ΕΝΑΠΟΘΕΣΗ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΟΜΩΝ ΚΟΛΛΟΕΙ ΩΝ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙ ΙΩΝ Au

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΕΝΑΠΟΘΕΣΗ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΟΜΩΝ ΚΟΛΛΟΕΙ ΩΝ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙ ΙΩΝ Au"

Transcript

1 ΣΧΟΛΗ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ & ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΕΝΑΠΟΘΕΣΗ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΟΜΩΝ ΚΟΛΛΟΕΙ ΩΝ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙ ΙΩΝ Au Η διατριβή εκπονήθηκε στο Ινστιτούτο Μικροηλεκτρονικής του ΕΚΕΦΕ «ηµόκριτος» ΑΡΓΥΡΩ Ν. ΖΩΗ ΑΘΗΝΑ 2007

2 Η παρούσα διδακτορική εργασία πραγµατοποιήθηκε στο Ινστιτούτο Μικροηλεκτρονικής του Εθνικού Κέντρου Ερευνών «ηµόκριτος», υπό την επίβλεψη της Σχολής Εφαρµοσµένων Μαθηµατικών και Φυσικών Επιστηµών του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου. Θα ήθελα να ευχαριστήσω τους ρ.. Τσουκαλά Αναπλ. Καθηγητή ΕΜΠ, ρ. Ι. Ράπτη, Αναπλ. Καθηγητή ΕΜΠ καθώς και την ρ. Αν. Νασιοπούλου, /ντρια Ερευνών του Ινστιτούτου Μικροηλεκτρονικής, οι οποίοι αποτέλεσαν την τριµελή συµβουλευτική επιτροπή µου. Ιδιαίτερα ευχαριστώ την ρ. Αν. Νασιοπούλου για την συνεχή συνεργασία και καθοδήγηση της καθ όλη την διάρκεια της έρευνας και συγγραφής της παρούσας διδακτορικής εργασίας. Ευχαριστώ επίσης όλους τους ερευνητές και υποψήφιους διδάκτορες του ΕΚΕΦΕ ηµόκριτος για την συνεργασία και την συµπαράσταση τους. Ιδιαίτερη µνεία αξίζει στον ρ. Β. Ιωάννου-Σουγκλερίδη για την αδιάκοπη συνεργασία και τις συµβουλές του σε θέµατα ηλεκτρικής αγωγιµότητας των υλικών, στον ρ. Σπ. Γαρδέλη για την βοήθεια του στις µετρήσεις αγωγιµότητας σε χαµηλές θερµοκρασίες και στον ρ. Ν. Παπανικολάου για την παροχή βιβλιογραφίας και πληροφοριών σχετικά µε τις νανοδιάστατες δοµές. Επίσης ευχαριστώ τους τεχνικούς του εργαστηρίου υψηλού κενού του Ινστιτούτου Μικροηλεκτρονικής Χρ. Γεωργίου, Ε. Τοκπασίδου, Ε. Μπολοµύτη, Μ. Λαγκουβάρδου, Ε. Λιναράκη, Ε. Σέργη και Ι. Μαυροπούλη, µε τους οποίους συνεργάστηκα για την κατασκευή εγχαραγµένων δοµών και µεταλλικών µικροηλεκτροδίων σε υποστρώµατα Si. Ιδιαιτέρως ευχαριστώ τον ρ..ν. Παγώνη, τον ρ. Α. Ολζιέρσκυ, την ρ. Α. Σαλωνίδου και την Μ. Κοκκονού για την συνεργασία, τη φιλική συµπαράσταση, και την ψυχολογική τους υποστήριξη. Επίσης είµαι ευγνώµων στους ρ. B.D. Moore, ρ. M. Murugesan και ρ. J.-L. Martinez-Albertos για την συνεργασία που είχαµε στα πλαίσια του ευρωπαϊκού προγράµµατος Escher και τις συµβουλές τους σε ζητήµατα κολλοειδών διαλυµάτων. Τελειώνοντας θα ήθελα να ευχαριστήσω πάνω από όλα τους γονείς µου, για την ηθική και υλική υποστήριξή τους καθ όλη τη διάρκεια της ζωής µου. 2

3 Εισαγωγή... 6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΚΟΛΛΟΕΙ Η ΙΑΛΥΜΑΤΑ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙ ΙΩΝ 1.1 Εισαγωγή Γενικά περί κολλοειδών διαλυµάτων Νανοσωµατίδια Γενικές Ιδιότητες Γενικές εφαρµογές Συµπεράσµατα Αναφορές ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ ΚΟΛΛΟΕΙ ΩΝ ΣΩΜΑΤΙ ΙΩΝ 2.1 Εισαγωγή Αυτοοργάνωση κολλοειδών σωµατιδίων Μέθοδος Langmuir-Blodgett Εναπόθεση µε περιστροφή Εναπόθεση σε σχηµατοποιηµένα υποστρώµατα Εναπόθεση υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου Ηλεκτροφόρηση ιηλεκτροφόρηση α) ιπολική ροπή διηλεκτρικής σφαίρας η οποία βρίσκεται σε διηλεκτρικό µέσο β) ιπολική ροπή αγώγιµης σφαίρας σε αγώγιµο µέσο γ) Οµογενής σφαίρα σε εναλλασσόµενο ηλεκτρικό πεδίο δ) Η δύναµη της διηλεκτροφόρησης ε) Η δύναµη της διηλεκτροφόρησης σε υδατικό κολλοειδές διάλυµα σωµατιδίων Au ε) Παραδείγµατα διηλεκτροφόρησης κολλοειδών σωµατιδίων Συµπεράσµατα Αναφορές ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΥΛΙΚΑ, ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ & ΙΕΡΓΑΣΙΕΣ 3.1 Εισαγωγή Σύνθεση κολλοειδών νανοσωµατιδίων χρυσού Νανοσωµατίδια Au επικαλυµµένα µε κιτρικό νάτριο Νανοσωµατίδια Au επικαλυµµένα µε θειοπρονίνη Περιγραφή χρησιµοποιηθέντων διαλυµάτων υναµικό ζ των νανοσωµατιδίων

4 3.3 Σύνθεση κολλοειδών µικροκρυστάλλων επικαλυµµένων µε νανοσωµατίδια Περιγραφή χρησιµοποιηθέντων διαλυµάτων υναµικό ζ των µικροκρυστάλλων Παρασκευή υποστρωµάτων Εγχαραγµένα υποστρώµατα Si Μεταλλικά µικροηλεκτρόδια ιατάξεις εφαρµογής ηλεκτρικού πεδίου ιάταξη ηλεκτρικών µετρήσεων Συµπεράσµατα Αναφορές ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΜΙΚΡΟΚΡΥΣΤΑΛΛΩΝ ΕΠΙΚΑΛΥΜΜΕΝΩΝ ΜΕ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙ ΙΑ ΣΕ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΑ Si 4.1 Εισαγωγή Εναπόθεση σε σχηµατοποιηµένα υποστρώµατα Si Εισαγωγή Εναπόθεση σε εγχαραγµένες γραµµές Si Εναπόθεση σε οξειδωµένες γραµµές Si Χηµική ανάλυση των δοµών Μελέτη των δοµών µε ηλεκτρονική µικροσκοπία διερχόµενης δέσµης (ΤΕΜ) Συζήτηση αποτελεσµάτων Εναπόθεση µε ηλεκτροφόρηση Συµπεράσµατα Αναφορές ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗ & ΙΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙ ΙΩΝ Au 5.1 Εισαγωγή Ηλεκτροφόρηση νανοσωµατιδίων Au ιηλεκτροφόρηση νανοσωµατιδίων Au Νανοσωµατίδια Au µε σταθεροποιητή θειοπρονίνη Νανοσωµατίδια Au µε σταθεροποιητή κιτρικό νάτριο ιηλεκτροφόρηση σε εγχαραγµένα υποστρώµατα Προσοµοίωση θεωρητικοί υπολογισµοί Ηλεκτρικό πεδίο µεταξύ επίπεδων ηλεκτροδίων

5 5.4.2 Ηλεκτρικό πεδίο σε εγχαραγµένο υπόστρωµα µεταξύ ηλεκτρόδιων Συµπεράσµατα Αναφορές ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ 6.1 Εισαγωγή Μηχανισµοί αγωγιµότητας Νανοσωµατίδια Au µε σταθεροποιητή θειοπρονίνη Μετρήσεις σε θερµοκρασία δωµατίου Μετρήσεις σε χαµηλές θερµοκρασίες Συζήτηση Νανοσωµατίδια Au µε κιτρικό σταθεροποιητή Μετρήσεις σε θερµοκρασία δωµατίου Μετρήσεις σε χαµηλές θερµοκρασίες ιάρρηξη αλυσίδων Συζήτηση Συµπεράσµατα Αναφορές Γενικά Συµπεράσµατα - Σύνοψη

6 Εισαγωγή Καθώς οι διαστάσεις των υλικών µειώνονται, µεταβαίνουµε από τα υλικά εκτεταµένων διαστάσεων στα νανοσωµατίδια, τα οποία έχουν διάµετρο από nm. Η µελέτη νανοδοµηµένων υλικών και συστηµάτων παρουσιάζει µία έξαρση την τελευταία δεκαετία και αποτελεί σηµαντικό µέρος της επιστήµης της νανοτεχνολογίας, η οποία συνεχώς αναπτύσσεται και παρουσιάζει ένα ευρύ φάσµα καινοτόµων εφαρµογών και διατάξεων 1,2. Τα νανοσωµατίδια εµφανίζουν µοναδικές ιδιότητες, µε βασικότερη την εξάρτηση των ενεργειακών τους καταστάσεων από το µέγεθός τους 3. Η παραπάνω ιδιότητα παρέχει την δυνατότητα ρύθµισης των οπτικών 4 και ηλεκτρικών ιδιοτήτων των νανοσωµατιδίων σύµφωνα µε τις απαιτήσεις καινοτόµων διατάξεων ηλεκτρονικής (τρανζίστορ ενός ηλεκτρονίου) 5, οπτοηλεκτρονικής 6, ηλεκτροµηχανικής 7 κ.α. Επίσης ερευνάται η εφαρµογή τους ως µέσο αποθήκευσης πληροφορίας υψηλής πυκνότητας 8, στην κατάλυση 9, σε χηµικούς και βιολογικούς αισθητήρες υψηλής ακρίβειας 10,11, στη σήµανση βιολογικών µορίων 12 και σε άλλες διατάξεις. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή µελετήθηκαν κολλοειδή διαλύµατα νανοσωµατιδίων. Τα κολλοειδή νανοσωµατίδια περιβάλλονται από µονοµοριακό οργανικό υµένιο και είναι διεσπαρµένα σε οργανικούς ή υδατικούς διαλύτες 13. Η οργανική επικάλυψη των νανοσωµατιδίων επιλέγεται µέσω των µεθόδων σύνθεσης και καθορίζει τη λειτουργικότητά τους, την επιλεκτική εναπόθεσή τους σε κατάλληλα υποστρώµατα και τις φυσικές ιδιότητές τους, όπως οπτικές, ηλεκτρικές και άλλες 2,7. Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής χρησιµοποιήθηκαν κολλοειδή διαλύµατα νανοσωµατιδίων Au, νανοσωµατίδια Au µε επικάλυψη κιτρικού άλατος διαµέτρου 40 nm και νανοσωµατίδια Au µε επικάλυψη του πεπτιδίου της θειοπρονίνης διαµέτρου 5 nm. Επίσης χρησιµοποιήθηκαν κολλοειδείς µικροκρύσταλλοι K 2 SO 4 µε επικάλυψη νανοσωµατιδίων Au. Μελετήθηκε και συγκρίθηκε η εναπόθεση των κολλοειδών διαλυµάτων σε επίπεδα και σχηµατοποιηµένα υποστρώµατα Si απλά µε έγχυση αυτών στην επιφάνεια, καθώς και µε τη εφαρµογή ηλεκτρικού πεδίου σύµφωνα µε τις µεθόδους ηλεκτροφόρησης και διηλεκτροφόρησης. 6

7 Η µέθοδος της ηλεκτροφόρησης περιλαµβάνει την εφαρµογή σταθερού πεδίου και την εναπόθεση των φορτισµένων νανοσωµατιδίων χρησιµοποιώντας ηλεκτροστατικές δυνάµεις. Αντίθετα η µέθοδος της διηλεκτροφόρησης αξιοποιεί την πόλωση των κολλοειδών σωµατιδίων εφαρµόζοντας εναλλασσόµενο ηλεκτρικό πεδίο, µε σκοπό την οργάνωσή τους στις περιοχές ανοµοιοµορφίας του πεδίου 14. Την τελευταία πενταετία µε την τεχνολογική πρόοδο της επιστήµης της µικροηλεκτρονικής, εµφανίζεται µία πληθώρα εφαρµογών των νανοσωµατιδίων, ιδιαίτερα της τελευταίας µεθόδου, στη νανοτεχνολογία 15 και νανοβιοτεχνολογία 16. Για να επιτύχουµε ελεγχόµενη και επαναλαµβανόµενη εναπόθεση νανοσωµατιδιακών δοµών µε τις παραπάνω τεχνικές, διερευνήσαµε το σχήµα και το µέγεθος των µικροηλεκτροδίων, καθώς και το κύκλωµα εφαρµογής του εξωτερικού πεδίου. Μάλιστα κατασκευάστηκε κύκλωµα αυτόµατου τερµατισµού της διαδικασίας της διηλεκτροφόρησης µετά την εναπόθεση αγώγιµης δοµής. Μεταβάλλοντας τα χαρακτηριστικά του ηλεκτρικού πεδίου και το σχήµα των ηλεκτροδίων παρασκευάστηκαν διάφορες δοµές νανοσωµατιδίων, οι οποίες παρατηρήθηκαν µε ηλεκτρονική µικροσκοπία διερχόµενης δέσµης (ΤΕΜ) και σάρωσης (SEM). ηµιουργήθηκαν οµοιόµορφα στρώµατα νανοσωµατιδίων, δοµές µε πολλαπλές διακλαδώσεις, συµπαγείς δοµές µε πλάτος ίσο µε αυτό των ηλεκτροδίων και γραµµικά µεµονωµένα ή πολλαπλά νήµατα. Μετά την παρατήρηση των δοµών, ακολούθησε η ηλεκτρική µελέτη αυτών πραγµατοποιώντας µετρήσεις ρεύµατος-τάσης σε θερµοκρασία δωµατίου αλλά και σε χαµηλές θερµοκρασίες υγρού Ν 2, µε σκοπό την διερεύνηση των µηχανισµών αγωγιµότητάς τους. Αναλυτική παρουσίαση των αποτελεσµάτων αυτών θα γίνει στα κεφάλαια που ακολουθούν. Στα πρώτα δύο κεφάλαια αναφέρουµε τις βασικές έννοιες των υλικών και µεθόδων που χρησιµοποιήσαµε, στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφουµε τις διεργασίες και τον εξοπλισµό που χρησιµοποιήθηκε για την παρασκευή των δειγµάτων, ενώ στα επόµενα κεφάλαια παρουσιάζουµε εκτενώς τα πειραµατικά αποτελέσµατα και συµπεράσµατα. Στο πρώτο κεφάλαιο παραθέτονται συνοπτικά οι φυσικές ιδιότητες των κολλοειδών διαλυµάτων και των νανοσωµατιδίων µε έµφαση στα ηµιαγώγιµα και µεταλλικά νανοσωµατίδια. Παρουσιάζονται παραδείγµατα εφαρµογής των 7

