Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Тема проекта 3 - Синтез и исследование нетоксичных квантовых точек

Ключевые слова:  учителю

Автор(ы):  ФНМ МГУ

06 ноября 2011

Название(я): Синтез и исследование нетоксичных квантовых точек

Номер в каталоге: 3

Основной предмет (школа): химия, физика

Область знания (ВУЗ): физика полупроводников, синтез в микрореакторах, теория зародышеобразования и кристаллизации

Актуальность: Обычные методики получения квантовых точек в школе запрещены техникой безопасности, поскольку для них требуются не только соли тяжелых, токсичных металлов (свинца, кадмия, например), но и другие токсичные вещества, используемы в качестве реагентов, растворителей или стабилизаторов квантовых точек. Разработка методов получения нетоксичных квантовых точек является важной не только с точки зрения техники безопасности, но и по сути может являться важной в биологии и медицине.

Новизна: квантовые точки, не проявляющие острой токсичности и / или цитотоксичности, при сохранении высокого квантового выхода (люминесценции в видимом диапазоне) будут более востребованы для прикладных целей и в наномедицине

Цель: получение и анализ нетоксичных квантовых точек на основе легированного сульфида цинка

Задачи:

1. анализ альтернативных вариантов получения квантовых точек сульфида цинка в соответствии с литературными данными

2. литературный анализ влияния легирования на люминесцентные свойства квантовых точек на основе сульфида цинка

3. выбор метода синтеза (с использованием сульфидов натрия, тиосульфатов, тиомочевины или других реагентов) и планирование сетки экспериментов по концентрациям реагентов и другим экспериментальным условиям

4. получение квантовых точек (квантовых точек в смеси с другими продуктами реакции)

5. оценка выхода квантовых точек по их люминесценции (ультрафиолетовая, бактерицидная лампа)

6. комплексный анализ квантовых точек (возможно только при сотрудничестве с ВУЗом) – люминесцентная спектроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, термический анализ на воздухе, рентгенофазовый анализ

7. использование полученных квантовых точек для изучения взаимодействия с клеточными культурами (маркеры)

8. дополнительная часть работы – изучение влияния легирования (например, марганцем) на оптические свойства квантовых точек

Экспериментальные подходы: образование сульфидов цинка при гидролизе растворов тиомочевины или подкислении тиосульфатов (разрушение тиосульфатных комплексов), при взаимодействии с сульфидом натрия и пр. Опционально (при сотрудничестве с ВУЗом) – проведение гидротермального синтеза.

Методические подходы: изучение основ научного планирования эксперимента, способы выражения концентрации, взвешивание, приготовление растворов

Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: практически все реактивы доступны и могут продаваться в хозяйственных магазинах (разумеется, лучше получить реактивы в сотрудничестве с ВУЗом, чтобы иметь гарантировано высокий уровень их чистоты)

Освоение школьником теоретического материала: зонная теория твердого тела, магнитные полупроводники, явления люминесценции, размерный фактор, кристаллические структуры халькогенидов цинка (неорганических соединений), строение различных серосодержащих анионов и их стабильность в растворах с различной кислотностью, гидролиз, произведение растворимости, стабильность комплексных соединений, теория зародышеобразования

Навыки, получаемые школьником: работа с растворами, золями, труднорастворимыми осадками, инструментальные методики определения люминесцентных свойств, методы анализа наноматериалов

Предшествующий материал по школьной программе: физика твердых тел, полупроводники, реакции в растворах, химия цинка, химия серы, химия марганца

Роль учителя: обеспечение реактивами, контроль правильности приготовления растворов, общее руководство проектом

Возможная помощь тьюторов: обеспечение реактивами в случае их отсутствия в школе, инструментальная поддержка при комплексном анализа квантовых точек (рентгенофазовый, термогравиметрический анализ, просвечивающая электронная микроскопия, люминесцентная спектроскопия), консультативная помощь

Техника безопасности: общая техника безопасности на уроках химии

Примечания: предполагается на выбор синтез сульфида цинка (в том числе в форме легированного марганцем разбавленного магнитного полупроводника), возможно, дефектного или легированного оксида цинка, возможно получение квантовых точек других химических составов

Люминесценция раствора квантовых точек InP/ZnS в гептане при воздействии УФ - лампы.

Первичные литературные ссылки для начала поиска: квантовые точки

Другие работы кластера "Каталог тем проектных работ" (гипертекстовый навигатор):

 

Прикрепленные файлы:
proekt3.pdf (112.85 КБ.)

Информация о теме проекта.

 

 
Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 



Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Чары Наномира
Чары Наномира

Технологическое образование школьников для новой технологической эпохи
Самарский филиал Российской академии народного хозяйства и государственной службы (РАНХиГС) вместе с Фондом инфраструктурных и образовательных программ (ФИОП) провели 2–3 ноября 2020 году Международную научно-практическую конференцию «Технологическое образование школьников для новой технологической эпохи».

Нанотехнологии ужасные и могучие
В том, что касается осмысления новых технологий, научная фантастика отчетливо напоминает жертву БАР — очень модного сейчас биполярного аффективного расстройства. Писатели мечутся между двумя крайними состояниями, двумя полюсами: преувеличенным дофаминовым восторгом и тревожной депрессией, беспросветным ужасом перед грядущим. Чем больше ожиданий от технологии, тем глубже раскол, сильнее поляризация, реже «светлые промежутки» — и последние полвека нанотехнологии определенно входят в приоритетный список.

Кадровое сопровождение инновационный проектов
Фонд инфраструктурных и образовательных программ (ФИОП) Группы РОСНАНО приглашает 25 ноября 2020 года представителей высокотехнологичных компаний и технических вузов на Всероссийскую онлайн-конференцию «Кадровое сопровождение инновационных производств».

Зоологический подход и искусственное обоняние
Пресс-служба МГУ
Ученые химического факультета и НИИЯФ МГУ имени М.В. Ломоносова сумели повысить способность искусственного обоняния идентифицировать близкие по химическим свойствам газы - метан и пропан. Ключом к успеху стал подход к обработке данных химических сенсоров, ранее применявшийся для анализа эволюционного родства животных, ископаемых видов, а также предков человека.

Зоопарк в багаже нанотехнолога
Гудилин Е.А.
Серебро в форме наночастиц - это целый мир, их форма и размер, а также то, как они вместе сосуществуют, играют очень большую роль в области их практического применения. И до сих пор это огромное разнообразие важно, и до сих пор оно оправдывает себя, и это редкий пример, когда именно наночастицы, а не только консолидированные наноматериалы и наноструктуры нужны для практики.

Универсальная система анализа метаболитов
Пресс-служба МГУ
Сотрудники химического факультета МГУ разработали аналитическую схему, позволяющую по химическим «отпечаткам пальцев» делать заключения о протекающих в организме процессах. Схема пригодится и врачам, и фармакологам, и экологам, и даже пищевикам.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.