Получение композиционных материалов
Место наноматериалов и нанокомпозитов в группе композиционных материалов, их типы, свойства, назначение. Способы создания нанообъектов. Преимущества золь-гель процесса перед другими методами синтеза неорганических оксидных материалов, применение аэрогеля.
Рубрика | Химия |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.04.2015 |
Размер файла | 103,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Введение
- 1.Наноматериалы
- 2.Гибридные материалы
- 3. Золь-гель технология
- 4. Получение нанокомпозитов через аэрогели
- Применение
- Литература
Введение
Композиционный материал, композит - искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с чёткой границей раздела между ними. В большинстве композитов (за исключением слоистых) компоненты можно разделить на матрицу или связующее, и включённые в неё армирующие элементы или наполнители. В композитах конструкционного назначения армирующие элементы обычно обеспечивают необходимые механические характеристики материала (прочность, жёсткость и т. д.), а матрица обеспечивает совместную работу армирующих элементов и защиту их от механических повреждений и агрессивной химической среды. Также композитами принято называть многокомпонентные системы, которые состоят из полимерной, металлической, углеродной, керамической или другой основы (матрицы), армированной наполнителями из волокон, нитевидных кристаллов, тонкодисперсных частиц и т.д. Использование композиционных материалов в различных инженерных приложениях стало почти искусством. Неорганические неметаллические материалы, такие как стекло или керамику, люди получали тысячи лет, из твердых веществ, с применением высоких температур. В качестве сырья использовались природные минералы, и обработка этих материалов обычно включала измельчение твердых исходных веществ, и спекание их смеси при температурах, превышающих 7000С. В частности, оксидная керамика и стекло привлекают к себе внимание в последние столетия в связи с их тепловой долговечностью и химической инертностью. Их обычно получают из оксидных минералов путем смешивания с различными добавками, для получения заданных композиций. Высокие температуры, как правило, необходимы для этих твердофазных реакций, так как исходное сырье используется в виде порошков, и они вступают в реакцию в твердом состоянии или в расплавах с образованием конечного продукта. Образование продукта в твердом состоянии возможно только, если ионные компоненты диффундируют через зерна материала. Для этого им приходится преодолевать достаточно высокие силы связи в кристаллах, для чего требуется повышение температуры. Многие современные устройства электроники или оптики требуют специальных форм или применения процедур склеивания керамических деталей, и к ним недопустимо применение высокотемпературной обработки. Кроме того, для некоторых керамических изделий недоступно применение порошковой технологии, например, для тонких оксидных пленок. В связи с этим, классические твердотельные реакции имеют следующие недостатки:
- высокие температуры и длительное времени реакции, связанные с необходимостью движения ионов через твердое или формирования расплавов;
- условия реакции и качество продукции в значительной степени зависят от условий подготовки сырья (измельчение, прессование, и т.д.);
- конкретные морфологии во многих случаях недоступны с помощью классических методов (тонкие пленки, пористые материалы и т.д.);
- сочетание с органическими или биоматериалами невозможно из-за экстремальных условий изготовления.
Эти проблемы нашли свое решение с использованием композиционных материалов. Особое место в этой группе материалов занимают наноматериалы и нанокомпозиты.
1.Наноматериалы
Наноматериалы - материалы, созданные с использованием наночастиц и / или посредством нанотехнологий, обладающие какими-либо уникальными свойствами, обусловленными присутствием этих частиц в материале. К наноматериалам относят объекты, один из характерных размеров которых лежит в интервале от 1 до 100нм.
В группе наноматериалов выделяют следующие типы:
- нанопористые структуры;
- наночастицы;
- нанотрубки и нановолокна;
- нанодисперсии (коллоиды);
- наноструктурированные поверхности и пленки;
- нанокристаллы и нанокластеры;
- нанокомпозиты.
Выделяют два основных способа создания нанообъектов:
1) Уменьшение размера макрообъектов (диспергирование, дезинтегрирование, измельчение до кластерного уровня с помощью шаровых мельниц или при помощи механохимического синтеза);
2) Создание наноструктур из атомов и молекул (кристаллизация) кластеризация, наноструктурирование, структурообразование, конденсация коагуляция, полимеризация и т.д.