8 νανοσωµατιδιακών διαλυµάτων στην οπτοηλεκτρονική, σε καινοτόµες διατάξεις νανοτεχνολογίας, σε εξαιρετικής ευαισθησίας χηµικούς και βιολογικούς αισθητήρες και στην σήµανση βιολογικών µορίων. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται οι µέθοδοι εναπόθεσης κολλοειδών µικρο και νανοσωµατιδίων σε στερεά υποστρώµατα και αναφέρονται τα µειονεκτήµατα και πλεονεκτήµατα κάθε τεχνικής. Ιδιαίτερη έµφαση δίνεται στη µέθοδο της διηλεκτροφόρησης και στην τεχνική εναπόθεσης κολλοειδών σωµατιδίων σε σχηµατοποιηµένα υποστρώµατα, οι οποίες κυρίως ακολουθήθηκαν για την εναπόθεση νανοσωµατιδίων και µικροκρυστάλλων σε επιφάνειες Si. Υπολογίζεται η δύναµη της διηλεκτροφόρησης, η οποία ασκείται σε κολλοειδή νανοσωµατίδια Au παρουσία εναλλασσόµενου ηλεκτρικού πεδίου. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφονται οι µέθοδοι σύνθεσης και τα αναλυτικά στοιχεία των κολλοειδών νανοσωµατιδίων Au µε σταθεροποιητή κιτρικό άλας διαµέτρου 40 nm ή µε το πεπτίδιο της θειοπρονίνης διαµέτρου 5 nm και κολλοειδών µικροκρυστάλλων K 2 SO 4 µε επικάλυψη νανοσωµατιδίων Au ή ZnS, τα οποία χρησιµοποιήθηκαν στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής. Επίσης παρουσιάζονται οι µέθοδοι κατασκευής των σχηµατοποιηµένων υποστρωµάτων Si και των µικροηλεκτροδίων που χρησιµοποιήθηκαν. Παρουσιάζεται επίσης, η διάταξη εφαρµογής του ηλεκτρικού πεδίου που στήθηκε για την εφαρµογή των τεχνικών της ηλεκτροφόρησης και διηλεκτροφόρησης. Η διάταξη βελτιστοποιήθηκε µε στόχο τον έλεγχο της διαδικασίας εναπόθεσης και τον τερµατισµό της, µε την εναπόθεση αγώγιµων νηµάτων νανοσωµατιδίων Au µεταξύ των ηλεκτροδίων. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα πειραµατικά αποτελέσµατα επιλεκτικής εναπόθεσης κολλοειδών µικροκρυστάλλων K 2 SO 4 επικαλυµµένων µε νανοσωµατίδια Au ή ZnS σε υποστρώµατα Si. Συγκεκριµένα, περιγράφεται η επιλεκτική εναπόθεση αυτών στο εσωτερικό εγχαραγµένων γραµµών σχήµατος V οξειδωµένων ή µη υποστρωµάτων Si και µεταξύ ηλεκτροδίων µε την τεχνική της ηλεκτροφόρησης. Στο πέµπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα πειραµατικά αποτελέσµατα εναπόθεσης των κολλοειδών νανοσωµατιδίων Au µε την εφαρµογή των τεχνικών της ηλεκτροφόρησης και διηλεκτροφόρησης µεταξύ µικροηλεκτροδίων σε επίπεδα και σε σχηµατοποιηµένα υποστρώµατα Si. Σε κάθε ενότητα παραθέτονται εικόνες ηλεκτρονικής 8

9 µικροσκοπίας σάρωσης των εναποτιθέµενων δοµών. Εξετάζεται η επίδραση της γεωµετρίας των ηλεκτροδίων, του υποστρώµατος και των χαρακτηριστικών του πεδίου στην µορφολογία των εναποτιθέµενων δοµών χρησιµοποιώντας τα πειραµατικά δεδοµένα, καθώς και προσοµοιώσεις του ηλεκτρικού πεδίου γύρω από τα ηλεκτρόδια µε το πρόγραµµα COMSOL. Τέλος, στο έκτο κεφάλαιο, εξετάζονται οι ιδιότητες µεταφοράς ηλεκτρικού φορτίου στο εσωτερικό των εναποτιθέµενων νανοσωµατιδιακών δοµών Au. Με µετρήσεις ρεύµατος-τάσης σε θερµοκρασία περιβάλλοντος και σε χαµηλές θερµοκρασίες υγρού N 2 µελετήθηκαν οι µηχανισµοί αγωγιµότητας των δοµών και υπολογίστηκαν τα βασικά χαρακτηριστικά αυτών. Αναφορές 1 Organic and Inorganic Nanostructures A. Nabok Artech House (2005). 2 Introduction to nanotechnology C.P. Poole and F.J. Owens, Wiley Interscience (2003). 3 Metal nanoparticles and their assemblies C.N.R. Rao, G.U. Kulkarni, P.J. Thomas and P.P. Edwards Chem. Soc. Rev. 29 pp (2000). 4 Luminescence and photophysical properties of colloidal ZnS nanoparticles H. Tang, G. Xu, L. Weng, L. Pan and L. Wang, Acta Mat (2004). 5 Single electron transistor using a molecularly linked fold colloidal particle chain T. Sato, H. Ahmed, D. Brown, B.F.G. Johnson, J. Appl. Phys. 82 (2) (1997). 6 Light-emitting diodes made from cadmium selenide nanocrystals and a semiconducting polymer V.L. Colvin, M.C. Schlamp and A.P. Alivisatos, Nature (1994). 7 A continuous cell separation chip using hydrodynamic dielectrophoresis process, I. Doh and Y.-H. Cho, Sens. Act. A (2005). 8 Device applications of polymer-nanocomposites D.Y. Godovsky, Adv. Polym. Sc (2000). 9 Giant platinum clusters with organic ligands: preparation and catalysis N. Toshima, K. Nakata, H. Kitoh, Inorg. Chim. Acta (1997). 9

10 10 Gold nanoparticle/ppi-dendrimer based chemisensors vapor-sensing properties as a function of the dendrimer size N. Krasteva, B. Guse, I. Besnard, A. Yasuda and T. Vossmeyer, Sens. and Act. B (2003). 11 Nanoparticles with Raman spectroscopic fingerprints for DNA and RNA detection Y.C. Cao, R. Jin and C.A. Mirkin, Science (2002). 12 Nanoparticle labels in immunosensing using optical detection methods, review M. Seydack, Biosensors & Bioelectronics (2005). 13 Colloid Science, H.R. Kruyt Vol.1, Elsevier Publ. Com. (1952). 14 Electromechanics of particles, T.B. Jones, Cambridge University Press, Cambridge, (1995). 15 Nanodielectrophoresis: Electronic Nanotweezers, P.J. Burke, Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, X 1-19 (2003). 16 Applications of dielectrophoresis in biotechnology, R. Pethig and G.H. Markx, reviews, 15, (1997). 10

11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Κολλοειδή διαλύµατα νανοσωµατιδίων 1.1 Εισαγωγή Πριν αναφερθούµε στις πειραµατικές διεργασίες και τα αποτελέσµατα οργάνωσης και ηλεκτρικών µετρήσεων των κολλοειδών σωµατιδίων, κρίθηκε σκόπιµη η γενική περιγραφή των ιδιοτήτων και εφαρµογών των κολλοειδών νανοσωµατιδίων. Τα κολλοειδή νανοσωµατίδια παρουσιάζουν µεγάλο ενδιαφέρον διότι συνδυάζουν τις ιδιότητες των κολλοειδών σωµατιδίων µε αυτές των νανοδιάστατων συστηµάτων. Στο κεφάλαιο αυτό αρχικά παρουσιάζονται οι φυσικές ιδιότητες των κολλοειδών διαλυµάτων και στη συνέχεια περιγράφονται οι ηλεκτρονικές, ηλεκτρικές, οπτικές κ.α. ιδιότητες των νανοσωµατιδίων µε έµφαση στα ηµιαγώγιµα και µεταλλικά νανοσωµατίδια. Λόγω των µοναδικών τους ιδιοτήτων, τα κολλοειδή νανοσωµατίδια εφαρµόζονται στην οπτοηλεκτρονική, σε καινοτόµες διατάξεις νανοτεχνολογίας, σε χηµικούς και βιολογικούς αισθητήρες, ενδεικτικά παραδείγµατα των οποίων παρουσιάζονται σε αυτό το κεφάλαιο. Τέλος, περιγράφεται η πιθανή χρήση των αγώγιµων µεταλλικών νηµάτων, τα οποία παρασκευάσαµε στην παρούσα διδακτορική διατριβή, σε υψηλής ευαισθησίας αισθητήρες µορίων ή βιοµορίων. 11

12 1.2 Γενικά περί κολλοειδών διαλυµάτων Το κολλοειδές διάλυµα συµπληρώνει το κενό µεταξύ του οµογενούς και ετερογενούς διαλύµατος και µπορεί να οριστεί ως η διασπορά πολυµοριακών συσσωµατωµάτων µεγέθους από 1 nm έως περίπου 1 µm σε κάποιο µέσο. Η διασπειρόµενη ουσία όπως και το µέσο διασποράς µπορούν να είναι στερεά, υγρά ή αέρια. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή θα µελετήσουµε τη διασπορά στερεών νανοσωµατιδίων σε υγρό µέσο. Τα κολλοειδή σωµατίδια αποτελούνται συνήθως από έναν κρυσταλλικό πυρήνα ο οποίος περιβάλλεται από ένα µονοµοριακό οργανικό στρώµα. Το περιβάλλον οργανικό στρώµα ονοµάζεται σταθεροποιητής και διατηρεί τις ιδιότητες του διαλύµατος µε δύο τρόπους. Αφενός είναι φορτισµένο, µε αποτέλεσµα τα διεσπαρµένα σωµατίδια να απωθούνται αµοιβαία µέσω δυνάµεων Coulomb, αφετέρου οι πολυµερικές αλυσίδες τείνουν να διατηρούν αποστάσεις µεταξύ τους και να µην αναµιγνύονται, διότι έτσι διατηρούν τους βαθµούς ελευθερίας και την εντροπία του συστήµατος (στεριτική σταθεροποίηση). Με το χρόνο το οργανικό αυτό στρώµα καταστρέφεται ή αποφορτίζεται µε αποτέλεσµα τα κολλοειδή σωµατίδια να έλκονται µε δυνάµεις Van der Waals και το διάλυµα αποσταθεροποιείται µε την συσσωµάτωση των συστατικών του (κροκίδωση του διαλύµατος). Γενικά φυσικά χαρακτηριστικά των κολλοειδών διαλυµάτων 1 : Κίνηση Brown-διάχυση Τα διεσπαρµένα σε διάλυµα σωµατίδια βρίσκονται σε συνεχή άτακτη κίνηση προς τις τρεις διευθύνσεις του χώρου και σε περιστροφή, πραγµατοποιώντας κίνηση Brown λόγω του µικρού τους µεγέθους και βάρους. Ο Einstein 1 πρώτος µελέτησε την κίνηση του κολλοειδούς σωµατιδίου, χρησιµοποιώντας θεωρία πιθανοτήτων και κατέληξε στο συµπέρασµα ότι η µέση τιµή του τετραγώνου της µετατόπισης του σωµατιδίου που πραγµατοποιεί κίνηση Brown, είναι συνάρτηση του χρόνου t, της θερµοκρασία T, της ακτίνας του σωµατιδίου r και του ιξώδους του µέσου n, δίνεται δε από τη σχέση: dx 2 RT 1 = 2t (1) N 6πη r 1 A. Einstein, Ann. Physik, (1906). 12

13 όπου R η σταθερά των αερίων και Ν ο αριθµός Avogadro. Η κίνηση Brown των σωµατιδίων έχει ως συνέπεια την διάχυσή τους είτε προς περιοχές του µέσου µε µικρότερη συγκέντρωση σωµατιδίων είτε προς το καθαρό µέσο διασποράς. Η ποσότητα α (σε mol) των σωµατιδίων που διαχέονται στη µονάδα του χρόνου ανά µονάδα επιφανείας [mol s -1 m -2 ] δίνεται από το νόµο του Fick: dc a= D (2) dx όπου D η σταθερά διάχυσης των σωµατιδίων στο µέσο και dc/dx η κλίση της συγκέντρωσης των σωµατιδίων στη διεύθυνση x. Συνδυάζοντας τις δύο παραπάνω σχέσεις ο Einstein υπολόγισε τη σταθερά διάχυσης D των κολλοειδών σωµατιδίων συναρτήσει της θερµοκρασίας Τ του κολλοειδούς, της ακτίνας του σωµατιδίου r και του ιξώδους του µέσου n 1 : 2 (1) dx KT D = 2t = 6πηr (3) όπου Κ η σταθερά του Boltzmann. Σκέδαση του φωτός Τα κολλοειδή διαλύµατα σε αντίθεση µε τα ατοµικά ή µοριακά διαλύµατα σκεδάζουν το ορατό φως σε πλάγιες διευθύνσεις στα όρια των σωµατιδίων αφού τα διεσπαρµένα σωµατίδια έχουν διάσταση συγκρίσιµη µε το µήκος κύµατος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. Το φαινόµενο ανακαλύφθηκε από τον Tyndall κατά το 19 ο αιώνα και είναι χαρακτηριστικό των κολλοειδών διαλυµάτων των οποίων ο δείκτης διάθλασης των διεσπαρµένων σωµατιδίων είναι διαφορετικός από αυτόν του µέσου. Ηλεκτρικό φορτίο σωµατιδίων - Ηλεκτροκινητικά φαινόµενα Τα κολλοειδή σωµατίδια συνήθως αποτελούνται από έναν κρυσταλλικό πυρήνα ο οποίος περιβάλλεται από ένα µονοµοριακό φορτισµένο οργανικό στρώµα. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα, γύρω από τα σωµατίδια να συγκεντρώνεται ένα φορτισµένο στρώµα ιόντων το οποίο αποτελείται από δύο µέρη. Το εσωτερικό µέρος ονοµάζεται στρώµα Stern (Stern layer), αποτελείται από ιόντα τα οποία είναι ισχυρά συνδεδεµένα µε τα σωµατίδια, ενώ το εξωτερικό µέρος δηµιουργείται από διάχυση ασθενέστερα συνδεδεµένων ιόντων του διαλύµατος. Το δυναµικό στην διαχωριστική επιφάνεια µεταξύ των δύο στρωµάτων ονοµάζεται δυναµικό ζ (ζήτα). Η τιµή του δυναµικού ζ συνδέεται ποσοτικά µε το φορτίο στην επιφάνεια των σωµατιδίων. 13

14 Τα κολλοειδή διαλύµατα είναι δυνατό να εµφανίζουν ηλεκτροκινητικά φαινόµενα, λόγω του φορτίου των διασπειρόµενων σωµατιδίων. Αφενός η παρουσία εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου προκαλεί κίνηση των σωµατιδίων σε σχέση µε το µέσο διασποράς και το φαινόµενο ονοµάζεται ηλεκτροφόρηση, αφετέρου όταν τα σωµατίδια κινούνται λόγω βαρυτικών ή άλλων δυνάµεων σε σχέση µε το µέσο διασποράς, τότε ηλεκτρικό πεδίο δηµιουργείται κατά τη διεύθυνσης κίνησης, λόγω µεταφοράς των σωµατιδίων σε σχέση µε το µέσο διασποράς. Ρόφηση Η κατάτµηση της ύλης σε κολλοειδείς διαστάσεις έχει ως αποτέλεσµα την µεγάλη αύξηση της επιφάνειας της και της επιφανειακής της ενέργειας. Η αυξηµένη επιφανειακή τάση των κολλοειδών σωµατιδίων ελαττώνεται µε την συγκράτηση ουσιών (ρόφηση). Οι εξαιρετικές ροφητικές ιδιότητες των κολλοειδών συστηµάτων, όπως θα αναφέρουµε στη συνέχεια, είναι σηµαντικές στην ενεργοποίηση αντιδράσεων και ειδικότερα σε καταλυτικές εφαρµογές. Τα κολλοειδή συστήµατα είναι εξαιρετικά σηµαντικά για τη ζωή των ζωντανών οργανισµών, αφού η δοµική τους µονάδα, το κύτταρο, αποτελεί ένα κολλοειδές σύστηµα. Τεχνικές παρασκευής και µετασχηµατισµού τους εφαρµόζονται στη βιοµηχανία χρωστικών, πετρελαίου, ελαστικών, τροφίµων κ.α. 2, ενώ τα τελευταία χρόνια ενδιαφέρον παρουσιάζει η εφαρµογή τους στην µικροηλεκτρονική, τη νανοτεχνολογία και τις βιοεπιστήµες Νανοσωµατίδια Καθώς οι διαστάσεις των υλικών µειώνονται, µεταβαίνουµε από τα υλικά εκτεταµένων διαστάσεων στα νανοσωµατίδια, τα οποία έχουν διάµετρο από nm και έπειτα στα µόρια και άτοµα διαστάσεων < 1 nm. Τα νανοσωµατίδια εµφανίζουν µοναδικές ιδιότητες διότι το µέγεθος τους συχνά είναι µικρότερο από κρίσιµα µήκη που χαρακτηρίζουν πολλές φυσικές ιδιότητες. Στις ιδιότητες αυτές, όπως και σε πιθανές εφαρµογές των κολλοειδών νανοσωµατιδίων, θα αναφερθούµε στη συνέχεια. 14

