Название(я): Электрохромные устройства
Номер в каталоге: 11
Основной предмет (школа): химия
Область знания (ВУЗ): электрохромные материалы, центры окраски, "бронзы", умные материалы
Актуальность: Создание переключаемых оптических материалов, в частности, для реализации концепции «умного» дома, энергосбережения и других целей возможно при использовании материалов с нелинейным поведением, например, электрохромных материалов, изменяющих свой цвет (прозрачность) при приложение разности потенциалов. Один из самых известных их представителей (хотя и не самых лучших) - бронзы или «сини» (оксид вольфрама (VI) с центрами окраски, образовавшимися в результате частичного восстановления вольфрама), другие варианты включают в себя обычно полимеры достаточно сложного состава. В рамках данного проекта предлагается экспериментально получать переключаемые слои с изменяющейся прозрачностью на основе высокодисперсных молибденовых или вольфрамовых «синей». В процессе выполнения проекта школьник может быть ознакомлен с принципами создания электрохромных устройств, новыми, нестехиометрическими соединениями, основными законами электрохимии.
Новизна: создание простых переключаемых электрохромных устройств, простейших устройств отображения информации и простейших прототипов стекол с контролируемо изменяемой прозрачностью
Цель: создание прототипов электрохромных устройств
Задачи:
1. ознакомление с литературой по теме современных электрохромных материалов
2. ознакомление с химией вольфрама и молибдена, а также изополи- и гетерополисоединений
3. поиск и изучение литературы по дефектам в твердом теле с акцентом на центры окраски различных типов и на структуре вольфрамовых и молибденовых синей и бронз
4. разработка принципиальной схемы электрохромного устройства, включая схему подведения электродов, варианты составов электролита и матрицы (пористой, гелевой и пр.), в которой будет находиться электрохромный материал, состав и расположение защитного слоя (защита от механических повреждений и окисления кислородом воздуха).
5. создание устройства и определение его характеристик (время переключения, коэффициент изменения прозрачности, циклируемость и пр.)
Экспериментальные подходы: электрохимическое восстановление анионных соединений вольфрама (VI) в растворе
Методические подходы: изучение дефектной структуры твердого тела, ознакомление с основами электрохимии
Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: вольфраматы, изополимолибдаты
Освоение школьником теоретического материала: химия вольфраматов и молибдатов
Навыки, получаемые школьником: работа с растворами, навыки работы с электрохимическими цепями
Предшествующий материал по школьной программе: химия растворов, электролитическая диссоциация
Роль учителя: общее руководство проектом
Возможная помощь тьюторов: обеспечение специальной литературой, консультативная помощь, участие в разработке принципиальной схемы электрохромного устройства, обеспечение реактивами
Техника безопасности: техника работы с электрическими цепями
Примечания: в качестве продолжения работы можно исследовать электрохромные материалы на основе полимеров
При приложении напряжения, стекло из прозрачного (слева) становится полупрозрачным (справа)
Первичные литературные ссылки для начала поиска: фотохромные фотонные кристаллы
Другие работы кластера "Каталог тем проектных работ" (гипертекстовый навигатор):
- 1.Cупергидрофобные покрытия природного происхождения с эффектом «лотоса»
- 2.Покрытия - хамелеоны
- 3.Синтез и исследование нетоксичных квантовых точек
- 4.Благородная металлическая радуга
- 5.Получение искусственных опалов
- 6. Синтез и свойства люминофоров
- 7.Получение вспененного графита и графена
- 8.Сорбционные свойства силикагеля
- 9.Абразивные материалы
- 10.Эффект Тиндаля
- 12.Металлотермическое получение материалов
- 13.Свойства двумерных нанореакторов.
- 14.Магнитные жидкости
- 15.Исследование доступных жидкокристаллических систем
- 16.Силикатный сад
- 17.Жизнь и смерть липосом
- 18.Фунгицидные и бактерицидные наноматериалы
- 19.Химические источники тока
- 20.Вселенная клеточных автоматов
- 21.Сканирующая зондовая микроскопия
- 22.Клатраты
- 23.Проводящие полимеры
- 24. Наноматериалы на основе диоксида титана
- 25.Собственный фильтр для очистки воды
- 26.Биокерамика
- 27.Защита документов от подделки
- 28.Дурацкая замазка
- 29.Кольца Лизеганга
- 30. Разделение наночастиц
 |
|