Нанокомпозит - многокомпонентный материал, состоящий из основы (матрицы) и наполнителя - наноматериала с модифицированной поверхностью и обладающего новым улучшенным комплексом свойствами. В некоторых случаях может наблюдаться инверсия наноразмерности у связующего и наполнителя.Сами наноматериалы делят по назначению на функциональные, композиционные и конструкционные.
По количеству измерений они делятся на:
- нульмерные / квазинульмерные (квантовые точки, сфероидные наночастицы);
- одномерные / квазиодномерные (квантовые проводники, нанотрубки);
- двумерные / квазидвумерные (тонкие пленки, поверхности разделов);
- трехмерные / квазитрехмерные (многослойные структуры с наноразмерными дислокациями, сверхрешетки, нанокластеры, нанокомпозиты, супрамолекулярные образования).
Свойства наноматериалов, как правило, отличаются от аналогичных материалов в массивном состоянии. Например, у наноматериалов можно наблюдать изменение оптических, магнитных, тепло- и электропроводных свойств. Для особо мелких материалов можно заметить изменение температуры плавления в сторону её уменьшения. В настоящем обзоре мы остановимся на отдельной группе нанокомпозитов - органоминеральных гибридных композиционных материалах. На практике нанокомпозиционные материалы содержат усиливающие элементы с чрезвычайно высокой удельной поверхностью, погруженные, например, в полимерную матрицу. В этом случае органическая и неорганическая составляющие формируют независимые фазовые образования, поэтому контакт осуществляется на уровне раздела фаз. Перспективными современными композитными материалами являются такие, в которых органическая и неорганическая составляющие взаимодействуют между собой на молекулярном уровне. Они получили название «полимерные гибриды»; понятие «гибрид» было принято для того, чтобы подчеркнуть, молекулярный характер взаимодействия компонентов.
2.Гибридные материалы
Материалы, полученные за счёт взаимодействия химически различных компонентов, чаще всего органических и неорганических, формирующих определенную пространственную структуру, отличающуюся от структур исходных реагентов, но часто наследующую определенные мотивы и функции исходных структур. Особенностью новых композитных материалов является то, что они имеют нанометровые параметры своих структурных элементов (размер хотя бы в одном из направлений составляет не более 100 нм); это либо нанометровые расстояния между решетками и слоями, которые образованы полимерными и неорганическими ингредиентами, либо нанометровые размеры формирующихся частиц, в том числе и металлсодержащих. В качестве неорганических соединений-предшественников (прекурсоров) обычно используют оксиды кремния, алюминия, титана, циркония, ванадия, молибдена, глины, слоистые силикаты и цеолиты, фосфаты и халькогениды металлов, оксихлорид железа, графит, различные металлы и т.д. В качестве полимерной составляющей применяют не только карбоцепные, но и элементоорганические, как правило, кремнийорганические полимеры. С экологической точки зрения оптимальными являются бессточные способы получения композитных материалов, в частности, золь-гель технология (sol-gel или spin-on-glass process). Этот способ позволяет исключить многочисленные стадии промывки, так как в качестве исходных веществ используют соединения, не вносящие примеси в состав конечного продукта. Золь - это коллоидная дисперсия твердых частиц в жидкости. Коллоиды - это суспензии, в которых дисперсная фаза настолько мала (1…1000 нм), что гравитационными силами можно пренебречь. Доминирующими являются короткодействующие силы, такие как ван-дер-ваальсовы, а также кулоновские силы, притяжение и отталкивание между поверхностными зарядами. Инерция дисперсной фазы мала, поэтому возникает броуновское движение частиц (броуновская диффузия), т. е. случайные скачки, вызываемые кинетической энергией, сообщаемой за счет столкновений частиц золя между собой и с молекулами дисперсионной среды. Важным фактором служит то, что частицы дисперсной фазы являются не молекулами, а агрегатами, состоящими из множества молекул. Образование коллоидного геля происходит по другому принципу. Частицы дисперсной фазы (мицеллы) под воздействием дисперсионных сил притяжения взаимодействуют друг с другом, образуя остов неорганического полимера. Гель из полимерного золя образуется в процессе полимеризации мономеров и полимеров, находящихся в золе. Постепенно из полимеризующихся разветвленных олигомеров образуется гигантский кластер. Когда этот кластер достигнет макроскопических размеров и распространится на весь объем золя, говорят, что произошел переход золя в гель. При этом гель будет состоять, с одной стороны, из непрерывной структурной сетки - твердого скелета (остова), а с другой - из непрерывной жидкой фазы. Образование коллоидного геля происходит по другому механизму. Частицы дисперсной фазы (мицеллы) под воздействием дисперсионных сил притяжения взаимодействуют друг с другом, образуя остов неорганического полимера. Гель состоит из непрерывных твердой и жидкой фаз, которые имеют коллоидные размеры (от 1 до 1000 нм). Эти фазы являются непрерывными взаимопроникающими системами.