15 1.3.1 Γενικές Ιδιότητες Ηλεκτρονική δοµή Όταν τα άτοµα σχηµατίζουν κρυσταλλικό πλέγµα οι διακριτές ενεργειακές στάθµες των ατόµων αλληλοεπικαλύπτονται σχηµατίζοντας ενεργειακές ζώνες στον κρύσταλλο. Στην περίπτωση των µετάλλων η ανώτερη ενεργειακή ζώνη (ζώνη αγωγιµότητας) είναι µερικώς κατειληµµένη από ηλεκτρόνια, έτσι ώστε µε την εφαρµογή τάσης τα ηλεκτρόνια µπορούν να κινηθούν στον κρύσταλλο µε συνέπεια τη ροή ρεύµατος. Αντίθετα στους ηµιαγωγούς και τους µονωτές υπάρχει ενεργειακό χάσµα µεταξύ της ζώνης σθένους και της ζώνης αγωγιµότητας, µε αποτέλεσµα να µην ευνοείται η κίνηση των ηλεκτρονίων στον κρύσταλλο. Καθώς το µέγεθος του κρυστάλλου µειώνεται φθάνοντας σε νανοµετρικές διαστάσεις, τότε το µήκος κύµατος των ηλεκτρονίων σθένους είναι συγκρίσιµο µε το µέγεθος του νανοκρυσταλλίτη µε αποτέλεσµα οι διαθέσιµες ενεργειακές καταστάσεις των ηλεκτρονίων να γίνονται διακριτές λόγω κβαντικού εντοπισµού. Η ενεργειακή διαφορά µεταξύ των ενεργειακών καταστάσεων εξαρτάται από το µέγεθος του νανοκρυσταλλίτη. Η µέση ενεργειακή διαφορά µεταξύ των διαδοχικών ενεργειακών καταστάσεων ενός µεταλλικού νανοκρυσταλλίτη χαρακτηρίζεται ως χάσµα Kubo και ορίζεται ως 4 : δ= 4E F /3N (4) όπου E F η ενέργεια Fermi του µετάλλου και Ν ο αριθµός των ηλεκτρονίων σθένους του νανοκρυσταλλίτη που συνήθως συµπίπτει µε τον αριθµό των ατόµων που τον απαρτίζουν. Συνεπώς, καθώς το µέγεθος του νανοκρυσταλλίτη µειώνεται, το χάσµα Kubo µεταξύ των ενεργειακών καταστάσεων αυξάνεται, µεταβαίνοντας από µεταλλικούς σε µονωτικούς νανοκρυσταλλίτες όταν το χάσµα Kubo είναι µεγαλύτερο από τη θερµική ενέργεια των ηλεκτρονίων. Για την περίπτωση του Au, η µετάβαση από τον µεταλλικό στον µονωτικό χαρακτήρα λαµβάνει χώρα στο συσσωµάτωµα ακτίνας 1.2 nm, το οποίο αποτελείται από 55 άτοµα Au και σύµφωνα µε υπολογισµούς έχει ενεργειακό χάσµα 0.3 ev 5. Οι ηµιαγώγιµοι νανοκρυσταλλίτες εµφανίζουν επίσης διακριτές ηλεκτρονικές καταστάσεις λόγω κβαντικού εντοπισµού, ενώ ταυτόχρονα το ενεργειακό χάσµα 15

16 (ενεργειακή διαφορά µεταξύ της υψηλότερης στάθµης σθένους και της χαµηλότερης στάθµης αγωγιµότητας) αυξάνεται καθώς οι διαστάσεις του κρυσταλλίτη µειώνονται 6. Σχηµατικά ενεργειακά διαγράµµατα µετάλλου εκτεταµένων και νανοµετρικών διαστάσεων, καθώς και ηµιαγωγού εκτεταµένων και νανοµετρικών διαστάσεων παρουσιάζονται στο σχήµα 1. Σχήµα 1: Σχηµατικά ενεργειακά διαγράµµατα µετάλλου και ηµιαγωγού εκτεταµένων και νανοµετρικών διαστάσεων. Οι γραµµοσκιασµένες περιοχές αφορούν περιοχές κατειληµµένες από ηλεκτρόνια. Εµφανίζονται οι ενεργειακές διαφορές µεταξύ διαδοχικών ενεργειακών καταστάσεων νανοκρυσταλλίτη, δ 1, δ 2 και δ 3 και το ενεργειακό χάσµα E g, ηµιαγωγού. Η εξάρτηση της ηλεκτρονικής δοµής των µεταλλικών και ηµιαγώγιµων νανοκρυσταλλιτών από το µέγεθός τους καθορίζει όλες τις φυσικές τους ιδιότητες, όπως οπτικές, ηλεκτρικές κ.α.. Οπτικές ιδιότητες Σε έναν ηµιαγωγό εκτεταµένων διαστάσεων η πρόσπτωση φωτός µε ενέργεια µεγαλύτερη από αυτήν του ενεργειακού χάσµατος του υλικού προκαλεί την διέγερση ηλεκτρονίων από τη στάθµη σθένους στη στάθµη αγωγιµότητας µε τη δηµιουργία οπών στη ζώνη σθένους. Λόγω ηλεκτροστατικής έλξης µεταξύ των αρνητικών ηλεκτρονίων και των θετικών οπών σχηµατίζονται ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών τα οποία ονοµάζονται εξιτόνια και µετακινούνται στο πλέγµα του κρυστάλλου. Στο φάσµα απορρόφησης των ηµιαγωγών κυριαρχούν κορυφές απορρόφησης οι οποίες 16

17 συνδέονται µε ακτινοβολούσες µεταπτώσεις µεταξύ εξιτονικών ενεργειακών σταθµών. Η µικρότερη ενεργειακά περιοχή απορρόφησης, ονοµάζεται ακµή απορρόφησης και συνδέεται µε το ενεργειακό χάσµα του υλικού. Το ενεργειακό χάσµα των ηµιαγώγιµων νανοκρυσταλλιτών αυξάνει µε την µείωση των διαστάσεών τους, µε συνέπεια η ακµή απορρόφησης να µεταβαίνει σε υψηλότερες ενέργειες. Μελετούνται επίσης ενδελεχώς τα φάσµατα φωτοφωταύγειας και ηλεκτροφωταύγειας των κρυσταλλιτών, τα οποία φαίνονται να εξαρτώνται ισχυρά, πέρα από το µέγεθος των νανοσωµατιδίων, από τη µέθοδο παρασκευής των νανοσωµατιδίων, όπως και από την ύπαρξη ατελειών 7. Για παράδειγµα ο κρύσταλλος ZnS σε εκτεταµένες διαστάσεις σε θερµοκρασία δωµατίου έχει ενεργειακό χάσµα 3.7 ev και ακτινοβολεί στο υπεριώδες, ενώ ο κολλοειδής ZnS, ιδιαίτερα ο αδρανοποιηµένος µε οργανικά µόρια, εµφανίζει έντονες αιχµές απορρόφησης στο υπεριώδες και στενές κορυφές φωτοφωταύγειας στην ορατή περιοχή 8. Οι οπτικές ιδιότητες των νανοκρυσταλλιτών ενισχύονται επιπλέον µε την προσθήκη ιόντων, όπως για παράδειγµα την χρήση ιόντων Mn +2 σε κολλοειδή ZnS 9. Τα µεταλλικά νανοσωµατίδια εµφανίζουν επίσης εξαιρετικές οπτικές ιδιότητες. Όταν ορατή ακτινοβολία προσπίπτει σε ευγενή µέταλλα νανοµετρικών διαστάσεων είναι δυνατό να προκαλέσει συντονισµένη διέγερση των ελεύθερων ηλεκτρονίων του νανοσωµατιδίου και απορρόφηση συγκεκριµένων συχνοτήτων του ορατού φάσµατος (Τοπικός επιφανειακός πλασµονικός συντονισµός, Localized surface plasmon resonance, LSPR), διότι το µήκος κύµατος της ακτινοβολίας µπορεί να είναι µεγαλύτερο από το µέγεθος των νανοσωµατιδίων, σε αντίθεση µε την περίπτωση των στερεών εκτεταµένων διαστάσεων. Τα λαµπρά χρώµατα των µεταλλικών νανοσωµατιδίων οφείλονται στο συνδυασµό πλασµονικής απορρόφησης και σκέδασης της ορατής ακτινοβολίας. Η ενέργεια Ε(λ) της συνδυασµένης απορρόφησης και σκέδασης της ακτινοβολίας από µεταλλικά σφαιρικά νανοσωµατίδια διηλεκτρικής συνάρτησης ε r (λ)+iε i (λ), ακτίνας α και πυκνότητας N A σε µέσο διηλεκτρικής σταθεράς ε m περιγράφηκε για πρώτη φορά από τη θεωρία του Mie 10 : 3 2 ( 2 r m i 3 24πΝ Α α ε m ε i ( λ) E λ) = [ ] (5) 2 λ ln10 ( ε ( λ) + 2ε ) + ε ( λ) 17

18 Πέρα από την εξάρτηση από το υλικό και το διηλεκτρικό περιβάλλον του νανοσωµατιδίου, οι οπτικές ιδιότητες του εξαρτώνται ισχυρά από το µέγεθος και το σχήµα του. Έτσι, υδατικά κολλοειδή διαλύµατα σφαιρικών νανοσωµατιδίων χρυσού µε διάµετρο nm έχουν έντονο κόκκινο χρώµα, ενώ καθώς αυξάνεται το µέγεθός τους εµφανίζουν µπλε χρώµα. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή χρησιµοποιήθηκαν υδατικά κολλοειδή διαλύµατα νανοσωµατιδίων χρυσού επικαλυµµένα µε κιτρικά άλατα µεγέθους 5 nm µαύρου χρώµατος µε απορρόφηση στο υπεριώδες και nm κόκκινου χρώµατος µε απορρόφηση περί τα 520 nm. Ηλεκτρικές ιδιότητες Οι ιδιότητες µεταφοράς ηλεκτρικού φορτίου σε συστήµατα νανοµετρικών διαστάσεων διαφέρουν κατά πολύ από αυτές συστηµάτων µεγαλύτερου µεγέθους. Όταν ένα νανοσωµατίδιο µικρών διαστάσεων ή µία διάταξη τέτοιων νανοσωµατιδίων συνδεθούν µε ηλεκτρόδια, µε την εφαρµογή τάσης υπό κατάλληλες συνθήκες παρατηρείται κβάντωση του µεταφερόµενου ηλεκτρικού φορτίου από τα συνδεόµενα ηλεκτρόδια. Ηλεκτρόνια µεταφέρονται στα νανοσωµατίδια µέσω φαινοµένου σήραγγας και είναι παρατηρήσιµη η διακριτή ηλεκτρονική φόρτιση των νανοσωµατιδίων. Το φαινόµενο ονοµάζεται φαινόµενο σήραγγας ενός ηλεκτρονίου (single electron tunneling) και θα αναπτυχθεί στο τελευταίο κεφάλαιο του διδακτορικού που περιγράφει τα φαινόµενα µεταφοράς σε νανοκρυσταλλίτες. ραστικότητα Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό των νανοσωµατιδίων είναι η µεγάλη περιεκτικότητά τους σε άτοµα επιφάνειας σε σχέση µε άτοµα όγκου, µε αποτέλεσµα να ενισχύονται σε αυτά οι επιφανειακές αντιδράσεις και να είναι µοναδικά για διέγερση και προώθηση χηµικών αντιδράσεων. Επιπλέον, αφού η ηλεκτρονική δοµή των νανοσωµατιδίων εξαρτάται από το µέγεθός τους και η δραστικότητά τους επίσης εξαρτάται από το µέγεθός τους Γενικές εφαρµογές Τα νανοσωµατίδια όπως είδαµε εµφανίζουν µοναδικές ηλεκτρονικές, οπτικές, ηλεκτρικές κ.α. ιδιότητες, οι οποίες αξιοποιούνται σε καινοτόµες διατάξεις οπτοηλεκτρονικής και νανοηλεκτρονικής. Επιπλέον, λόγω του συγκρίσιµου µεγέθους 18

19 των νανοσωµατιδίων µε τα βιολογικά µόρια, αναπτύσσονται ταχύτατα οι βιοαναλυτκές εφαρµογές των µεταλλικών και ηµιαγώγιµων νανοσωµατιδίων, όπως οι εξαιρετικής ακρίβειας χηµικοί και βιολογικοί αισθητήρες και η σήµανση βιοµορίων. Στην παράγραφο αυτή παρουσιάζονται ενδεικτικά διάφορες εφαρµογές των νανοσωµατιδίων στους προαναφερθέντες τοµείς, µε έµφαση στα µεταλλικά νανοσωµατίδια, αφού στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής µελετήθηκαν οι ιδιότητες µεταφοράς µεταλλικών νανοσωµατιδιακών δοµών µε απώτερο σκοπό την εφαρµογή τους σε καινοτόµες διατάξεις και αισθητήρες. Οπτοηλεκτρονική Οι εξαιρετικές οπτικές ιδιότητες και ιδιότητες φωτοφωταύγειας και ηλεκτροφωταύγειας των ηµιαγώγιµων νανοσωµατιδίων αξιοποιούνται σε ποικίλες οπτοηλεκτρονικές διατάξεις 4,6. Για παράδειγµα, κατασκευάζονται δίοδοι εκποµπής φωτός µε ακτινοβολούντα στοιχεία στρώµατα κολλοειδών ηµιαγώγιµων νανοσωµατιδίων, οι οποίες λειτουργούν υπό χαµηλή τάση και µε ρυθµιζόµενο εκπεµπόµενο µήκος κύµατος (από κόκκινο σε κίτρινο) µεταβάλλοντας το µέγεθος των νανοσωµατιδίων 11. Τα ηµιαγώγιµα νανοσωµατίδια είναι επίσης ιδανικά για χρήση σε laser λόγω των διακριτών ενεργειακών σταθµών που παρουσιάζουν 6. Ακόµη, τα µεταλλικά νανοσωµατίδια παρουσιάζουν ενισχυµένες µη γραµµικές οπτικές ιδιότητες 12. Νανοηλεκτρονική Υπό ανάπτυξη βρίσκονται καινοτόµες διατάξεις οι οποίες στηρίζονται σε κβαντικά φαινόµενα µεταφοράς ηλεκτρονίων. Τα νανοσωµατίδια τα οποία παρουσιάζουν φαινόµενα διακριτής µεταφοράς ηλεκτρονίων αποτελούν εξαίσια υποψήφια υλικά για την ανάπτυξη λογικών στοιχείων και µνηµών 4. Το τρανζίστορ ενός ηλεκτρονίου (single electron transistor, SET) υλοποιείται µε τη σύνδεση ενός ή περισσοτέρων κολλοειδών νανοσωµατιδίων µε οργανική επικάλυψη µεταξύ δύο απέναντι ηλεκτροδίων. Η µεταφορά του ηλεκτρικού φορτίου µεταξύ νανοσωµατιδίου και ηλεκτροδίων γίνεται µέσω των οργανικών µορίων στην επιφάνεια του νανοσωµατιδίου µέσω φαινοµένου σήραγγας. Μεταλλικά 13 και ηµιαγώγιµα 14 νανοσωµατίδια, µεµονωµένα ή σε διάταξη, τα οποία εµφανίζουν φαινόµενα διακριτής 19

20 φόρτισης των νανοκρυσταλλιτών έχουν χρησιµοποιηθεί σε τρανζίστορ ενός ηλεκτρονίου. Βιολογική σήµανση Ηµιαγώγιµα και µεταλλικά νανοσωµατίδια χρησιµοποιούνται ευρέως σε βιοαναλυτικές εφαρµογές 15. Η έντονη εκποµπή ακτινοβολίας των κολλοειδών νανοσωµατιδίων και το παραπλήσιο µε τα βιολογικά µόρια µέγεθός τους, αξιοποιούνται µε την σύνδεσή τους σε βιολογικά µόρια και τη χρήση τους για την φωτοανίχνευση DNA, πρωτεϊνών, βακτηριδίων και ιών σε βιολογικούς αισθητήρες υψηλής ακρίβειας 16. Ιδιαιτέρως χρησιµοποιούνται τα σφαιρικά νανοσωµατίδια Au µε διάµετρο nm τα οποία έχουν έντονο κόκκινο χρώµα λόγω πλασµονικής απορρόφησης, δεν είναι τοξικά, δεν φωτοαποσυντίθενται και έχουν µεγάλο χρόνο ζωής. Μαγνητικές εφαρµογές Αξίζει επίσης να αναφερθούµε στις εξαιρετικά ενδιαφέρουσες µαγνητικές ιδιότητες και εφαρµογές των µαγνητικών νανοσωµατιδίων. Σε αντίθεση µε τα εκτεταµένων διαστάσεων σιδηροµαγνητικά υλικά στα οποία συνήθως παρουσιάζονται πολλαπλές µαγνητικές περιοχές, σε νανοσωµατίδια πολύ µικρών διαστάσεων παρουσιάζεται µία µαγνητική περιοχή. Μια σηµαντική εφαρµογή των µαγνητικών νανοσωµατιδίων είναι στις διατάξεις µνήµης για υψηλή πυκνότητα αποθήκευσης πληροφορίας 17 ή στις διατάξεις µοριακής αναγνώρισης µέσω µαγνητικού συντονισµού 18. Κατάλυση Τα νανοσωµατίδια είναι ιδιαιτέρως δραστικά αφού έχουν µεγάλη επιφάνεια σε σχέση µε τον όγκο τους, µε αποτέλεσµα να χρησιµοποιούνται ως καταλύτες σε χηµικές και φωτοχηµικές αντιδράσεις. Μεταλλικά νανοσωµατίδια, ιδιαιτέρως Pt επικαλυµµένα µε οργανικά µόρια 19 είναι ιδιαιτέρως ενεργά, ενώ νανοσωµατίδια Au µεγέθους 3-5 nm σε υποστρώµατα Co 3 O 4, Fe 2 O 4 ή TiO 2 βρέθηκαν να παρουσιάζουν ισχυρές καταλυτικές ιδιότητες για την οξείδωση CO και H 2, την αναγωγή NO και την υδρογόνωση CO

