Без темы
<<  Кировская область в годы Великой Отечественной войны Кластеры к урокам  >>
Кластеры
Кластеры
Цели, задачи и методы исследования
Цели, задачи и методы исследования
Кластер
Кластер
Общие сведения
Общие сведения
Разнообразие кластерных структур
Разнообразие кластерных структур
Классификация путей образования кластеров
Классификация путей образования кластеров
Другая классификация образования кластеров
Другая классификация образования кластеров
Применение кластеров
Применение кластеров
Промышленное применение кластеров
Промышленное применение кластеров
Промышленное применение кластеров
Промышленное применение кластеров
Связь нанотехнологий и живой природы
Связь нанотехнологий и живой природы
Выводы
Выводы
Список использованной литературы
Список использованной литературы

Презентация: «Кластеры». Автор: Саша. Файл: «Кластеры.ppt». Размер zip-архива: 2488 КБ.

Кластеры

содержание презентации «Кластеры.ppt»
СлайдТекст
1 Кластеры

Кластеры

Выполнил ученик 10 АВ класса Сурченко А. Руководитель: учитель физики Руднева Е.Н.

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Лицей №1»

Тула, 2013

2 Цели, задачи и методы исследования

Цели, задачи и методы исследования

Цель – изучение понятия «кластер», его классификации и областей применения. Задачи: - изучить понятие «кластер», историю появления термина, свойства кластеров; - проанализировать различные способы классификации путей образования кластеров; - изучить области применения кластеров; - исследовать связь нанотехнологий и живой природы. Методы научного исследования: изучение и анализ научной и научно-популярной литературы.

3 Кластер

Кластер

История появления термина

Кластер - это группа из небольшого (счетного) и, вообще говоря, переменного числа взаимодействующих частиц (атомов, молекул, ионов).

Термин впервые появился в 1937 году в работах Дж.Е.Майера по статистической механике неидеальных газов. Первоначально он означал группу атомов и молекул, выделяемую в газе по определенным формально-математическим признакам.

Однако вскоре благодаря Я.И.Френккелю, стало ясно, что при описании неидеальных газов, и особенно предпереходных состояний, можно опираться на представление о действительном образовании групп или агрегатов, молекул.

Строгая теория неидеальных газов, основанная на представлении о физических кластерах, была развита в статистической механике Т.Хиллом в 1955 году.

4 Общие сведения

Общие сведения

Свойства кластеров

Изучение кластеров началось с неживой природы, и только затем учёные обратили внимание на то, что в живой природе кластеры имеют весьма широкое распространение. Более того - без кластерной организации биологических материалов жизнь вообще не могла бы существовать.

Свойства кластеров кардинально отличаются от свойств макроскопических объемов материалов того же состава. Из нанокластеров, как из крупных строительных блоков, можно целенаправленно конструировать новые материалы с заранее заданными свойствами и использовать их в каталитических реакциях, для разделения газовых смесей и хранения газов. Большой интерес представляют магнитные кластеры, состоящие из атомов переходных металлов, лантиноидов, актиноидов. Эти кластеры обладают собственным магнитным моментом, что позволяет управлять их свойствами с помощью внешнего магнитного поля. Наномагниты представляют интерес при проектировании процессоров для квантовых компьютеров.

5 Разнообразие кластерных структур

Разнообразие кластерных структур

Разнообразие типов кластеров определяется возможностью сочетания различных сред и способов стабилизации с множеством вариантов построения тела кластера из частиц той или иной природы.

6 Классификация путей образования кластеров

Классификация путей образования кластеров

Существует два общих пути образования кластеров — агрегация в кластер одиночных («мономерных») частиц или кластеров меньшего размера и дезагрегация до кластеров больших коллективов взаимодействующих частиц. Самый наглядный и в то же время самый важный пример агрегативного пути образования кластеров — зарождение новой фазы. Это частный случай весьма общей категории процессов качественного изменения структуры; для всех таких процессов характерно первоначальное возникновение зародышей новой структуры в недрах старой. Образование кластеров путем дезагрегации больших коллективов частиц возможно при испарении конденсированных фаз, а также при растворении твердых веществ в жидкостях и плотных газах. Кластеры в этом случае могут быть либо промежуточными формами на пути образования новой фазы, либо гетерофазными флюктуациями, характеризующими предпереходное состояние.