синтез композиционный наноматериал аэрогель
3. Золь-гель технология
Наиболее изученные системы в золь-гель химии, безусловно, системы на основе кремния, которые также явились исторический началом химии золь-гель процессов. Впервые, еще в 1845 году, Belmen получил прозрачный материал путем медленного гидролиза сложного эфира кремниевой кислоты. При этом образование геля кремниевой кислоты при подкислении силикатов щелочных металлов было известно ученым химикам еще раньше, но практического значения этому процессу никто не придавал. На первых этапах исследований золь-гель процесса из чистого диоксида кремния в основном формировалась керамика. Однако, вскоре стало ясно, что процесс может использоваться также для формирования оксидов других металлов. Кроме того, было показано, что смешение нескольких исходных веществ позволяет получать материалы более сложного состава. Однако, в подобных сложных системах для достижения однородности материала необходимо знать свойства и поведение каждого индивидуального компонента в условиях осуществления синтеза. По отношению к другим методам синтеза неорганических оксидных материалов, в том числе и наночастиц, золь-гель-процессы обладают рядом существенных преимуществ, к ним, в частности, относятся:
- возможность создания уникальной структуры с ультрадисперсной фазой;
- возможность контролировать поверхность материала на ранней стадии его получения;
- обеспечение высокой чистоты как исходного материала, так и получаемого продукта (особенно в случае использования алкоксидов);
- гомогенность распределения компонентов, в том числе и небольших модифицирующих добавок;
- возможность достижения однородности образующихся соединений, вплоть до молекулярного и ионного уровней;
- возможность получения новых кристаллических и аморфных фаз, материалов с катионами в несвойственных им степенях окисления, синтез которых традиционными методами затруднителен либо невозможен;
- регулирование реологических свойств золей и дисперсий наночастиц, что позволяет получать широкий спектр изделий от покрытий до монолитов.
Как правило, для реализации золь-гель-процессов используют два традиционных подхода, которые, однако, имеют ряд ответвлений:
- коллоидный метод - гелеобразование гидрозолей, происходящее благодаря ассоциации частиц водной суспензии (например, через водородные связи между группами, принадлежащими разным частицам). Разновидностью данного метода является прямое осаждение и полимеризация гидратированных оксидов химических элементов из растворов их солей, например, из растворимых силикатов;
- алкоксидный метод - гидролитическая поликонденсация исходных соединений (алкоксидов, нитратов и т.д.) в водно-органических средах, с последующим высушиванием продуктов, либо в атмосферных, либо в сверхкритических условиях.
В последние годы стали использовать негидролитический метод. Это альтернативный путь и он заключается во взаимодействии галогенида металла с донорами кислорода - алкоксидами металлов - в безводной среде.