21 Χηµικοί και βιολογικοί αισθητήρες Νανοσωµατιδιακές δοµές χρησιµοποιούνται ως µετατροπείς χηµικών ή βιοχηµικών αντιδράσεων σε µετρήσιµες φυσικές ποσότητες. Οι ιδιότητες µεταφοράς, οι µαγνητικές και οπτικές ιδιότητες των δυσδιάστατων και τρισδιάστατων δοµών δεν εξαρτώνται µόνο από τα χαρακτηριστικά των µεµονωµένων νανοκρυστάλλων, αλλά επίσης και από τη διασύνδεση και την αλληλεπίδραση µεταξύ των περιοδικά διατεταγµένων νανοκρυστάλλων µέσω του οργανικού τους µέρους 20. Οι ιδιότητες των νανοσωµατιδιακών δοµών µεταβάλλονται µε την πρόσφυση χηµικών ή βιολογικών µορίων. Η ιδιότητα αυτή αξιοποιείται στην κατασκευή αισθητήρων για την ανίχνευση µορίων. Μια κατηγορία αισθητήρων αποτελούν οι χηµικοί αισθητήρες ανίχνευσης αερίων οι οποίοι χρησιµοποιούν σύνθετα λεπτά υµένια νανοσωµατιδίων / οργανικών µορίων µε σκοπό την µεγαλύτερη ακρίβεια ανίχνευσης 21. Η αρχή λειτουργίας των συγκεκριµένων αισθητήρων στηρίζεται στην αλλαγή της αντίστασης του σύνθετου λεπτού υµενίου από την αλληλεπίδραση του οργανικού του µέρους µε το υπό ανίχνευση στοιχείο. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα νανοσωµατίδια χρυσού σταθεροποιηµένα µε µόρια αλκυλοθειολών, όπου η οµάδα του αλκυλίου µπορεί να αντικατασταθεί µε ποικιλία µορίων, παρέχοντας τη δυνατότητα προσαρµογής των επιφανειακών ιδιοτήτων των σωµατιδίων. Για παράδειγµα, οι Wohltjen και Snow 22 αναφέρουν την κατασκευή ενός χηµικού αισθητήρα βασισµένου σε νανοσωµατίδια χρυσού καλυπτόµενα από µόρια οκτανοθειόλης, ο οποίος παρουσιάζει εξαιρετική ακρίβεια ανίχνευσης τολουόλης και τετραχλωροαιθυλενίου µέχρι και µερικά ppm. Άλλοι ερευνητές 23,24 χρησιµοποιούν νανοσωµατίδια χρυσού µε οργανικούς δενδρίτες για την ανίχνευση προπανόλης και υγρασίας ή µε αρωµατικά µόρια για την ανίχνευση αιθανόλης και µεθανόλης. Μία άλλη γενική κατηγορία αισθητήρων µε βάση νανοσωµατίδια είναι οι οπτικοί αισθητήρες βιοµορίων οι οποίοι ανιχνεύουν αλλαγές στις οπτικές ιδιότητες νανοσωµατιδιακών δοµών κατά την πρόσφυση σε αυτά βιοµορίων. Οι αισθητήρες αυτοί χρησιµοποιούνται για τον ποσοτικό προσδιορισµό των βιοµορίων µέσω διεργασιών αντισώµατος-αντιγόνου 17. Σε αυτή την περίπτωση ένα στρώµα νανοσωµατιδίων χρυσού ή αργύρου εναποτίθεται σε οπτικά διαπερατό υπόστρωµα. Τα νανοσωµατίδια είναι συνδεδεµένα µε το αντιγόνο της διερευνούµενης ουσίας και έτσι µέσω διεργασιών αντιγόνου-αντισώµατος επιτυγχάνεται η πρόσφυση των υπό εξέταση βιοµορίων στο στρώµα των νανοκρυστάλλων. Τα ανιχνευόµενα βιοµόρια 21

22 προσδιορίζονται ποσοτικά µετρώντας την µεταβολή των οπτικών ιδιοτήτων του νανοκρυσταλλικού στρώµατος. Αισθητήρες τέτοιου τύπου παρουσιάζουν όριο ανιχνευόµενης ουσίας το 1pM 25. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η χρήση µονοδιάστατων δοµών (νανονηµάτων) σε βιολογικούς και χηµικούς αισθητήρες, καθώς το µικρό µέγεθος των νηµάτων και η προσανατολισµένη διάταξή τους προσδίδει στον αισθητήρα µεγάλη ευαισθησία και επιλεκτικότητα 26. Γι αυτό το σκοπό αναπτύσσονται µεταλλικά νανονήµατα µε µεθόδους ηλεκτροεναπόθεσης 27 ή εστιασµένης ιοντικής δέσµης 28, νανονήµατα Si µε ηλεκτρονική λιθογραφία 29 ή νανονήµατα µεταλλικών οξειδίων µε διάφορες µεθόδους φυσικής εναπόθεσης 30 και χρησιµοποιούνται σε αισθητήρες υψηλής ακρίβειας µορίων, βιοµορίων ή αερίων στοιχείων. Μάλιστα, µε τη χρήση νανονηµάτων In O επιτεύχθηκε η ανίχνευση αερίου NO ποσότητας µέχρι 30 και ορισµένα ppb Στην παρούσα διδακτορική διατριβή ασχοληθήκαµε µε την παρασκευή αγώγιµων µικρονηµάτων µικρής διατοµής από κολλοειδή διαλύµατα, τα οποία αυτοοργανώνονται και προσανατολίζονται µεταξύ ηλεκτροδίων µε την τεχνική της διηλεκτροφόρησης. Με αυτό τον τρόπο τα νήµατα σχηµατίζονται απευθείας πάνω στα ηλεκτρόδια του αισθητήρα και µπορούν να αξιοποιηθούν για την ανίχνευση χηµικών στοιχείων και βιοµορίων. Τα νήµατα µπορούν αφενός να χρησιµοποιηθούν ως έχουν, όπου µετά την πρόσφυση χηµικών ή βιολογικών µορίων µπορεί να µετρηθεί ή µεταβολή στις ηλεκτρικές ή οπτικές τους ιδιότητες, ενώ αφετέρου, µπορούν να διαρρηχθούν εφαρµόζοντας κατάλληλο ηλεκτρικό πεδίο στα άκρα τους, σχηµατίζοντας νανοδιάστατα κενά,. Στα κενά αυτά είναι δυνατή η παγίδευση και ανίχνευση µορίων ή βιοµορίων µε την τεχνική της ηλεκτροφόρησης ή διηλεκτροφόρησης. Με σκοπό την µελλοντική αξιοποίηση των παρασκευαζοµένων αλυσίδων σωµατιδίων Au σε αισθητήρες, στην παρούσα διατριβή, παρασκευάστηκαν αγώγιµα, προσανατολισµένα µεταλλικά µικρονήµατα διατοµής nm από κολλοειδή νανοσωµατίδια Au και διαρρήχθηκαν κενά σε αυτά µε την εφαρµογή ηλεκτρικού πεδίου. Τα πειραµατικά αποτελέσµατα περιλαµβάνονται στο κεφαλαίο 5. 22

23 1.4 Συµπεράσµατα Σε αυτό το κεφάλαιο αρχικά παρουσιάστηκαν τα γενικά χαρακτηριστικά των κολλοειδών διαλυµάτων, ενώ ιδιαίτερη έµφαση δόθηκε στα κολλοειδή µεταλλικά νανοσωµατίδια. Τα νανοσωµατίδια εµφανίζουν µοναδικές ηλεκτρονικές, οπτικές και ηλεκτρικές ιδιότητες, οι οποίες εξαρτώνται σηµαντικά από το µέγεθος, το σχήµα και τη σύστασή τους. Χάρις στις ιδιότητές τους, τα νανοσωµατίδια προτείνονται ως υποσχόµενα υλικά για οπτοηλεκτρονικές εφαρµογές, σε καινοτόµες κβαντικές διατάξεις, στη µοριακή και βιολογική σήµανση αλλά και σε χηµικούς και βιοχηµικούς αισθητήρες υψηλής ακρίβειας. Περιγράφηκε η αρχή λειτουργίας και αναφέρθηκαν παραδείγµατα αισθητήρων, οι οποίοι χρησιµοποιούν διατάξεις νανοσωµατιδίων για την ανίχνευση βιοµορίων ή χηµικών στοιχείων. Η ευαισθησία των παραπάνω διατάξεων αυξάνεται µε τη χρήση µονοδιάστατων νανοσωµατιδιακών συστηµάτων. Η οργάνωση κολλοειδών µεταλλικών νανοσωµατιδίων µεταξύ ηλεκτροδίων σε αγώγιµες αλυσίδες, µε σκοπό την εφαρµογή τους σε αισθητήρες, αποτελεί έναν από τους στόχους της παρούσας διδακτορικής διατριβής. 23

24 1.5 Αναφορές 1 Colloid Science, H.R. Kruyt Vol.1, Elsevier Publ. Com. (1952). 2 Φυσικοχηµεία, Θ.Ν. Σκουλικίδης Ι2, ΣΤ έκδοση Αθήνα (1984). 3 Organic and Inorganic Nanostructures A. Nabok Artech House (2005). 4 Metal nanoparticles and their assemblies C.N.R. Rao, G.U. Kulkarni, P.J. Thomas and P.P. Edwards Chem. Soc. Rev. 29 pp (2000). 5 S.H. Yang, D.A. Drabold, J.B. Adams and A. Sachdev Phys. Rev. B, Introduction to nanotechnology C.P. Poole and F.J. Owens, Wiley Interscience (2003). 7 Luminescence and photophysical properties of colloidal ZnS nanoparticles H. Tang, G. Xu, L. Weng, L. Pan and L. Wang, Acta Mat (2004). 8 S. Wageh, L. Shu-Man, F.T. You and X.Xu-Rong Optical properties of strongly luminescing mercaptoacetic-acid-capped ZnS nanoparticles J. Lum (2003). 9 Effect of Mn +2 concentration in ZnS nanoparticles on photoluminescence and electron-spin-resonance spectra, P.H. Borse, D. Srinivas, R.F. Shinde, S.K. Date, W. Vogel and S.K. Kulkarni Phys. Rev. B (1999). 10 Nanoparticle labels in immunosensing using optical detection methods, review, M. Seydack, Biosensors & Bioelectronics (2005). 11 Light-emitting diodes made from cadmium selenide nanocrystals and a semiconducting polymer V.L. Colvin, M.C. Schlamp and A.P. Alivisatos, Nature (1994). 12 Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-size-related properties and applications towards Biology, Catalysis and Nanotechnology, M.C. Daniel and D. Astruc Chem. Rev (2004). 13 Single electron transistor using a molecularly linked gold colloidal particle chain T. Sato, H. Ahmed, D. Brown, B.F.G. Johnson, J. Appl. Phys. 82 (2) (1997). 14 An approach to electrical studies of single nanocrystals D.L. Klein, P.L. McEuen, J.E.B Bowen Katari, R. Roth and A.P. Alivisatos, Appl. Phys. Lett. 68 (18) 2574 (1996). 15 Nanoparticle labels in immunosensing using optical detection methods, review M. Seydack, Biosensors & Bioelectronics (2005). 24

25 16 Nanoparticles with Raman spectroscopic fingerprints for DNA and RNA detection Y.C. Cao, R. Jin and C.A. Mirkin, Science (2002). 17 Device applications of polymer-nanocomposites D.Y. Godovsky, Adv. Polym. Sc (2000). 18 Magnetic resonance molecular imaging with nanoparticles Lanza, G.M., Winter, P.M., Caruthers, S.D., Morawski, A.M., Schmieder, A.H., Crowder, K.C., J. Nucl. Card (2004). 19 Giant platinum clusters with organic ligands: preparation and catalysis N. Toshima, K. Nakata, H. Kitoh, Inorg. Chim. Acta (1997). 20 Structural analysis of self-assembling nanocrystal superlattices Z.L. Wang Adv. Matter (1998). 21 Electron hopping conductivity and vapor sensing properties of flexible network polymer films of metal nanoparticles F.P.Zamborini, M.C. Leopold, J.F. Hicks, P.J. Kulesza, M.A. Malik and R.W. Murray J. Am. Chem. Soc (2002). 22 Colloidal metal- insulator-metal ensemble chemiresistor sensor H. Wohltjen and A.W. Snow Anal. Chem. 70 (14) (1998). 23 Gold nanoparticle/ppi-dendrimer based chemisensors vapor-sensing properties as a function of the dendrimer size N. Krasteva, B. Guse, I. Besnard, A. Yasuda and T. Vossmeyer, Sens. and Act. B (2003). 24 Vapour sensing using surface functionalized gold nanoparticles H-L Zhang, S.D. Evans, J.R. Henderson, R.E. Miles and T-H Shen, Nanotech (2002). 25 Using solution-phase nanoparticles, surface-confined nanoparticle arrays and single nanoparticles as biological sensing platforms A.J. Haes, D.A. Stuart, S. Nie and R.P. Van Duyne, J. Fluoresc. 14 (4) pp (2004). 26 Chemical sensors based on nanostructured materials X-J Huang and Y-K Choi Sens & Act. B (2007). 27 Ultrasensitive detection of cortisol with enzyme fragment complementation technology using functionalized nanowire A. Kumar, S. Aravamudhan, M. Gordic, S. Bhansali and S. S. Mohapatra Biosens. & Bioelectr (2007). 28 Molecular detection based on conductance quantization of nanowires C. Z. Li, H. X. He, A. Bogozi, J. S. Bunch, and N. J. Tao Appl. Phys. Lett. 76 (10) (2000). 29 Nanowire Nanosensors for Highly Sensitive and Selective Detection of Biological and Chemical Species Y. Cui, Q. Wei, H. Park and C. M. Lieber Science (2001).

26 30 Detection of NO 2 down to ppb Levels Using Individual and Multiple In 2 O 3 Nanowire Devices D.H. Zhang, Z.Q. Liu, C. Li, T. Tang, X.L. Liu, S. Han, B. Lei and C.W. Zhou Nano Lett (2004).

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Τεχνικές οργάνωσης κολλοειδών σωµατιδίων 2.1 Εισαγωγή Η εναπόθεση των κολλοειδών νανοσωµατιδίων µε ελεγχόµενο και επαναλήψιµο τρόπο σε οργανωµένες δοµές σε στερεά υποστρώµατα είναι απαραίτητη για την χρήση τους σε διατάξεις µικροηλεκτρονικής, οπτοηλεκτρονικής και αισθητήρων 1. Μονοµοριακά στρώµατα νανοσωµατιδίων υψηλής περιοδικότητας αναπτύσσονται χρησιµοποιώντας χηµικούς δεσµούς, µέσω αυτοοργανούµενων µορίων ή µε την τεχνική Langmuir-Blodgett. ιατεταγµένες δοµές σωµατιδίων, κυρίως µικροµετρικών διαστάσεων εναποτίθενται σε σχηµατοποιηµένα υποστρώµατα. Ακόµη, κολλοειδή σωµατίδια µπορούν να κατευθυνθούν και να εναποτεθούν µεταξύ ηλεκτροδίων χρησιµοποιώντας κατάλληλα ηλεκτρικά πεδία µέσω των τεχνικών ηλεκτροφόρησης και διηλεκτροφόρησης. Στο παρόν κεφάλαιο περιγράφονται οι µέθοδοι εναπόθεσης κολλοειδών µικρο και νανοσωµατιδίων σε στερεά υποστρώµατα και αναφέρονται τα µειονεκτήµατα και πλεονεκτήµατα κάθε τεχνικής. Συχνά ο συνδυασµός τεχνικών παρέχει τα βέλτιστα αποτελέσµατα. Ιδιαίτερη έµφαση δίνεται στη µέθοδο της διηλεκτροφόρησης και στην τεχνική εναπόθεσης κολλοειδών σωµατιδίων σε σχηµατοποιηµένα υποστρώµατα, οι οποίες εφαρµόστηκαν για την εναπόθεση νανοσωµατιδίων και µικροκρυστάλλων σε επιφάνειες Si. Οι δύο αυτές µέθοδοι είναι απλές στη χρήση, ευέλικτες, αφού µπορεί να εφαρµοστούν σε ποικιλία υποστρωµάτων, και παρέχουν δοµές µε µηχανική και θερµική σταθερότητα, αφού η εναπόθεση επιτυγχάνεται χωρίς τη χρήση χηµικών µορίων. Τέλος, υπολογίζεται η δύναµη της διηλεκτροφόρησης, η οποία ασκείται σε κολλοειδή νανοσωµατίδια Au παρουσία εναλλασσόµενου ηλεκτρικού πεδίου. 27

