Викторины

I. СКАНВОРД
(кликните левой кнопкой "мыши" на картинку один раз, чтобы увеличить или сохранить на диск правой кнопкой "мыши")
Сканворд - это игра, но в предлагаемом нами варианте это головоломка на знание простейших веществ и материалов, связанных с нанотехнологиями (а с ними связано очень многое). Картинки в нем обозначают те объекты, названия которых нужно вписать строго в клеточки, начиная с того поля, которое указано стрелкой, идущей от картинки к клеточкам. В каждой клеточке - только одна буква. Слово не может "вылезать" из клеточек или оставлять пустые клетки. Когда Вы заполните весь сканворд, в красных клеточках будут буквы, из которых вам нужно составить новое, ключевое слово. Это слово обозначает искусственную молекулу, похожую чем - то на снежинку, применение которой планируется в наномедицине.

Укажите ниже правильный вариант суммы порядковых номеров букв русского алфавита, из которых состоит ключевое слово (так, например, слово "мама" - это сумма 14+1+14+1 = 30).

II. Древнее «нано»
Термин «нанотехнологии» получил широкое распространение, однако приставка «нано», означающая одну миллиардную часть целого, и термины «наночастицы», «наноматериалы», «нанотехнологии» распространились в научной литературе сравнительно недавно. Нанотехнологии включают создание и использование материалов, устройств и технических систем, свойства и практическое использование которых определяется наноструктурой, то есть ее упорядоченными фрагментами размером от 1 до 100 нм (нанометр - одна миллиардная часть метра).
Как оказалось в ходе исследований учёных, многие из давно используемых человечеством материалов являются именно «нанообъектами». Тот факт, что мелкие частицы различных веществ обладают иными свойствами, чем это же вещество с более крупными размерами частиц, был известен давно. Люди занимались нанотехнологиями и не догадывались об этом! Секреты производства передавались из поколения в поколение, однако причины уникальных свойств материалов не исследовались.
Одним из самых древних примеров нанотехнологий являются цветные стекла, технология получения которых была известна еще в Древнем Египте. Другой пример - чаша Ликурга (IV век до н.э.) — одно из выдающихся произведений древнеримских стеклодувов, хранящихся в Британском музее. Этот кубок необычен не только своими оптическими свойствами, но и уникальной для тех времен методикой изготовления. Матовая зеленая чаша становится красной, если ее осветить изнутри.

Что позволяет чаше Ликурга быть такой необычной и красочной?

III. Игра света
Утро в лесу. Тишина... Только проснувшиеся редкие птицы перекликаются вдалеке, лучи солнца сквозь легкий туман, роса под ногами, невероятная свежесть воздуха... Такой простой сюжет, который наблюдал в своей жизни каждый. Вы замечали, что лучи света падающие от солнца рассеиваются?

Как называется этот эффект?

Подобный эффект можно продемонстрировать на примере, показанном на рисунке. Свет рассеивается в виде конуса.

IV. Капелька воды

Сверкающие капли на листьях, утренняя роса на траве, весенняя капель, веселый дождь по лужам, монотонно капающая вода из водопроводного крана ...

Почему вода принимает форму капли?

А из - за какого эффекта капельки воды остаются круглыми при контакте со многими листьями и стеблями растений?

V. Фруктовое желе

Любой хозяйке известен способ приготовления фруктового желе, который весьма прост. На начальной стадии получают жидкий "раствор", в котором содержатся малые частицы вещества, впоследствии частицы слипаются друг с другом с образованием желеобразного геля.

Так что это за технология?

Между прочим, кофе, аспирин, стрептоцид, пища путешественников - все эти известные нам продукты получают с использованием еще одной технологии, которая сейчас популярна для производства очень дисперсных порошков (порошков, содержащих наночастицы).

Как называется эта технология?

Какие физические (химические) воздействия в ней используются, чтобы достичь нужного результата - очень мелких частиц?

VI. Очень мелкие частицы

Итак, мы знаем теперь несколько способов получения наночастиц. А все ли вещества в Природе могут образовать при комнатной температуре наночастицы? Наверняка нет!

Поэтому укажите, какие из перечисленных ниже веществ могут образовывать наночастицы?

VII. Самые - самые

Мертвые неорганические наночастицы существуют в Природе очень давно и их, в ряде случаев, удается с успехом использовать уже сейчас в науке и технике. Однако - это всего лишь один из "размеров", с которым с самого начала времен работает Природа.
Так, на Земле живут огромные животные, например, кит. Он самый - самый большой. А еще есть существа, которых без мощного микроскопа и не увидишь.

Вопрос: что именно ограничивает размер живого организма “снизу” ?

А какой организм / организмы могут быть на самом деле отнесены к самым крохотным из всех, живущих на Земле, выбирайте из ниже перечисленных?

VIII. Белый свет

Ну и, наконец, от теории - к практике. Говорят, что в России больше не в почете неэффективные лампочки накаливания, их будут заменять на энергосберегающие лампы и белые светодиоды. Представьте, что Вы - творец этой светлой эпохи и сейчас мы просим Вас помочь (в первую очередь, конечно, самому себе) собрать БЕЛЫЙ светодиод. Он состоит из нескольких основных элементов, показанных на рисунке, но главное - это светоизлучающий элемент (обозначен как "кристалл") и слой (иногда смесь) светящихся веществ (люминофоров), которые преобразуют свет в "белый".

К какому классу материалов относится "кристалл"?

Цвета видимого спектра четкие и характеризуются наибольшей яркостью или интенсивностью. При наложении трех "чистых" цветов - красного, синего и зеленого (схема RGB) образуется огромная комбинаци разных цветов. При одновременном же наложении всех трех цветов получается белый свет. Таким образом, белый свет образуется в результате одновременного сочетания всех "цветовых волн". Все изображения, которые мы получаем с помощью телевизоров, мониторов, фотоаппаратов и цветных сканеров, основаны на смешивании красного, зеленого и синего цветов.
Так и в белом светодиоде: "кристалл" излучает свет определенной длины волны, который частично выходит из линзы светодиода, а частично возбуждает люминофор (или люминофоры), которые начинают светиться своим светом и "смешивают" свое свечение со свечением "кристалла".

Какое наименьшее количество цветов лучше всего смешать, чтобы получился белый свет?

Теперь, после тренировки с цветами, перейдем к самому белому светодиоду. Выше показано, какие "кристаллы" каким цветом светятся.
Из люминофоров возьмем:
А. красный люминофор оксид иттрия Y2O3, легированный европием
Б. желтый люминофор иттрий-алюминиевый гранат Y3(Al,Si)5(O,N)12, легированный церием
В. синий люминофор сульфид цинка ZnS, легированный серебром
Г. зеленый люминофор сульфид кальция CaS, легированный церием
Д. красный люминофор селенид кадмия в виде квантовых точек CdSe

Какую комбинацию светящегося "кристалла" и люминофора (люминофоров) стоит взять, чтобы получить, наконец, белый светодиод (укажите вариант)?