4. Получение нанокомпозитов через аэрогели
Композитные материалы получают путем объединения двух различных материалов. В общем, создание композитов используется для того, чтобы использовать преимущества каждого типа материала, и минимизировать их недостатки. Например, аэрогели кремнезема являются хрупкими субстанциями. При этом другой компонент в полученном материале может увеличивать прочность материала, который, в свою очередь, имеет желаемые оптические свойства, высокую площадь поверхности и низкую плотность как у аэрогеля кремнезема. Помимо этих синтеза и методов обработки, необходимо подчеркнуть, что гибкость золь-гель-процессов позволяет увеличить выбор аэрогелей, кроме диоксида кремния, которые в настоящее время доступны. Архитектура массивных материалов может быть адаптирована с использованием темплатных методов. Химия геля может быть изменена путем прививки либо во время, до или после гелирования. Композиты и нанокомпозиты могут быть созданы путем пропитки пен или волокнистых сеток, диспергирования частиц, порошков или полимеров, или путем синтеза смешанных оксидов на основе диоксида кремния, или оксидов других металлов. Органические гибриды кремнезема также могут быть изготовлены путем многих методов, таких как со-гелирование и сшивка или взаимодействием с функцианализированными частицами.
За последние годы был проведен большой объем исследований в области получения энергетических материалов. Были работы по применению материалов на основе аэрогелей и золь-гель-производных, для получения наноструктурированных энергических композитов (например, взрывчатых веществ, ракетного топлива и пиротехнических составов), а также изучены их характеристики. Аэрогели имеют уникальную плотность, состав, пористость и размеры частиц, а также низкую температуру и мягкие условия химических методов синтеза, все это делает их привлекательными в качестве кандидатов для создания энергетических наноматериалов. Применение этих материалов и методов в этой области технологии привело трем основным типам золь-гель энергетических материалов:1) пиротехника - неорганические золь-гель окислители / металлическое топливо (термитные композиты); 2) золь-гель-производные пористых пирофорных металлических порошков и пленок; 3) органическое золь-гель топливо / неорганические нанокомпозитные окислители (композитные твердые ракетные топлива и взрывчатые вещества). Поведение всех золь-гель наноструктурных энергетических материалов в значительной степени зависит от нескольких факторов, в том числе площади поверхности, степени смешения между фазами, тип перемешивания (золь-гель или физическое смешивание твердых веществ), способа загрузки твердых частиц, и присутствия примесей. Золь-гель методы привлекательны для области получения наноструктурированных энергетических материалов. Эти методы предлагают много вариантов формы получаемых материалов, таких как монолиты, порошки и пленки, а также имеют широкую композиционную универсальность. Эти атрибуты, в сочетании со строгостью синтетического контроля микроструктурных свойств золь-гель матрицы, обеспечивают подготовку энергических нанокомпозитов с перенастраиваемыми характеристиками. Энергетические материалы разделяются на три класса:1) взрывчатые вещества; 2) твердые ракетные топлива; 3) пиротехнические материалы. Таким образом, материалы могут быть классифицированы на основе скоростей межфазного взаимодействия их реагентов, а также типа энергетического выхода.
Взрывчатые вещества - это материалы, которые реагируют на сверхзвуковой скорости (детонация), и чьи продукты реакции, прежде всего, являются газообразными веществами.
Ракетное топливо также реагирует быстро, и дает, в основном, газообразные продукты реакции, но реагируют, в отличие от взрывчатых веществ, с дозвуковыми скоростями.