28 2.2 Αυτο-οργάνωση κολλοειδών σωµατιδίων Η πιο διαδεδοµένη µέθοδος εναπόθεσης κολλοειδών νανοσωµατιδίων σε στερεές επιφάνειες είναι η µέθοδος της αυτο-οργάνωσης (self-assembly). Η µέθοδος αυτή απαντάται στη φύση µε την αυθόρµητη οργάνωση διαφόρων βιολογικών µορίων, ενώ στην επιστήµη της νανοτεχνολογίας χρησιµοποιείται για την αυθόρµητη οργάνωση νανοδιάστατων στοιχείων (νανοσωµατιδίων, µονοµερών ή πολυµερών µορίων) σε διατεταγµένη µορφή σχηµατίζοντας ισχυρούς δεσµούς µε το υπόστρωµα και ασθενείς δεσµούς µεταξύ των στοιχείων 1. Συγκεκριµένες οµάδες µορίων προσροφώνται σε αντίστοιχες επιφάνειες σχηµατίζοντας µονοµοριακά στρώµατα κλειστής συσσωµάτωσης (self-assembly monolayer, SAM). Κατά τη διάρκεια διαφόρων µελετών έχει παρατηρηθεί η Αυτο-οργάνωση θειολών και σουλφιδίων σε µεταλλικές επιφάνειες (Au, Ag, Co) σχηµατίζοντας οµοιοπολικό δεσµό S-M (µέταλλο) 2,3, η Αυτο-οργάνωση καρβοξυλικών οξέων, αµινών και αλκοολών σε µέταλλα ή οξείδια µετάλλων µέσω ιοντικών δεσµών 4,5 και η Αυτο-οργάνωση σιλάνης και σιλοξάνης σε Si σχηµατίζοντας οµοιοπολικό δεσµό Si-O 6. Η διατεταγµένη εναπόθεση διαφόρων κολλοειδών νανοσωµατιδίων όπως Au, Ag, CdS, ZnS κ.α. σε διάφορες επιφάνειες µπορεί να επιτευχθεί µε δύο τρόπους 1 : (α) µε τη χρήση χηµικώς διαµορφωµένων υποστρωµάτων, στην επιφάνεια των οποίων έχει σχηµατιστεί µονοµοριακό στρώµα κατάλληλου µορίου και (β) µε την χρήση νανοσωµατιδίων επικαλυµµένων µε µοριακούς σταθεροποιητές οι οποίοι αυτοοργανώνονται στην επιφάνεια. Ένα σχηµατικό παράδειγµα των δύο παραπάνω µεθόδων παρουσιάζεται στο σχήµα 1: (α) νανοσωµατίδια επικαλυµµένα µε µόρια αλκυλοθειολών 7 αυτο-οργανώνονται σε επιφάνειες Au και (β) νανοσωµατίδια χωρίς επικάλυψη 1 αυτο-οργανώνονται σε επιφάνεια στην οποία έχει σχηµατιστεί µονοµοριακό στρώµα αλκυλοθειολών. 28

29 (α) (β) (γ) Σχήµα 1: Σχηµατικό αυτο-οργάνωσης νανοσωµατιδίων: (α) Νανοσωµατίδια επικαλυµµένα µε µόρια αλκυλοθειολών αυτο-οργανώνονται σε επιφάνειες Au και (β) νανοσωµατίδια χωρίς επικάλυψη αυτο-οργανώνονται σε επιφάνεια στην οποία έχει σχηµατιστεί µονοµοριακό στρώµα αλκυλοθειολών. (γ) Εικόνα ΤΕΜ από µονοµοριακό στρώµα νανοκρυστάλλων Au διαµέτρου 6 nm µε επικάλυψη δωδεκαθειόλης σε υπόστρωµα Si 3 N 4 και εικόνα περίθλασης του στρώµατος. (T.P. Bigioni, X.-M. Lin, T.T. Nguyen, E.I. Corwin, T.A. Witten and H.M. Jaeger, Nature Lett. 5 pp265, 2006). Η τεχνική της αυτο-οργάνωσης νανοσωµατιδίων επιτυγχάνει µονοµοριακά στρώµατα νανοσωµατιδίων υψηλής περιοδικότητας, εµβαδού µέχρι κάποια mm 2, όπως αυτό που εικονίζεται στο σχήµα 1 (γ) 8 και αφορά νανοσωµατίδια Au διαµέτρου 6 nm µε επικάλυψη δωδεκαθειόλης σε υπόστρωµα Si 3 N 4. Για ορισµένο χρονικό διάστηµα η τεχνική είχε περιοριστεί στην σύνθεση µονοµοριακών στρωµάτων, ενώ τα τελευταία χρόνια η χρήση µορίων διπλής 29

30 λειτουργικότητας, επιτρέπει την ανάπτυξη πολυστρωµατικών δοµών, όπως παράδειγµα η χρήση διθειολών για την δηµιουργία διπλού στρώµατος νανοσωµατιδίων Au/Cd σε υπόστρωµα Au 9. Η µέθοδος αυτο-οργάνωσης νανοσωµατιδίων απαιτεί τον συνδυασµό των χηµικών µορίων µε το είδος των νανοσωµατιδίων και υποστρωµάτων, ενώ η οµοιογένεια και επαναληψιµότητα των διαµορφωµένων στρωµάτων εξαρτώνται από πολλούς παράγοντες, όπως η διασπορά µεγέθους και η συγκέντρωση των κολλοειδών νανοσωµατιδίων και οι συνθήκες διαβροχής και εξάτµισης του διαλύτη 1,8. Τέλος η µηχανική και θερµική σταθερότητα των µονοµοριακών στρωµάτων είναι περιορισµένη. 2.3 Μέθοδος Langmuir-Blodgett Η µέθοδος εναπόθεσης Langmuir-Blodgett (LB) στηρίζεται στο σχηµατισµό µονοµοριακού στρώµατος κλειστής συσσωµάτωσης αµφιφιλικών µορίων στην επιφάνεια υδατικού υγρού, ο οποίος ακολουθείται από µεταφορά του στρώµατος σε στερεό υπόστρωµα κατά την βύθιση ή/και ανάσυρσή του από το υγρό 1. Αµφιφιλικά χαρακτηρίζονται τα µόρια τα οποία περιέχουν µία υδρόφιλη οµάδα και µια υδρόφοβη. Στην τεχνική LB συνήθως χρησιµοποιούνται λιπαρά οξέα µε χηµικό τύπο CH 3 -(CH 2 ) n -COOH τα οποία περιέχουν την πολική οµάδα -COOH και την µη πολική αλυσίδα C. Όταν αυτά τα µόρια έρθουν σε επαφή µε το νερό, τοποθετούνται κατά πλειοψηφία στην επιφάνεια του νερού µε την πολική τους οµάδα σε αλληλεπίδραση µε την διπολική ροπή των µορίων του νερού. Ένα παράδειγµα εναπόθεσης νανοσωµατιδίων σε στερεό υπόστρωµα µε την τεχνική LB παρουσιάζεται στο σχήµα Νανοσωµατίδια Fe-Pt διαµέτρου 3.1 nm µε σταθεροποιητή ελαϊκό οξύ αναµίχθηκαν µε µόρια λιπαρών οξέων και στη συνέχεια διαχύθηκαν στην επιφάνεια νερού, όπου διαµόρφωσαν ένα διπλό στρώµα µορίων λιπαρών οξέων και νανοσωµατιδίων (σχήµα 2(α)). Τα νανοσωµατίδια εναποτέθηκαν στην επιφάνεια υποστρώµατος χαλκού µε οριζόντια ανάσυρσή του από το νερό και παρατηρήθηκαν από µικροσκόπιο διερχόµενης δέσµης (σχήµα 2(β))

31 (α) (β) Σχήµα 2: (α) σχηµατική αναπαράσταση µονοµοριακού στρώµατος νανοσωµατιδίων Fe-Pt πάνω σε αµφιφιλικό µονοµοριακό στρώµα λιπαρών οξέων στην επιφάνεια νερού και (β) εικόνα ηλεκτρονικού µικροσκοπίου διερχόµενης δέσµης του µονοµοριακού στρώµατος νανοσωµατιδίων Fe-Pt που µεταφέρθηκε σε υπόστρωµα χαλκού (K. Kuroishi, M.-P. Chen, Y. Kitamoto and T. Seki, Electroch. Acta 51 pp867 (2005)). Η τεχνική LB είναι τεχνολογικά απλή και επιτυγχάνει τη σύνθεση µονοµοριακών δοµών υψηλής περιοδικότητας, ακόµη και πολλαπλών στρωµάτων. Όµως η πρόσφυση των δοµών στο υπόστρωµα συνήθως δεν είναι πολύ καλή όπως και η θερµική και µηχανική τους σταθερότητα Εναπόθεση µε περιστροφή Η µέθοδος της εναπόθεσης µε περιστροφή χρησιµοποιείται επί δεκαετίες για την εναπόθεση πολυµερικών στρωµάτων σε επίπεδες επιφάνειες και ιδιαιτέρως για την εναπόθεση φωτοευαίσθητων ρητινών στην κατασκευή µικροηλεκτρονικών διατάξεων. Η τεχνική περιλαµβάνει τον διασκορπισµό του διαλύµατος στην επιφάνεια του υποστρώµατος, το οποίο βρίσκεται σε ειδική βάση η οποία περιστρέφεται µε ταχύτητα µερικών χιλιάδων στροφών το λεπτό. Κατά τη διάρκεια της περιστροφής το διάλυµα διασπείρεται στην επιφάνεια του υποστρώµατος υπό την επίδραση κεντρικών δυνάµεων και ο διαλύτης εξατµίζεται. Η τεχνική είναι απλή στη χρήση, όµως παράγει άµορφα λεπτά στρώµατα πολυµερών ή νανοδοµικών υλικών, τα οποία δεν έχουν καλή πρόσφυση στην επιφάνεια. Ορισµένα από τα παραπάνω µειονεκτήµατα της µεθόδου µπορούν να ξεπεραστούν όταν η τεχνική της περιστροφής συνδυάζεται µε άλλες τεχνικές εναπόθεσης. Για παράδειγµα νανοσωµατίδια Au εναποτίθενται οµογενώς και µε 31

ΥΛΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ

ΥΛΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΥΛΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΓΙΩΡΓΟΣ ΤΣΙΓΑΡΙΔΑΣ E-mail: gtsigaridas@teilam.gr ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΔΕΣΜΟΙ ΚΑΙ ΤΥΠΟΙ ΣΤΕΡΕΩΝ ΜΟΡΙΑΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΜΟΡΙΑΚΗ

Διαβάστε περισσότερα

2) Μελέτη Φυσικών Διεργασιών Κατασκευής Νανοδιατάξεων σε Πυρίτιο και Γερμάνιο i) Φαινόμενα διάχυσης και ενεργοποίησης προσμίξεων εκτός

2) Μελέτη Φυσικών Διεργασιών Κατασκευής Νανοδιατάξεων σε Πυρίτιο και Γερμάνιο i) Φαινόμενα διάχυσης και ενεργοποίησης προσμίξεων εκτός ΝΑΝΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΣΤΟ Ε.Μ.Π. Δ, Τσαμάκης Πρόεδρος ΣΗΜΜΥ ΓΕΝΙΚΑ Τελευταία δεκαετία: : Τάση για επενδύσεις στην ΈΡΕΥΝΑ στους τομείς της Νανοτεχνολογίας με στόχο τη δημιουργία υποδομής νέας γνώσης στην περιοχή

Διαβάστε περισσότερα

Φασματοσκοπία SIMS (secondary ion mass spectrometry) Φασματοσκοπία μάζης δευτερογενών ιόντων

Φασματοσκοπία SIMS (secondary ion mass spectrometry) Φασματοσκοπία μάζης δευτερογενών ιόντων Φασματοσκοπία SIMS (secondary ion mass spectrometry) Φασματοσκοπία μάζης δευτερογενών ιόντων Ιόντα με υψηλές ενέργειες (συνήθως Ar +, O ή Cs + ) βομβαρδίζουν την επιφάνεια του δείγματος sputtering ουδετέρων

Διαβάστε περισσότερα

ιδάσκων: Λευτέρης Λοιδωρίκης Π1 0-7146

ιδάσκων: Λευτέρης Λοιδωρίκης Π1 0-7146 Φωτονικά Υλικά ιδάσκων: Λευτέρης Λοιδωρίκης Π1 0-7146 Τεχνολογίες φωτός σήμερα Το φώς έχει εισχωρήσει προ πολλού στη ζωή μας Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Καλύπτει πολύ μεγάλο φάσμα Συστατικά τεχνολογίας

Διαβάστε περισσότερα

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd Email : stvrentzou@gmail.com

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd Email : stvrentzou@gmail.com 1 2.4 Παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η αντίσταση ενός αγωγού Λέξεις κλειδιά: ειδική αντίσταση, μικροσκοπική ερμηνεία, μεταβλητός αντισ ροοστάτης, ποτενσιόμετρο 2.4 Παράγοντες που επηρεάζουν την

Διαβάστε περισσότερα

2). i = n i - n i - n i (2) 9-2

2). i = n i - n i - n i (2) 9-2 ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΤΑΣΗ ΙΑΛΥΜΑΤΩΝ Έννοιες που πρέπει να γνωρίζετε: Εξίσωση Gbbs-Duhem, χηµικό δυναµικό συστατικού διαλύµατος Θέµα ασκήσεως: Μελέτη της εξάρτησης της επιφανειακής τάσης διαλυµάτων από την συγκέντρωση,

Διαβάστε περισσότερα

6. ΘΕΡΜΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ

6. ΘΕΡΜΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ 6-1 6. ΘΕΡΜΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ 6.1. ΙΑ ΟΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Πολλές βιοµηχανικές εφαρµογές των πολυµερών αφορούν τη διάδοση της θερµότητας µέσα από αυτά ή γύρω από αυτά. Πολλά πολυµερή χρησιµοποιούνται

Διαβάστε περισσότερα

ΝΑΝΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΓΙΩΡΓΟΣ ΤΣΙΓΑΡΙΔΑΣ. E-mail: gtsigaridas@teilam.gr

ΝΑΝΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΓΙΩΡΓΟΣ ΤΣΙΓΑΡΙΔΑΣ. E-mail: gtsigaridas@teilam.gr ΝΑΝΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΓΙΩΡΓΟΣ ΤΣΙΓΑΡΙΔΑΣ E-mail: gtsigaridas@teilam.gr ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΟΔΗΓΕΙ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΔΙΑΤΑΞΕΩΝ ΣΕ ΟΛΟΕΝΑ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΤΕΡΗ ΚΛΙΜΑΚΑ ΜΕ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ ΝΑ ΜΗΝ ΙΣΧΥΟΥΝ ΠΛΕΟΝ

Διαβάστε περισσότερα

6η Εργαστηριακή Άσκηση Μέτρηση διηλεκτρικής σταθεράς σε κύκλωµα RLC

6η Εργαστηριακή Άσκηση Μέτρηση διηλεκτρικής σταθεράς σε κύκλωµα RLC 6η Εργαστηριακή Άσκηση Μέτρηση διηλεκτρικής σταθεράς σε κύκλωµα RLC Θεωρητικό µέρος Αν µεταξύ δύο αρχικά αφόρτιστων αγωγών εφαρµοστεί µία συνεχής διαφορά δυναµικού ή τάση V, τότε στις επιφάνειές τους θα

Διαβάστε περισσότερα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΙΚΡΟ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΟ ΕΜΠ ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΓΕΝΙΚΑ ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑ ΜΙΚΡΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΟ ΕΜΠ ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΟ ΕΜΠ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΕΣ ΣΠΟΥ ΕΣ

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΙΚΡΟ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΟ ΕΜΠ ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΓΕΝΙΚΑ ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑ ΜΙΚΡΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΟ ΕΜΠ ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΟ ΕΜΠ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΕΣ ΣΠΟΥ ΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΙΚΡΟ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΟ ΕΜΠ. ΤΣΟΥΚΑΛΑΣ, Αναπλ. Καθηγ., ΣΕΜΦΕ (dtsouk@central.ntua.gr). ΤΣΑΜΑΚΗΣ, Καθηγητής, ΣΗΜΜΜΥ (dtsamak@central.ntua.gr) Κ. ΧΑΡΙΤΙ ΗΣ, Αναπλ. Καθηγ., ΣΧΜ (charitidis@chemeng.ntua.gr)

Διαβάστε περισσότερα

Nανοσωλήνες άνθρακα. Ηλεκτρονική δομή ηλεκτρικές ιδιότητες. Εφαρμογές στα ηλεκτρονικά

Nανοσωλήνες άνθρακα. Ηλεκτρονική δομή ηλεκτρικές ιδιότητες. Εφαρμογές στα ηλεκτρονικά Nανοσωλήνες άνθρακα Ηλεκτρονική δομή ηλεκτρικές ιδιότητες Εφαρμογές στα ηλεκτρονικά Νανοσωλήνες άνθρακα ιστορική αναδρομή Από το γραφίτη στους Νανοσωλήνες άνθρακα Στο γραφίτη τα άτομα C συνδέονται ισχυρά

