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

 

Разрыв шаблона
Разрыв шаблона

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

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!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.