Пиротехнические материалы, как правило, реагируют наиболее медленно из всех трех видов энергетических материалов и генерируют высокотемпературные твердые продукты реакции и мало газообразных, генерируя при этом интенсивный видимый световой поток .По крайней мере, два прошедших десятилетия область наноисследований была одним из самых активных направлений исследований в различных научных дисциплинах и энергические материалы не были исключением из этого. Благодаря использованию наноматериалов и передовых технологий изготовления, синтезированы наноэнергетические композиты, которые имеют перспективные возможности. Энергетические нанокомпозиты определяются как смеси окислителя и топлива, частицы которых имеют размеры, или, по крайней мере, один критический размер менее 100 нм. Уменьшение размера увеличивает площадь поверхности контакта между фазами реагентов. Это было достигнуто с использованием различных методов, включая методы конденсации пара, мицеллярного синтеза, химическим восстановлением, ультразвуковым смешения, а также механическими методами смешения. Были получены очень хорошие результаты. В качестве примера, для пиротехнических нанокомпозитов Al/МоО3 были зафиксированы скорости горения почти на три порядка больше, чем у обычных смесей. Кроме того, такие свойства энергетических материалов, как чувствительность к воздействиям, зависят от размера частиц. Энергетические материалы с меньшими размерами частиц могут быть менее чувствительны к зажиганию и, таким образом, обладают лучшими свойствами с точки зрения безопасности. Эти два важных примера дают мощный стимул для применения наноматериалов и технологий в энергетических областях. Имея это в виду, аэрогели и другие гелеобразные материалы, полученные из золей, были исследованы в последнее десятилетие в качестве наноструктурированных энергетических материалов. Наряду с хорошей смешиваемостью энергетические нанокомпозиты имеют чрезвычайно высокие площади поверхности раздела фаз, золь-гель метод получения этих материалов позволяет обеспечить еще большие межфазные зонах контакта. Все эти благоприятные атрибуты привели к активным исследования по применению золь-гель химии к исследованиям и разработкам энергетических материалов. Органоминеральные нанокомпозиты, на основе аэрогелей кремнезема, обладают комплексом уникальных оптических свойств. Показатель преломления аэрогеля, модифицированного триметилсилильными группами может находиться в диапазоне 1.008-1.06, в зависимости от их плотностей. На рисунке 1 показана зависимость между плотностью и показателем преломления TMSA аэрокремнегеля. Относительное значение показателя преломления n, почти пропорционально плотности материала аэрогеля в диапазоне высокой пористости. Этот результат соответствует теории «отношения Максвелла-Граната», опубликованной впервые в 1904 году, в применении к нанокомпозитам, составленным органически модифицированным оксидом кремния и воздухом.
Рис.1 Корреляция между плотностью и индексов преломления гидрофобных аэрогелей кремнезема (Panasonic Electric Works Co., Ltd. P-EW)
Так как модифицированные аэрогели обладают превосходными оптическими свойствами, прозрачностью, экстремально низким индексом показателя преломления и влагостойкостью, они часто используются в качестве среды в счетчиках Черенкова. Когда заряженная частица проходит через прозрачную среду со скоростью большей, чем скорость света, в материале возникает свечение, открытое П.А.Черенковым и впервые опубликованное им в журнале Physical Revue в 1937 году. Хотя монолитные блоки аэрогеля диоксид кремния, производимые методами сверхкритических способов сушки, довольно дороги для промышленного применения, они внесли большой вклад в прогресс в таких научных областях, как физика высоких энергий. Прогресс науки всегда способствовал улучшению научных исследований и разработок в промышленном мире, поэтому можно ожидать, что аэрогель может стать пионером новых технологий, таких как нанокомпозиты, оптика, космические исследования, энергетические устройства, и так далее. Активные работы ведутся в области наноразмерной инженерии композитов на основе кремнезема для создания различных сенсоров. В работе они описаны как «композиты кремнезем - модифицированный кремнезем», подготовленный после модификации геля кремнезема при гелеобразовании, катализируемом основанием, с другим золем диоксида кремния, на этот раз полученным с использованием катализа кислоты. Этот катализируемый основанием кислотно-модифицированный гель затем обрабатывают с помощью метода углекислотной суперкритической экстракции для получения аэрогеля. Монолиты аэрогеля, полученные в результате такого процесса, имеют объемные свойства аэрогелей диоксида кремния, полученных основным катализом, в том числе с хорошей прозрачностью. При этом поверхностные свойства оказываются более типичными для аэрогеля, полученного методом кислотного катализа. Следовательно, можно улавливать различные виды сильнополярных молекул, в том числе кислотно-основных индикаторов, и использовать их в качестве интерфейса в соответствующих сенсорах.