Διαβάστε περισσότερα

αγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1

αγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1 Η2 Μελέτη ηµιαγωγών 1. Σκοπός Στην περιοχή της επαφής δυο ηµιαγωγών τύπου p και n δηµιουργούνται ορισµένα φαινόµενα τα οποία είναι υπεύθυνα για τη συµπεριφορά της επαφής pn ή κρυσταλλοδιόδου, όπως ονοµάζεται,

Διαβάστε περισσότερα

Ευαισθητοποιημένη χημειοφωταύγεια με νανοδομημένους καταλύτες - Προοπτικές εφαρμογής της μεθόδου στην αναλυτική χημεία

Ευαισθητοποιημένη χημειοφωταύγεια με νανοδομημένους καταλύτες - Προοπτικές εφαρμογής της μεθόδου στην αναλυτική χημεία Ευαισθητοποιημένη χημειοφωταύγεια με νανοδομημένους καταλύτες - Προοπτικές εφαρμογής της μεθόδου στην αναλυτική χημεία Δρ Κυριάκος Παπαδόπουλος Ερευνητής Α Ινστιτούτο Φυσικοχημείας ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος Δεκέμβριος

Διαβάστε περισσότερα

Χαρακτηρισμός υλικών με ιόντα

Χαρακτηρισμός υλικών με ιόντα Χαρακτηρισμός υλικών με ιόντα 1. Secondary ion mass spectroscopy (SIMS) Φασματοσκοπία μάζας δευτερογενών ιόντων. Rutherford backscattering (RBS) Φασματοσκοπία οπισθοσκέδασης κατά Rutherford Secondary ion

Διαβάστε περισσότερα

Οργανική Χημεία. Κεφάλαια 12 &13: Φασματοσκοπία μαζών και υπερύθρου

Οργανική Χημεία. Κεφάλαια 12 &13: Φασματοσκοπία μαζών και υπερύθρου Οργανική Χημεία Κεφάλαια 12 &13: Φασματοσκοπία μαζών και υπερύθρου 1. Γενικά Δυνατότητα προσδιορισμού δομών με σαφήνεια χρησιμοποιώντας τεχνικές φασματοσκοπίας Φασματοσκοπία μαζών Μέγεθος, μοριακός τύπος

Διαβάστε περισσότερα

Αλλαγή της δομής των ταινιών λόγω κραματοποίησης

Αλλαγή της δομής των ταινιών λόγω κραματοποίησης Αλλαγή της δομής των ταινιών λόγω κραματοποίησης Παράμετροι που τροποποιούν την δομή των ταινιών Σχηματισμός κράματος ή περισσοτέρων ημιαγωγών Ανάπτυξη ετεροδομών ή υπερδομών κβαντικός περιορισμός (quantum

Διαβάστε περισσότερα

Ύλη έβδοµου µαθήµατος

Ύλη έβδοµου µαθήµατος ιάλεξη 7 η Ύλη έβδοµου µαθήµατος Φασµατοσκοπία απορρόφησης ακτίνων Χ, Φασµατοσκοπία οπισθοσκέδασης Rutherford, Φασµατοσκοπία ηλεκτρονίων Auger, Φασµατοσκοπία µάζας δευτερογενών ιόντων. Φασµατοσκοπία απορρόφησης

Διαβάστε περισσότερα

ΥΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ

ΥΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ ΥΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ Ι 2 Κατηγορίες Υλικών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ Παραδείγματα Το πεντάγωνο των υλικών Κατηγορίες υλικών 1 Ορυκτά Μέταλλα Φυσικές πηγές Υλικάπουβγαίνουναπότηγημεεξόρυξηήσκάψιμοή

Διαβάστε περισσότερα

Εφαρμογές των Laser στην Φ/Β τεχνολογία: πιο φτηνό ρεύμα από τον ήλιο

Εφαρμογές των Laser στην Φ/Β τεχνολογία: πιο φτηνό ρεύμα από τον ήλιο Εφαρμογές των Laser στην Φ/Β τεχνολογία: πιο φτηνό ρεύμα από τον ήλιο Μιχάλης Κομπίτσας Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών, Ινστιτούτο Θεωρ./Φυσικής Χημείας (www.laser-applications.eu) 1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΗΣ ΟΜΙΛΙΑΣ 1.

Διαβάστε περισσότερα

ΝΕΟ ΥΒΡΙΔΙΚΟ ΒΙΟΫΛΙΚΟ ΒΙΟΠΟΛΥΜΕΡΩΝ ΕΝΙΣΧΥΜΕΝΩΝ ΜΕ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΑΡΓΥΡΟΥ ΚΑΙ Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΣΤΗΝ ΒΙΟΪΑΤΡΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ

ΝΕΟ ΥΒΡΙΔΙΚΟ ΒΙΟΫΛΙΚΟ ΒΙΟΠΟΛΥΜΕΡΩΝ ΕΝΙΣΧΥΜΕΝΩΝ ΜΕ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΑΡΓΥΡΟΥ ΚΑΙ Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΣΤΗΝ ΒΙΟΪΑΤΡΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ο ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟ ΣΥΝΕΔΡΙΟ ΧΗΜΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ, ΠΑΤΡΑ, 4-6 ΙΟΥΝΙΟΥ, 5. ΝΕΟ ΥΒΡΙΔΙΚΟ ΒΙΟΫΛΙΚΟ ΒΙΟΠΟΛΥΜΕΡΩΝ ΕΝΙΣΧΥΜΕΝΩΝ ΜΕ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΑΡΓΥΡΟΥ ΚΑΙ Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΣΤΗΝ ΒΙΟΪΑΤΡΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Σπαθής Ά.,

Διαβάστε περισσότερα

ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΜΑΓΝΗΤΕΣ. Γιάννης Σανάκης, ρ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΛΙΚΩΝ ΕΚΕΦΕ «ΗΜΟΚΡΙΤΟΣ»

ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΜΑΓΝΗΤΕΣ. Γιάννης Σανάκης, ρ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΛΙΚΩΝ ΕΚΕΦΕ «ΗΜΟΚΡΙΤΟΣ» ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΜΑΓΝΗΤΕΣ Γιάννης Σανάκης, ρ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΛΙΚΩΝ ΕΚΕΦΕ «ΗΜΟΚΡΙΤΟΣ» Εισαγωγή Υλικό σε εξωτερικό µαγνητικό πεδίο, Η: Β = Η + 4πΜ Μ: Μαγνήτιση ανά µονάδα όγκου Μαγνητική επιδεκτικότητα: χ

Διαβάστε περισσότερα

ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ. 2 η θεματική ενότητα: Χημικοί δεσμοί και μοριακές ιδιότητες

ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ. 2 η θεματική ενότητα: Χημικοί δεσμοί και μοριακές ιδιότητες ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ 2 η θεματική ενότητα: Χημικοί δεσμοί και μοριακές ιδιότητες Σχολή: Περιβάλλοντος Τμήμα: Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής Εκπαιδευτής: Χαράλαμπος Καραντώνης Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΣΤ 30 ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΓΝΩΣΤΙΚΟΥ ΧΗΜΕΙΑΣ

ΤΕΣΤ 30 ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΓΝΩΣΤΙΚΟΥ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΕΣΤ 30 ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΓΝΩΣΤΙΚΟΥ ΧΗΜΕΙΑΣ ο αριθμός Avogadro, N A, L = 6,022 10 23 mol -1 η σταθερά Faraday, F = 96 487 C mol -1 σταθερά αερίων R = 8,314 510 (70) J K -1 mol -1 = 0,082 L atm mol -1 K -1 μοριακός

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 8 (ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ) ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 8 (ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ) ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 8 (ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ) ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Με τον όρο αυτό ονοµάζουµε την τεχνική ποιοτικής και ποσοτικής ανάλυσης ουσιών µε βάση το µήκος κύµατος και το ποσοστό απορρόφησης της ακτινοβολίας

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό καθεµιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις - 4 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή

Διαβάστε περισσότερα

ΙΑΜΟΡΙΑΚΕΣ ΥΝΑΜΕΙΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΠΡΟΣΘΕΤΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ

ΙΑΜΟΡΙΑΚΕΣ ΥΝΑΜΕΙΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΠΡΟΣΘΕΤΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΙΑΜΟΡΙΑΚΕΣ ΥΝΑΜΕΙΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΠΡΟΣΘΕΤΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ εσµός Υδρογόνου 1) Τι ονοµάζεται δεσµός υδρογόνου; εσµός ή γέφυρα υδρογόνου : είναι µια ειδική περίπτωση διαµοριακού δεσµού διπόλου-διπόλου,

Διαβάστε περισσότερα

Α ΤΑΞΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Α ΤΑΞΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΑΡΧΗ 1 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Α ΤΑΞΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 23/04/2014 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6) ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α1 έως Α4 να γράψετε στο τετράδιο σας το γράµµα που αντιστοιχεί

Διαβάστε περισσότερα

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή:

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή: 54 Χρόνια ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΣΑΒΒΑΪΔΗ-ΜΑΝΩΛΑΡΑΚΗ ΠΑΓΚΡΑΤΙ : Φιλολάου & Εκφαντίδου 26 : Τηλ.: 2107601470 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 2014 ΘΕΜΑ Α Α1. Πράσινο και κίτρινο φως

Διαβάστε περισσότερα

Νανοτεχνολογία και Ηλεκτρονική Μικροσκοπία

Νανοτεχνολογία και Ηλεκτρονική Μικροσκοπία ΕΚΕΦΕ ΗΜΟΚΡΙΤΟΣ Ινστιτούτο Επιστήµης Υλικών Νανοτεχνολογία και Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Ν. Μπούκος Αυτός ο κόσµος ο µικρός, ο µέγας. Περίγραµµα Εισαγωγή - Κίνητρα Νανοτεχνολογία Σχέση παρασκευής-µικροδοµήςιδιοτήτων

Διαβάστε περισσότερα

Πρόλογος της ελληνικής έκδοσης... v Πρόλογος...vii Λίγα λόγια για τον συγγραφέα...ix Ευχαριστίες...ix

Πρόλογος της ελληνικής έκδοσης... v Πρόλογος...vii Λίγα λόγια για τον συγγραφέα...ix Ευχαριστίες...ix Περιεχόμενα Πρόλογος της ελληνικής έκδοσης... v Πρόλογος...vii Λίγα λόγια για τον συγγραφέα...ix Ευχαριστίες...ix Κεφαλαιο 1: Eισαγωγή... 1 1. ΕΠΙΣΤΗΜΗ, ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΙ ΒΙΟΛΟΓΙΑ... 1 2. ΜΙΑ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

Διαβάστε περισσότερα

ΧΗΜΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ. Να δίδουν τον ορισμό του χημικού δεσμού. Να γνωρίζουν τα είδη των δεσμών. Να εξηγούν το σχηματισμό του ιοντικού ομοιοπολικού δεσμού.

ΧΗΜΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ. Να δίδουν τον ορισμό του χημικού δεσμού. Να γνωρίζουν τα είδη των δεσμών. Να εξηγούν το σχηματισμό του ιοντικού ομοιοπολικού δεσμού. ΧΗΜΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Στο τέλος αυτής της διδακτικής ενότητας οι μαθητές θα πρέπει να μπορούν: Να δίδουν τον ορισμό του χημικού δεσμού. Να γνωρίζουν τα είδη των δεσμών Να εξηγούν το σχηματισμό

Διαβάστε περισσότερα

τα μεταλλικά Μια στρώμα. Για την έννοια πως αν και νανοσωματίδια (με εξάχνωση Al). πρέπει κανείς να τοποθετήσει τα μερικές δεκάδες nm πράγμα

τα μεταλλικά Μια στρώμα. Για την έννοια πως αν και νανοσωματίδια (με εξάχνωση Al). πρέπει κανείς να τοποθετήσει τα μερικές δεκάδες nm πράγμα Φραγή Coulomb σε διατάξεις που περιέχουν νανοσωματίδια. Ι. Φραγή Coulomb σε διατάξεις που περιέχουν μεταλλικά νανοσωματίδια 1. Περιγραφή των διατάξεων Μια διάταξη που περιέχει νανοσωματίδια μπορεί να αναπτυχθεί

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ LASER ΤΜΗΜΑ ΟΠΤΙΚΗΣ & ΟΠΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΑΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ LASER ΤΜΗΜΑ ΟΠΤΙΚΗΣ & ΟΠΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΑΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ LASER ΤΜΗΜΑ ΟΠΤΙΚΗΣ & ΟΠΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΑΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ «Ίσως το φως θα ναι μια νέα τυραννία. Ποιος ξέρει τι καινούρια πράγματα θα δείξει.» Κ.Π.Καβάφης ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ LASER Εισαγωγικές Έννοιες

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην πυρηνοποίηση. http://users.auth.gr/~paloura/ Ομο- & ετερογενής πυρηνοποίηση: αρχικά στάδια ανάπτυξης υλικών ή σχηματισμού νέας φάσης.

Εισαγωγή στην πυρηνοποίηση. http://users.auth.gr/~paloura/ Ομο- & ετερογενής πυρηνοποίηση: αρχικά στάδια ανάπτυξης υλικών ή σχηματισμού νέας φάσης. Εισαγωγή στην πυρηνοποίηση. http://users.auth.gr/~paloura/ Αντικείμενο Ομο- & ετερογενής πυρηνοποίηση: αρχικά στάδια ανάπτυξης υλικών ή σχηματισμού νέας φάσης. Ομογενής πυρηνοποίηση: αυθόρμητος σχηματισμός

Διαβάστε περισσότερα

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014 ΤΑΞΗ: ΜΑΘΗΜΑ: Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ / ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΘΕΜΑ Α Ηµεροµηνία: Κυριακή 13 Απριλίου 2014 ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ 1. ύο µονοχρωµατικές ακτινοβολίες Α και Β µε µήκη κύµατος στο κενό

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο H XHΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ. Χημεία της ζωής 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο H XHΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ. Χημεία της ζωής 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο H XHΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ Χημεία της ζωής 1 2.1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ Η Βιολογία μπορεί να μελετηθεί μέσα από πολλά και διαφορετικά επίπεδα. Οι βιοχημικοί, για παράδειγμα, ενδιαφέρονται περισσότερο

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΗ ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ ΤΩΝ ΝΙΤΡΙΚΩΝ ΙΟΝΤΩΝ ΑΠΟ Y ΑΤΙΚΑ ΙΑΛΥΜΑΤΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΗ ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ ΤΩΝ ΝΙΤΡΙΚΩΝ ΙΟΝΤΩΝ ΑΠΟ Y ΑΤΙΚΑ ΙΑΛΥΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΗ ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ ΤΩΝ ΝΙΤΡΙΚΩΝ ΙΟΝΤΩΝ ΑΠΟ Y ΑΤΙΚΑ ΙΑΛΥΜΑΤΑ Χ. Πολατίδης, Γ. Κυριάκου Τµήµα Χηµικών Μηχανικών, Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο, 54124 Θεσσαλονίκη ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην εργασία αυτή µελετήθηκε

Διαβάστε περισσότερα

National Hellenic Research Foundation. Theoretical and Physical Chemistry Institute

National Hellenic Research Foundation. Theoretical and Physical Chemistry Institute National Hellenic Research Foundation Theoretical and Physical Chemistry Institute Οργανικές Ενώσεις Vis vitallis Wohler August Kekule 1828 1858 Οργανικά Υλικά Προϊόντα Βαφές Προϊόντα πετρελαίου Πλαστικά

Διαβάστε περισσότερα

Η ασβεστοποίηση ως προηγμένη επεξεργασία για τηνεξυγίανση ξγ ητης λυματολάσπης και την μείωση των οσμών

Η ασβεστοποίηση ως προηγμένη επεξεργασία για τηνεξυγίανση ξγ ητης λυματολάσπης και την μείωση των οσμών Η ασβεστοποίηση ως προηγμένη επεξεργασία για τηνεξυγίανση ξγ ητης λυματολάσπης και την μείωση των οσμών ημητριάδης Γεώργιος 2310688380 caohellas@the.forthnet.gr Λυματολάσπη Στόχοι της επεξεργασίας της

Διαβάστε περισσότερα

Δρ. Ιωάννης Καλαμαράς, Διδάκτωρ Χημικός. Όλα τα Σωστό-Λάθος της τράπεζας θεμάτων για τη Χημεία Α Λυκείου

Δρ. Ιωάννης Καλαμαράς, Διδάκτωρ Χημικός. Όλα τα Σωστό-Λάθος της τράπεζας θεμάτων για τη Χημεία Α Λυκείου Όλα τα Σωστό-Λάθος της τράπεζας θεμάτων για τη Χημεία Α Λυκείου 1. Το ιόν του νατρίου, 11Νa +, προκύπτει όταν το άτομο του Na προσλαμβάνει ένα ηλεκτρόνιο. Λ, όταν αποβάλλει ένα ηλεκτρόνιο 2. Σε 2 mol NH3

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΘΕΜΑΤΑ

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ 2002 ΘΕΜΑΤΑ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Σ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΕΜΠΤΗ 6 ΙΟΥΝΙΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΑΙ ΤΩΝ ΥΟ ΚΥΚΛΩΝ): ΦΥΣΙΚΗ

Διαβάστε περισσότερα

Ημερομηνία Ώρα Αίθουσα Δράση Διάλεξη Τίτλος Διδάσκοντες

Ημερομηνία Ώρα Αίθουσα Δράση Διάλεξη Τίτλος Διδάσκοντες Ημερομηνία Ώρα Αίθουσα Δράση Διάλεξη Τίτλος Διδάσκοντες Διάρκεια σε ώρες Δευ 8 Ιουν 015 16:00-0:00 Ε10 1 1 Εισαγωγή στην Τεχνολογία των Υλικών Βελώνια Τρι 9 Ιουν 015 Εφαρμογές υπολογιστικών μεθόδων στην

Διαβάστε περισσότερα

Μοριακά Ηλεκτρονικά. Θερινό Σχολείο 2005 Ν.Γλέζος, Ινστιτούτο Μικροηλεκτρονικής, ΕΚΕΦΕ «ηµόκριτος»

Μοριακά Ηλεκτρονικά. Θερινό Σχολείο 2005 Ν.Γλέζος, Ινστιτούτο Μικροηλεκτρονικής, ΕΚΕΦΕ «ηµόκριτος» Μοριακά Ηλεκτρονικά 1 1. R.Waser, Nanoelectronics and Information Technology, ch.5,20, Wiley-Vch, 2003 2. Davidov, Quantum Mechanics, Pergamon Press, 1973 3. Τραχανάς, Κβαντική Μηχανική ΙΙΙ, Παν. Εκδ.

