diferite morfologii au fost inserate n diferite medii de cultur cu scopul de a estima rata de dezvoltare i virulena diferitelor clase de microorganisme. Microorganismele n contact cu nanoparticulele de compoziie i structur diferit au o comportare extrem de diferit n ceea ce privete capacitatea de recunoatere i adaptare.