В работе сообщается о композитных аэрогелях диоксида кремния, содержащих металлические коллоидные частицы (золота или платины), которые имели оптическую прозрачность аэрогелей кремнезема, в сочетании с поверхностными и оптическими свойствами металлического коллоида. Металлические коллоидные частицы равномерно распределены по всему объему смеси и, следовательно, изолированы друг от друга. В то же время, пористость матрицы кремнезема делает эти металлические частицы коллоидов доступными для частиц, которые проходят через матрицу. Поверхность металлического коллоида может быть изменена либо до, либо после гелеобразования, чтобы адаптировать ее к оптическим свойствам материала. Впоследствии этот метод был применен к подготовке монолитов аэрогеля легированных белком cytochrome c. В буферном растворе белок образует надстройку, содержащую тысячи отдельных белковых молекул вокруг одной частицы коллоидного золота. Модифицированные частицы золота подвергают взаимодействию с TMOS катализируемых основанием, золь для получения композитного материала, получали как описано в. Несмотря на то, что фрагменты cytochrome c на внешней части надстройки были повреждены во время процесса обмена и экстракции растворителем, большинство внутренних белков пережили процесс экстракции без изменений, в среде, подобной буферу, вокруг частиц золота. Эти монолиты аэрогеля сохранили некоторую реакционную способность cytochrome c, как показала их реакция на наличие NO в газовой фазе, наличие которого контролировалось по изменению величины оптической плотности с течением времени. Отметим, что относительно низкая температура процесса при использовании метода углекислотной суперкритической экстракции имеет большое значение для сохранения функции белка в этом приложении. При использовании процесса быстрой суперкритической экстракции не следует ожидать сравнимых результатов, потому что этот белок не выдержит более высокие температуры, необходимые, для осуществления такого процесса сушки.
В работе описаны предварительные результаты, которые демонстрируют, что включение нановолокон полианилина в аэрогеле диоксида кремния, полученном на основе TMOS и углекислотной суперкритической экстракции, приводит к увеличению прочности материалов. При этом появляется возможность их потенциального применения для обнаружения газообразных кислот и оснований. Было обнаружено, что, в том числе при введении всего около 6% полианилина от веса материала, была увеличена прочность аэрогеля в три раза, при получении материала такой же низкой плотности (0,088 г/см3). При использовании золотых электродов на поверхности композитного аэрогеля, было обнаружено резкое снижение сопротивления, когда аэрогель подвергали воздействию паров HCl. После проведения всей стадий процесса синтеза, аэрогель является твердым, аморфным, но чрезвычайно пористым (75-99% пористости) материалом. Последний шаг в трансформации является его уплотнение путем тепловой обработки. Часто бывает необходимо преобразовать материал путем спекания аэрогеля в твердое стекло, лишенное пористости, то есть, с относительной плотностью равной 1. Относительная плотность - отношение между объемной плотностью аэрогеля и плотностью кварцевого стекла (2,2 г/см3). На рисунке 2 показана типичная эволюция относительной плотности и удельной площади поверхности во время спекания путем термообработки. Эти кривые, сильно зависят от температуры термообработки, и от содержания гидроксильных групп в структуре аэрогеля, которые влияют на вязкость аэрогеля.
Рис.2 Эволюция аэрогеля относительной плотностисr(1) и удельной поверхностиS(2) в зависимости от времени спекания при 10000С
Гели, которые изначально некристаллические, могут кристаллизоваться во время последующей термообработки. Успешное образование стекла является результатом конкуренции между явлениями, которые приводят к уплотнению и те, которые способствуют кристаллизации. Из этих данных следует важное применение нанокомпозитов на основе аэрогелей оксида кремния - герметизация радиоактивных отходов атомных электростанций. Актиниды и другие радионуклиды, генерируемые в ядерном топливном цикле, представлены в виде солей в водных растворах. Пользуясь полностью открытой пористой структурой аэрогеля, можно заполнить растворами этих солей весь объем аэрогеля. Затем жидкую фазу удаляют испарением, а пористый композиционный материал (аэрогель + соль) полностью спекают, что приводит к синтезу многокомпонентного материала. Пористая структура аэрогеля используется в качестве принимающего объема. В соответствии с малым размером пор аэрогеля, подготовка такого нанокомпозита является очень простым процессом. Размер доменов будет зависеть от размера пор в аэрогеле и от содержание актинидов в жидкости. Тем не менее, если пытаться заполнить аэрогель с жидкостью, такой как вода, капиллярные силы могут вызвать разрушение аэрогеля. Благодаря сложности текстуры аэрогеля, подробный расчет локальных напряжений при заполнении его жидкостью произвести трудно, он зависит от поверхностной энергии жидкость-пар и размера пор. Таким образом, чтобы избежать растрескивания материала во время заполнения, могут быть предложены различные стратегии:
1) синтез аэрогеля с большими порами, которые уменьшат величину капиллярных сил;
2) улучшение механической прочности аэрогеля за счет его частичного состаривания и спекания;
3) поверхностная функционализация за счёт привития к поверхности аэрогеля хелатообразующих группировок.