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ 11. 1 o ιαµοριακές δυνάµεις Καταστάσεις της ύλης Α. ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ Ενδοµοριακές δυνάµεις: Ονοµάζονται οι δυνάµεις που συγκρατούν τα άτο- µα στα µόρια των στοιχείων ή των ενώσεων. Στις ετεροπολικές

Διαβάστε περισσότερα

Οι ιδιότητες των αερίων και καταστατικές εξισώσεις. Θεόδωρος Λαζαρίδης Σημειώσεις για τις παραδόσεις του μαθήματος Φυσικοχημεία Ι

Οι ιδιότητες των αερίων και καταστατικές εξισώσεις. Θεόδωρος Λαζαρίδης Σημειώσεις για τις παραδόσεις του μαθήματος Φυσικοχημεία Ι Οι ιδιότητες των αερίων και καταστατικές εξισώσεις Θεόδωρος Λαζαρίδης Σημειώσεις για τις παραδόσεις του μαθήματος Φυσικοχημεία Ι Τι είναι αέριο; Λέμε ότι μία ουσία βρίσκεται στην αέρια κατάσταση όταν αυθόρμητα

Διαβάστε περισσότερα

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ Διάχυση Η διάχυση είναι το κύριο φαινόμενο με το οποίο γίνεται η παθητική μεταφορά διαμέσου ενός διαχωριστικού φράγματος Γενικά στη διάχυση ένα αέριο ή

Διαβάστε περισσότερα

5. ΤΟ ΠΥΡΙΤΙΟ. Επιμέλεια παρουσίασης Παναγιώτης Αθανασόπουλος Δρ - Χημικός

5. ΤΟ ΠΥΡΙΤΙΟ. Επιμέλεια παρουσίασης Παναγιώτης Αθανασόπουλος Δρ - Χημικός 5. ΤΟ ΠΥΡΙΤΙΟ Επιμέλεια παρουσίασης Παναγιώτης Αθανασόπουλος Δρ - Χημικός Σκοπός του μαθήματος: Να εντοπίζουμε τη θέση του πυριτίου στον περιοδικό πίνακα Να αναφέρουμε τη χρήση του πυριτίου σε υλικά όπως

Διαβάστε περισσότερα

ΦΩΤΟΚΑΤΑΛΥΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ ΣΕ ΘΕΡΜΙΚΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΜΕΝΟ TiO2 ΜΕ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΠΛΑΤΙΝΑΣ

ΦΩΤΟΚΑΤΑΛΥΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ ΣΕ ΘΕΡΜΙΚΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΜΕΝΟ TiO2 ΜΕ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΠΛΑΤΙΝΑΣ ΦΩΤΟΚΑΤΑΛΥΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ ΣΕ ΘΕΡΜΙΚΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΜΕΝΟ Ti ΜΕ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΠΛΑΤΙΝΑΣ Ε. Πουλάκης, Κ. Φιλιππόπουλος Σχολή Χημικών Μηχανικών, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Ηρώων Πολυτεχνείου

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ ΧΗΜΕΙΑΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ 2015-16

ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ ΧΗΜΕΙΑΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ 2015-16 ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ ΧΗΜΕΙΑΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ 205-6 ΔΕΙΚΤΕΣ ΕΠΙΤΥΧΙΑΣ Οι μαθητές και οι μαθήτριες θα πρέπει να είναι σε θέση: ΔΕΙΚΤΕΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ Διδ. περ. Σύνολο διδ.περ.. Η συμβολή της Χημείας στην εξέλιξη του πολιτισμού

Διαβάστε περισσότερα

1.1 ΤΑ ΟΞΕΑ. Επιμέλεια παρουσίασης Παναγιώτης Αθανασόπουλος Δρ - Χημικός

1.1 ΤΑ ΟΞΕΑ. Επιμέλεια παρουσίασης Παναγιώτης Αθανασόπουλος Δρ - Χημικός 1.1 ΤΑ ΟΞΕΑ Επιμέλεια παρουσίασης Παναγιώτης Αθανασόπουλος Δρ - Χημικός Σκοπός του μαθήματος: Να διαπιστώνουμε τον όξινο χαρακτήρα σε προϊόντα καθημερινής χρήσης Να ορίζουμε τα οξέα κατά τον Arrhenius

Διαβάστε περισσότερα

Το μικροσκόπιο ως αναλυτικό όργανο. Το μικροσκόπιο δεν μας δίνει μόνο εικόνες των παρασκευασμάτων μας.

Το μικροσκόπιο ως αναλυτικό όργανο. Το μικροσκόπιο δεν μας δίνει μόνο εικόνες των παρασκευασμάτων μας. Το μικροσκόπιο ως αναλυτικό όργανο. Το μικροσκόπιο δεν μας δίνει μόνο εικόνες των παρασκευασμάτων μας. Η διάκριση των μικροσκοπίων σε κατηγορίες βασίζεται, κατά κύριο λόγο, στην ακτινοβολία που χρησιμοποιούν

Διαβάστε περισσότερα

Μg + 2 HCL MgCl 2 +H 2

Μg + 2 HCL MgCl 2 +H 2 Εργαστηριακή άσκηση 3: Επεξήγηση πειραμάτων: αντίδραση/παρατήρηση: Μέταλλο + νερό Υδροξείδιο του μετάλλου + υδρογόνο Νa + H 2 0 NaOH + ½ H 2 To Na (Νάτριο) είναι αργυρόχρωμο μέταλλο, μαλακό, κόβεται με

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ηλεκτρικό Ρεύμα Μέρος 1 ο

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ηλεκτρικό Ρεύμα Μέρος 1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ηλεκτρικό Ρεύμα Μέρος 1 ο Βασίλης Γαργανουράκης Φυσική ήγ Γυμνασίου Εισαγωγή Στο προηγούμενο κεφάλαιο μελετήσαμε τις αλληλεπιδράσεις των στατικών (ακίνητων) ηλεκτρικών φορτίων. Σε αυτό το κεφάλαιο

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΥΛΙΚΑ & ΣΧΕΔΙΑΣΗ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΥΛΙΚΑ & ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΥΛΙΚΑ & ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΙΣ Θερμική ενέργεια Q και Ισχύς Ρ Όταν μια αντίσταση R διαρρέεται από ρεύμα Ι για χρόνο t, τότε παράγεται θερμική ενέργεια Q. Για το συνεχές ρεύμα η ισχύς

Διαβάστε περισσότερα

f = c p + 2 (1) f = 3 1 + 2 = 4 (2) x A + x B + x C = 1 (3) x A + x B + x Γ = 1 3-1

f = c p + 2 (1) f = 3 1 + 2 = 4 (2) x A + x B + x C = 1 (3) x A + x B + x Γ = 1 3-1 ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΦΑΣΕΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΟΛΛΩΝ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ ΑΜΟΙΒΑΙΑ ΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑ Θέµα ασκήσεως Προσδιορισµός καµπύλης διαλυτότητας σε διάγραµµα φάσεων συστήµατος τριών υγρών συστατικών που το ένα ζεύγος παρουσιάζει περιορισµένη

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13 LASER. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Ενίσχυση Φωτός με Επαγόμενη Εκπομπή Ακτινοβολίας

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13 LASER. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Ενίσχυση Φωτός με Επαγόμενη Εκπομπή Ακτινοβολίας ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13 Μαρία Κατσικίνη katsiki@auth.gr users.auth.gr/~katsiki Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Ενίσχυση Φωτός με Επαγόμενη Εκπομπή Ακτινοβολίας wikipedia Το πρώτο κατασκευάστηκε

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Μεταφορά Θερμότητας

Εισαγωγή στην Μεταφορά Θερμότητας Εισαγωγή στην Μεταφορά Θερμότητας ΜΜΚ 312 Μεταφορά Θερμότητας Τμήμα Μηχανικών Μηχανολογίας και Κατασκευαστικής Διάλεξη 1 MMK 312 Μεταφορά Θερμότητας Κεφάλαιο 1 1 Μεταφορά Θερμότητας - Εισαγωγή Η θερμότητα

Διαβάστε περισσότερα

Ισορροπία στη σύσταση αέριων συστατικών

Ισορροπία στη σύσταση αέριων συστατικών Ισορροπία στη σύσταση αέριων συστατικών Για κάθε αέριο υπάρχουν μηχανισμοί παραγωγής και καταστροφής Ρυθμός μεταβολής ενός αερίου = ρυθμός παραγωγής ρυθμός καταστροφής Όταν: ρυθμός παραγωγής = ρυθμός καταστροφής

Διαβάστε περισσότερα

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd Email : stvrentzou@gmail.com

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd Email : stvrentzou@gmail.com 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ Σκοπός Στο δεύτερο κεφάλαιο θα εισαχθεί η έννοια του ηλεκτρικού ρεύματος και της ηλεκτρικής τάσης,θα μελετηθεί ένα ηλεκτρικό κύκλωμα και θα εισαχθεί η έννοια της αντίστασης.

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρική Αγωγιμότητα των μεταλλικών Υλικών

Ηλεκτρική Αγωγιμότητα των μεταλλικών Υλικών Τα αγώγιμα υλικά Ηλεκτρική Αγωγιμότητα των μεταλλικών Υλικών Mακροσκοπικά η ηλεκτρική συμπεριφορά των υλικών είναι: Τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινηθούν ελεύθερα στο κρυσταλλικό πλέγμα I=V/R {R=ρL/S, σ=1/ρ

Διαβάστε περισσότερα

2.3 ΜΕΡΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ. Επιμέλεια παρουσίασης Παναγιώτης Αθανασόπουλος Δρ - Χημικός

2.3 ΜΕΡΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ. Επιμέλεια παρουσίασης Παναγιώτης Αθανασόπουλος Δρ - Χημικός 2.3 ΜΕΡΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ Επιμέλεια παρουσίασης Παναγιώτης Αθανασόπουλος Δρ - Χημικός Σκοπός του μαθήματος: Να επισημαίνουμε τη θέση των μετάλλων στον περιοδικό πίνακα των στοιχείων. Να αναφέρουμε

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Πατρών Πολυτεχνική σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών Ακαδημαϊκό Έτος 2007-20082008 Μάθημα: Οικονομία Περιβάλλοντος για Οικονομολόγους Διδάσκων:Σκούρας Δημήτριος ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ

ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Εδαφικά κολλοειδή Ανόργανα ορυκτά (άργιλος) ή οργανική ουσία (χούμος) με διάμετρο μικρότερη από 0,001 mm ή 1μ ανήκουν στα κολλοειδή. Ηάργιλος(

Διαβάστε περισσότερα

ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ

ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ Ορισµός ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ - Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία µικρού µήκους κύµατος (10-5 - 100 Å) - Συνήθως χρησιµοποιούνται ακτίνες Χ µε µήκος κύµατος 0.1-25

Διαβάστε περισσότερα

Φάσµατα άνθρακα-13 ( 13 C NMR)

Φάσµατα άνθρακα-13 ( 13 C NMR) Φάσµατα άνθρακα-3 ( 3 NMR) I = ½ Φυσική αφθονία.% γ και µ Ευαισθησία Τ Χηµική µετατόπιση Ενταση κορυφών Φάσµατα ~ 4 φορές µικρότερα του πρωτονίου ~ 64 µικρότερη του πρωτονίου µεγαλύτερος από εκείνον του

Διαβάστε περισσότερα

ΧΗΜΕΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 2004

ΧΗΜΕΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 2004 ΧΗΜΕΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 004 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1ο Για τις ερωτήσεις 1.1 και 1. να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα

Διαβάστε περισσότερα

Συνδυασµός Θερµοχηµικής και Βιοχηµικής

Συνδυασµός Θερµοχηµικής και Βιοχηµικής Εθνικό Κέντρο Έρευνας & Τεχνολογικής Ανάπτυξης Ινστιτούτο Τεχνολογίας & Εφαρµογών Στερεών Καυσίµων (ΕΚΕΤΑ / ΙΤΕΣΚ) Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Εργαστήριο Ατµοπαραγωγών & Θερµικών Εγκαταστάσεων (ΕΜΠ / ΕΑ&ΘΕ

Διαβάστε περισσότερα

dq dt μεταβολή θερμοκρασίας C = C m ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ J mole Θερμικές ιδιότητες Θερμοχωρητικότητα

dq dt μεταβολή θερμοκρασίας C = C m ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ J mole Θερμικές ιδιότητες Θερμοχωρητικότητα ΥΛΙΚΑ Ι ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ 7 κές Ιδιότητες ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ κές ιδιότητες Θερμοχωρητικότητα κή διαστολή κή αγωγιμότητα γμ κή τάση Θερμοχωρητικότητα Η θερμοχωρητικότητα

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΥΜΑΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΥΜΑΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ: Μέτρηση της έντασης της (συνήθως) ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με (φωτοηλεκτρικούς ήάλλους κατάλληλους) μεταλλάκτες, μετάτην αλληλεπίδραση της με

Διαβάστε περισσότερα

Η βιολογική κατάλυση παρουσιάζει παρουσιάζει ορισμένες ορισμένες ιδιαιτερότητες ιδιαιτερότητες σε

Η βιολογική κατάλυση παρουσιάζει παρουσιάζει ορισμένες ορισμένες ιδιαιτερότητες ιδιαιτερότητες σε Η βιολογική κατάλυση παρουσιάζει ορισμένες ιδιαιτερότητες σε σχέση με τη μη βιολογική που οφείλονται στη φύση των βιοκαταλυτών Οι ιδιαιτερότητες αυτές πρέπει να παίρνονται σοβαρά υπ όψη κατά το σχεδιασμό

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΙV: ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΙΑ ΙΚΑΣΙΩΝ ΕΜΒΑΘΥΝΣΗ: ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΕΣ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΙV:

Διαβάστε περισσότερα

Γέφυρα μεταξύ της έρευνας στη σύγχρονη φυσική και της επιχειρηματικότητας στον τομέα της νανοτεχνολογίας. Κβαντική Φυσική

Γέφυρα μεταξύ της έρευνας στη σύγχρονη φυσική και της επιχειρηματικότητας στον τομέα της νανοτεχνολογίας. Κβαντική Φυσική Γέφυρα μεταξύ της έρευνας στη σύγχρονη φυσική και της επιχειρηματικότητας στον τομέα της νανοτεχνολογίας Κβαντική Φυσική Η φυσική των πολύ μικρών στοιχείων με τις μεγάλες εφαρμογές Μέρος 2 ΚΒΑΝΤΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

Διαβάστε περισσότερα

Σύσταση του αυγού Λευκό Κρόκος Βάρος 38 g 17 g Πρωτείνη 3,9 g 2,7 g Υδατάνθρακες 0,3 g 0,3 g Λίπος 0 6 g Χοληστερόλη 0 213 mg

Σύσταση του αυγού Λευκό Κρόκος Βάρος 38 g 17 g Πρωτείνη 3,9 g 2,7 g Υδατάνθρακες 0,3 g 0,3 g Λίπος 0 6 g Χοληστερόλη 0 213 mg Αυγό Τα αυγά αποτελούνται από το κέλυφος (10 %), το ασπράδι ή λευκό (50-60 %), τον κρόκο ή κίτρινο (30 %). Το κέλυφος αποτελείται κατά 95 % από ανόργανα συστατικά όπως ανθρακικό ασβέστιο, ανθρακικό μαγνήσιο

Διαβάστε περισσότερα

Osmotic effects of hard spheres on star polymer glasses Οσμωτικές επιδράσεις σκληρών σφαιρών σε υάλους ατεροειδών πολυμερών

Osmotic effects of hard spheres on star polymer glasses Οσμωτικές επιδράσεις σκληρών σφαιρών σε υάλους ατεροειδών πολυμερών Osmotic effects of hard spheres on star polymer glasses Οσμωτικές επιδράσεις σκληρών σφαιρών σε υάλους ατεροειδών πολυμερών Τελική έκθεση προόδου Επιστημονικός Υπεύθυνος: Δ. Βλασσόπουλος Συνεργάτες: D.

