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

 

Колодец  в скалах
Колодец в скалах

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Мембраны из углеродных нанотрубок для гемодиализа. Графен в японском стиле. Оптические гребёнки: теперь на интегральных микросхемах. Ледовая пахота или снова о том, почему лед скользкий.

Обложка февральского выпуска Journal of Applied Physics
Редакция научного журнала Journal of Applied Physics выбрала в качестве иллюстрации обложки февральского выпуска изображение доменной структуры гексагонального (h-)ErMnO3, полученного группой пользователей NT-MDT с факультета материаловедения и инженерии Норвежского университета науки и технологии (NTNU)

Наносистемы: физика, химия, математика (2021, Т. 12, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume12/12-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

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.