Применение
Очень широкая область применения связана с созданием различных покрытий на основе гибридных материалов, которые могут обладать повышенной механической прочностью и устойчивостью к царапинам. Существует также возможность введения в такие композиты дополнительных компонентов, что придает покрытию специфические свойства, например, гидрофобные. Типичной областью применения гибридных материалов в медицине является протезирование, поскольку такие материалы обладают механической прочностью за счет неорганической части и хорошей биосовместимостью за счет органических молекул. Гибридные твёрдые электролиты сочетают ион- и электронпроводящие свойства различных органических молекул с термостойкостью и прочностью неорганической матрицы. Одно из самых перспективных применений гибридных функциональных материалов, прежде всего на основе различных морфологических производных оксидов ванадия, - электродные материалы для современных химических источников тока. Гибридные материалы применяются для производства гетероповерхностных сорбентов для хроматографии, сенсоров, гетерогенных катализаторов, магнитных жидкостей, подложек для иммобилизации ферментов, а также сорбентов тяжелых металлов и органических загрязнителей.
Литература
1.Гибридные материалы ZnO -PMMA // Сайт «Нанометр».
2.Функциональные гибридные материалы.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Золь-гель технология - получение материалов с определенными химическими и физико-механическими свойствами, получение золя и перевод его в гель. Системы на основе оксида цинка и кремния. Описание процесса получения материалов и композиций на основе золей.
реферат [27,4 K], добавлен 26.12.2010Общие сведения о наноматериалах. Золь-гель метод синтеза наночастиц. Химические процессы, протекающие на основных стадиях золь-гель процесса. Изучение образования золя гидратированного диоксида титана при электролизе раствора четыреххлористого титана.
курсовая работа [991,6 K], добавлен 20.10.2015Получение композиционных материалов на основе полимеров и природных слоистых силикатов (смектитов): гекторит и монтмориллонит. Полигуанидины как структуры для получения гуанидинсодержащих полимерных нанокомпозитов. Полимер-силикатные нанокомпозиты.
магистерская работа [3,1 M], добавлен 27.12.2009Разработка метода определения содержания компонентов в составе наноструктурированных композиционных материалов для авиакосмической промышленности на примере разработки референтной методики для образца меди (метод атомно–абсорбционной спектрометрии).
дипломная работа [3,2 M], добавлен 21.09.2016Понятие, назначение и классификация индикаторов. Строение и свойства полианилина. Влияние природы инициатора и полимерной матрицы на структуру и свойства композиционных материалов. Синтез композитных материалов на основе пленки Ф-4СФ и полианилина.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 18.07.2014Изучение золь-гель метода, с помощью которого получают оксидные, гомогенные системы, а их дальнейшая модификация приводит к формированию наночастиц соответствующего материала в матрице. Особенности синтеза и стабилизации наноразмерного диоксида титана.
реферат [2,0 M], добавлен 04.03.2011Определение понятия и свойств полимеров. Рассмотрение основных видов полимерных композиционных материалов. Характеристика пожарной опасности материалов и изделий. Исследование особенностей снижения их горючести. Проблема токсичности продуктов горения.
презентация [2,6 M], добавлен 25.06.2015Реакции изоцианатов со спиртами. Разработка методов синтеза функциональных кремнийорганических соединений, а также олигомеров, способных растворять комплексы РЗМ, и образовывать оптически прозрачные золь-гель пленки, допированные этими комплексами.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 03.06.2012Особенности получения коллоидных систем. Теоретический анализ процессов формирования кварцевых стекол золь-гель методом. Получение золь-коллоидных систем по "гибридному" методу. Характеристика свойств квантовых стекол, активированных ионами европия.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.02.2010Свойства и типы композиционных материалов. Изучение дефектов (химически несвязанных молекул) материала на основе смеси, состоящей из заданных компонентов. Исследование границ раздела молекулярных блоков эпоксидных полимеров, используемое оборудование.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 27.05.2013