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ: ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΕΡΑ

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ: ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΕΡΑ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ: ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΕΡΑ Χρήσεις: Ξήρανση γεωργικών προϊόντων Θέρµανση χώρων dm Ωφέλιµη ροή θερµότητας: Q = c Τ= ρ qc( T2 T1) dt ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΕΠΙΚΑΛΥΨΗΣ ΗΛΙΑΚΗ ΨΥΧΡΟΣ ΑΕΡΑΣ ΘΕΡΜΟΣ ΑΕΡΑΣ Τ 1 Τ 2 ΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ

Διαβάστε περισσότερα

Το πιο μικρό και συμπαγές LASER μεγάλης ισχύος για την φυσικοθεραπεία και την φυσική αποκατάσταση

Το πιο μικρό και συμπαγές LASER μεγάλης ισχύος για την φυσικοθεραπεία και την φυσική αποκατάσταση Το πιο μικρό και συμπαγές LASER μεγάλης ισχύος για την φυσικοθεραπεία και την φυσική αποκατάσταση Χημικοί Μηχανισμοί Παραγωγή εξ επαγωγής, φωτο-χημικών φαινομένων φωτο-ευαισθητοποίησης και φωτο-απομάκρυνσης.

Διαβάστε περισσότερα

Μελέτη Λεπτών Υµενίων MgCl2 Πάνω Στην Αναδοµηµένη Επιφάνεια Si(111)7x7 Με Επιφανειακά Ευαίσθητες Τεχνικές

Μελέτη Λεπτών Υµενίων MgCl2 Πάνω Στην Αναδοµηµένη Επιφάνεια Si(111)7x7 Με Επιφανειακά Ευαίσθητες Τεχνικές UNIVERSITY of PATRAS Μελέτη Λεπτών Υµενίων MgCl2 Πάνω Στην Αναδοµηµένη Επιφάνεια Si(111)7x7 Με Επιφανειακά Ευαίσθητες Τεχνικές ιπλωµατική εργασία ΣΥΚΑΡΗ ΒΙΟΛΕΤΑ Επιβλέπων καθηγητής ΛΑ ΑΣ ΣΠΥΡΙ ΩΝ ΠΑΤΡΑ

Διαβάστε περισσότερα

Π. Κοράλλη 1, S. Fiat 4, Μ. Κομπίτσας 2, İ. Polat 3, E. Bacaksiz 3 και Δ. Ε. Μανωλάκος 1

Π. Κοράλλη 1, S. Fiat 4, Μ. Κομπίτσας 2, İ. Polat 3, E. Bacaksiz 3 και Δ. Ε. Μανωλάκος 1 ΝΕΑ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΓΙΑ ΧΑΜΗΛΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ & ΥΨΗΛΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Π. Κοράλλη 1, S. Fiat 4, Μ. Κομπίτσας 2, İ. Polat 3, E. Bacaksiz 3 και Δ. Ε. Μανωλάκος 1 1 Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών,

Διαβάστε περισσότερα

ΟΡΓΑΝΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΜΕ ΕΥΕΛΙΞΙΑ ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗΣ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ

ΟΡΓΑΝΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΜΕ ΕΥΕΛΙΞΙΑ ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗΣ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ ΟΡΓΑΝΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΜΕ ΕΥΕΛΙΞΙΑ ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗΣ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ Μαρία Τρυπαναγνωστοπούλου Πανεπιστήμιο Πατρών Ιωάννης Κούτσελας Πανεπιστήμιο Πατρών ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ο κτιριακός τομέας αποτελεί έναν από τους πλέον σημαντικούς

Διαβάστε περισσότερα

ΣΥΝΘΕΣΗ ΝΑΝΟΠΟΡΩΔΩΝ ΔΟΜΩΝ ΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΑΛΟΥΜΙΝΙΟΥ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΗΣ ΑΝΟΔΙΩΣΗΣ. Ν. Λυμπέρη, Σ. Σπανού, Ε.Α. Παυλάτου

ΣΥΝΘΕΣΗ ΝΑΝΟΠΟΡΩΔΩΝ ΔΟΜΩΝ ΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΑΛΟΥΜΙΝΙΟΥ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΗΣ ΑΝΟΔΙΩΣΗΣ. Ν. Λυμπέρη, Σ. Σπανού, Ε.Α. Παυλάτου ΣΥΝΘΕΣΗ ΝΑΝΟΠΟΡΩΔΩΝ ΔΟΜΩΝ ΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΑΛΟΥΜΙΝΙΟΥ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΗΣ ΑΝΟΔΙΩΣΗΣ Ν. Λυμπέρη, Σ. Σπανού, Ε.Α. Παυλάτου Εργαστήριο Γενικής Χημείας, Σχολή Χημικών Μηχανικών, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Ηρώων

Διαβάστε περισσότερα

Νέα Οπτικά Μικροσκόπια

Νέα Οπτικά Μικροσκόπια Νέα Οπτικά Μικροσκόπια Αντίθεση εικόνας (contrast) Αντίθεση πλάτους Αντίθεση φάσης Αντίθεση εικόνας =100 x (Ι υποβ -Ι δειγμα )/ Ι υποβ Μικροσκοπία φθορισμού (Χρησιμοποιεί φθορίζουσες χρωστικές για το

Διαβάστε περισσότερα

Σε γαλάζιο φόντο ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ (2013 2014) Σε μαύρο φόντο ΘΕΜΑΤΑ ΕΚΤΟΣ ΔΙΔΑΚΤΕΑΣ ΥΛΗΣ (2013-2014)

Σε γαλάζιο φόντο ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ (2013 2014) Σε μαύρο φόντο ΘΕΜΑΤΑ ΕΚΤΟΣ ΔΙΔΑΚΤΕΑΣ ΥΛΗΣ (2013-2014) > Φυσική Γ Γυμνασίου >> Αρχική σελίδα ΗΛΕΚΤΡΙΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙΙ ΦΟΡΤΙΙΟ ΕΕρρωττήήσσεει ιςς ΑΑσσκκήήσσεει ιςς χχωρρί ίςς ααππααννττήήσσεει ιςς (σελ. 1) ΕΕρρωττήήσσεει ιςς ΑΑσσκκήήσσεει ιςς μμεε ααππααννττήήσσεει

Διαβάστε περισσότερα

Λουκάς Βλάχος Καθηγητής αστροφυσικής. http://www.physics.auth.gr valhos@astro.auth.gr

Λουκάς Βλάχος Καθηγητής αστροφυσικής. http://www.physics.auth.gr valhos@astro.auth.gr Λουκάς Βλάχος Καθηγητής αστροφυσικής http://www.physics.auth.gr valhos@astro.auth.gr Εισαγωγή Δεξιότητες του σύγχρονου φυσικού Οι τομείς και οι κατευθύνσεις στο Τμήμα φυσικής Τα μεταπτυχιακά Γιατί να σπουδάσω

Διαβάστε περισσότερα

5. Να βρείτε τον ατομικό αριθμό του 2ου μέλους της ομάδας των αλογόνων και να γράψετε την ηλεκτρονιακή δομή του.

5. Να βρείτε τον ατομικό αριθμό του 2ου μέλους της ομάδας των αλογόνων και να γράψετε την ηλεκτρονιακή δομή του. Ερωτήσεις στο 2o κεφάλαιο από τράπεζα θεμάτων 1. α) Ποιος είναι ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορεί να πάρει κάθε μία από τις στιβάδες: K, L, M, N. β) Ποιος είναι ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΣΗΣΗ 5

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΣΗΣΗ 5 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΦΥΣΙΚΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΣΗΣΗ 5 Προσδιορισµός του ύψους του οραικού στρώµατος µε τη διάταξη lidar. Μπαλής

Διαβάστε περισσότερα

3.2 ΧΗΜΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

3.2 ΧΗΜΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd Email : stvrentzou@gmail.com 3.2 ΧΗΜΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ 1 Λέξεις κλειδιά: Ηλεκτρολυτικά διαλύματα, ηλεκτρόλυση,

Διαβάστε περισσότερα

Κατασκευή ολοκληρωµένων κυκλωµάτων και Κανόνες Σχεδίασης

Κατασκευή ολοκληρωµένων κυκλωµάτων και Κανόνες Σχεδίασης 3 η Θεµατική Ενότητα : Κατασκευή ολοκληρωµένων κυκλωµάτων και Κανόνες Σχεδίασης Επιµέλεια διαφανειών:. Μπακάλης Κατασκευή δίσκου πυριτίου Κατασκευή ICs και Κανόνες Σχεδίασης 2 Κατασκευή ολοκληρωµένων κυκλωµάτων

Διαβάστε περισσότερα

Ανάλυση µε έγχυση του δείγµατος σε συνεχή ροή (Flow Injection Analysis, FIA)

Ανάλυση µε έγχυση του δείγµατος σε συνεχή ροή (Flow Injection Analysis, FIA) Ανάλυση µε έγχυση του δείγµατος σε συνεχή ροή (Flow Injection Analysis, FIA) H ιστορική εξέλιξη των αυτόµατων µεθόδων ανάλυσης Κλασική ανάλυση Ασυνεχής αυτόµατη ανάλυση Ανάλυση συνεχούς ροής? Τα πλεονεκτήµατα

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ (SPECTROMETRIC TECHNIQUES)

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ (SPECTROMETRIC TECHNIQUES) ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ (SPECTROMETRIC TECHNIQUES) ΑΘΗΝΑ, ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2014 ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ Στηρίζονται στις αλληλεπιδράσεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με την ύλη. Φασματομετρία=

Διαβάστε περισσότερα

ΣΥΓΚΡIΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΩΝ Ir KAI Ir-Ru ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΕ ΚΕΛΙΑ ΠΡΩΤΟΝΙΑΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ. Πατρών, 26504, Πάτρα.

ΣΥΓΚΡIΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΩΝ Ir KAI Ir-Ru ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΕ ΚΕΛΙΑ ΠΡΩΤΟΝΙΑΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ. Πατρών, 26504, Πάτρα. 9 ο ΠΕΣΧΜ: Η Συμβολή της Χημικής Μηχανικής στην Αειφόρο Ανάπτυξη ΣΥΓΚΡIΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΩΝ Ir KAI Ir-Ru ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΕ ΚΕΛΙΑ ΠΡΩΤΟΝΙΑΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ Α. Γκούσεβ 1, Α. Κατσαούνης 1 και

Διαβάστε περισσότερα

Λαµπρότερα Lasers στην τεχνολογία του αύριο

Λαµπρότερα Lasers στην τεχνολογία του αύριο Λαµπρότερα Lasers στην τεχνολογία του αύριο Επιστήµονες και µηχανικοί από όλη την Ευρώπη έχουν ενώσει τις δυνάµεις τους σε µία µοναδική κοινή προσπάθεια µε στόχο την ανάπτυξη µιας νέας γενιάς lasers υψηλής

Διαβάστε περισσότερα

Νέα µέθοδος προσδιορισµού κατανοµής µεγέθους πόρων για νανοπορώδη υλικά

Νέα µέθοδος προσδιορισµού κατανοµής µεγέθους πόρων για νανοπορώδη υλικά ΑΚΜΩΝ Νέα µέθοδος προσδιορισµού κατανοµής µεγέθους πόρων για νανοπορώδη υλικά Νέα µέθοδος προσδιορισµού κατανοµής µεγέθους πόρων για νανοπορώδη υλικά Τα πορώδη υλικά αποτελούν µια πολύ σηµαντική κατηγορία

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΠΟΡΩΔΟΥΣ ΔΟΜΗΣ ΠΟΛΥΟΛΕΦΙΝΩΝ ΣΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΙΜΩΝ ΜΗ-ΥΦΑΣΜΕΝΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ, Πάτρα

ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΠΟΡΩΔΟΥΣ ΔΟΜΗΣ ΠΟΛΥΟΛΕΦΙΝΩΝ ΣΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΙΜΩΝ ΜΗ-ΥΦΑΣΜΕΝΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ, Πάτρα ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΠΟΡΩΔΟΥΣ ΔΟΜΗΣ ΠΟΛΥΟΛΕΦΙΝΩΝ ΣΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΙΜΩΝ ΜΗ-ΥΦΑΣΜΕΝΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ Ε. Μοσχοπούλου 1,2, Ι. Μπούνος 1, Θ. Ιωαννίδης 1, Γ. Βογιατζής 1 1 ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ, Πάτρα 2 Τμήμα Χημικών

Διαβάστε περισσότερα

Εφαρμογές της αυτο-οργανωσης και συγκρότησης υπερμοριaκών βιολογικών δομών (self-assembly) στην επιστήμη των υλικών (ΒΙΟΜΙΜΗΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ)

Εφαρμογές της αυτο-οργανωσης και συγκρότησης υπερμοριaκών βιολογικών δομών (self-assembly) στην επιστήμη των υλικών (ΒΙΟΜΙΜΗΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ) Εφαρμογές της αυτο-οργανωσης και συγκρότησης υπερμοριaκών βιολογικών δομών (self-assembly) στην επιστήμη των υλικών (ΒΙΟΜΙΜΗΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ) (self-assembly) Χρησιμοποίηση της ιδέας του lego XAPAΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ

Διαβάστε περισσότερα

ΧΗΜΙΚΗ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗ Σ' όλα τα επίπεδα και σ' όλα τα περιβάλλοντα, η χηµική αποσάθρωση εξαρτάται οπό την παρουσία νερού καθώς και των στερεών και αερίων

ΧΗΜΙΚΗ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗ Σ' όλα τα επίπεδα και σ' όλα τα περιβάλλοντα, η χηµική αποσάθρωση εξαρτάται οπό την παρουσία νερού καθώς και των στερεών και αερίων ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗ Η αποσάθρωση ορίζεται σαν η διάσπαση και η εξαλλοίωση των υλικών κοντά στην επιφάνεια της Γης, µε τοσχηµατισµό προιόντων που είναι σχεδόν σε ισορροπία µε τηνατµόσφαιρα, την υδρόσφαιρα και τη

Διαβάστε περισσότερα

Γενικά για µικροκύµατα. ηµιουργία ηλεκτροµαγνητικών κυµάτων.

Γενικά για µικροκύµατα. ηµιουργία ηλεκτροµαγνητικών κυµάτων. ρ. Χ. Βοζίκης Εργαστήριο Φυσικής ΙΙ 5 1. Άσκηση 1 Γενικά για µικροκύµατα. ηµιουργία ηλεκτροµαγνητικών κυµάτων. 1.1 Εισαγωγή Τα µικροκύµατα είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία όπως το ορατό φώς, οι ακτίνες

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΧΑΛΚΙ ΑΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΧΑΛΚΙ ΑΣ Ενεργειακές µετρήσεις σε κτήρια, κέλυφος Χρήση θερµοκάµερας, διαπίστωση και προσδιορισµός απωλειών από θερµογέφυρες. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΧΑΛΚΙ ΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ Ενεργειακές Μετρήσεις σε

Διαβάστε περισσότερα

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ε π α ν α λ η π τ ι κ ά θ έ µ α τ α 0 0 5 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 1 ΘΕΜΑ 1 o Για τις ερωτήσεις 1 4, να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που

Διαβάστε περισσότερα

Ατομική μονάδα μάζας (amu) ορίζεται ως το 1/12 της μάζας του ατόμου του άνθρακα 12 6 C.

Ατομική μονάδα μάζας (amu) ορίζεται ως το 1/12 της μάζας του ατόμου του άνθρακα 12 6 C. 4.1 Βασικές έννοιες Ατομική μονάδα μάζας (amu) ορίζεται ως το 1/12 της μάζας του ατόμου του άνθρακα 12 6 C. Σχετική ατομική μάζα ή ατομικό βάρος λέγεται ο αριθμός που δείχνει πόσες φορές είναι μεγαλύτερη

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ (2000-2011) Χημεία Γ Λυκείου. Υπεύθυνη καθηγήτρια: Ε. Ατσαλάκη

ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ (2000-2011) Χημεία Γ Λυκείου. Υπεύθυνη καθηγήτρια: Ε. Ατσαλάκη Υπεύθυνη καθηγήτρια: Ε. Ατσαλάκη ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ (2000-2011) Χημεία Γ Λυκείου Α) Να επιλέξετε σε κάθε μία από τις παρακάτω προτάσεις τη σωστή απάντηση: 1. To στοιχείο που περιέχει

Διαβάστε περισσότερα