7 Другая классификация образования кластеров

Другая классификация образования кластеров

Процессы образования кластеров могут быть классифицированы и иначе — по тому, равновесной или неравновесной является система, в которой кластеры возникают и существуют. Такое деление имеет смысл именно при рассмотрении систем в целом; оно позволяет увидеть физико-химические причины, обусловливающие возникновение кластеров в обоих этих случаях.

Образование кластеров, находящихся в равновесии с материнской средой, есть попросту условие наибольшей устойчивости этой среды: это обеспечивает минимальность свободной энергии данных систем.

В неравновесных системах кластеры образуются (и исчезают) в качестве некоторых переходных форм на пути системы из одного состояния в другое.

8 Применение кластеров

Применение кластеров

Нанокластеры получили широкое промышленное применение в производстве принципиально новых материалов и покрытий, парфюмерии.

Одной из важнейших областей применения нанокластеров является медицина, прежде всего диагностика раковых опухолей.

9 Промышленное применение кластеров

Промышленное применение кластеров

Аэрогели

Аэрогели — класс материалов, представляющих собой гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной. Гели — системы, состоящие из высокомолекулярных и низкомолекулярных веществ. Наличие трёхмерного полимерного каркаса (сетки) сообщает гелям механические свойства твердых тел: - отсутствие текучести; - способность сохранять форму; - прочность; - способность к деформации (пластичность и упругость). Аэрогели обладают рекордно низкой плотностью и демонстрируют ряд уникальных свойств: твёрдость, прозрачность, жаропрочность, чрезвычайно низкую теплопроводность и т.д.

10 Промышленное применение кластеров

Промышленное применение кластеров

Аэрогели

На ощупь аэрогели напоминают легкую, но твердую пену, что-то вроде пенопласта. При сильной нагрузке аэрогель трескается, но в целом это весьма прочный материал — образец аэрогеля может выдержать нагрузку в 2000 раз больше собственного веса.

Аэрогели, в особенности кварцевые — хорошие теплоизоляторы. Они также очень гигроскопичны. По внешнему виду аэрогели полупрозрачны. Распространены кварцевые аэрогели, им также принадлежит текущий рекорд по самой малой плотности у твердых тел — 1,9 кг/м?, это в 500 раз меньше плотности воды и всего в 1,5 раза больше плотности воздуха.

11 Связь нанотехнологий и живой природы

Связь нанотехнологий и живой природы

Для нанотехнологий в целом характерно использование «достижений» живой природы, сформировавшихся за миллионы лет эволюции.

Например, лист лотоса, покрытый «нанокочками», послужил образцом для создания самоочищающегося стекла: капли воды больше таких «нанопупырышек» и остаются лежать на них, не растекаясь по стеклу и не смачивая его. Внешне стекло остается прозрачным. Такое покрытие может быть также использовано в микроустройствах для уменьшения трения.

12 Выводы

Выводы

Создание и разработка нанотехнологий играют важную роль в развитии современной науки и техники. Одной из наиболее перспективных областей научно-технического развития является разработка кластерных технологий. Кластеры – группы частиц (атомов, молекул или ионов), выделяемых по общим свойствам и признакам. Из них, как из строительных блоков, можно конструировать новые материалы с заданными свойствами. Кластерные технологии нашли широкое применение в промышленности, медицине, парфюмерии. Эта область развития науки и техники изобилует открытиями и достижениями, позволяя постоянно расширять сферу применения кластерных нанотехнологий.

13 Список использованной литературы

Список использованной литературы

Губин С.П. Химия кластеров.-М.: Наука, 1987 г. 426 c http://spkurdyumov.narod.ru/ELENIN.htm http://nano-edu.ulsu.ru/w/index.php/ http://thesaurus.rusnano.com/wiki/article947 http://beams.chem.msu.ru/proectu3.html Калинников В.Т., Ракитин Ю.В. Введение в магнетохимию.-М.: Наука, 1980 г. 383 c.

«Кластеры»
http://900igr.net/prezentacija/geografija/klastery-209641.html
cсылка на страницу

Без темы

1126 презентаций
Урок

География

196 тем
Слайды