Название(я): Методы сканирующей зондовой микроскопии в изучении современных материалов, наноматериалов и биологических объектов
Номер в каталоге: 21
Основной предмет (школа): физика, химия
Область знания (ВУЗ): методы исследования наносистем
Актуальность: Обеспечение школ сканирующими зондовыми микроскопами различных производителей или сотрудничество с ВУЗами, у которых имеется соответствующее обрудование, сделали возможным реализацию достаточно популярного сейчас направления школьных проектов, связанного с использованием сканирующей зондовой микроскопии. В то же время, не всегда качество выполнения подобных работ делает их конкурентоспособными. В качестве основного конкурентного преимущества работ по СЗМ должны выступать достаточно оригинальные объекты исследования живой и неживой природы, например, скелеты водорослей, поверхность листьев растений, бактерии и пр., материалы, полученные самими участниками проекта (производные графена, наночастицы на слюде, пористые материалы и нанокомпозиты, фотонные кристаллы и т.д.), современные материалы, для исследования которых целесообразно использовать СЗМ (электронные микросхемы, супергиброфобные покрытия, полимеры различной структуры и др.). Очевидно, что исследование этих объектов должно сопровождаться четким пониманием постановки задач, цели работы и особенностей самого объекта исследования, которые обусловили его выбор. Обычно целесообразно также проводить анализ серии образцов (или одного и того же образца после серии различных воздействий или химического модифицирования) для установления кореляций состав - структура - свойства. В ряде случаев целесообразно продемонстрировать специальные возможности СЗМ, например, использование магнито - силовой микроскопии для анализа доменных структур, использование проводящих зондов для анализа сегнетоэлектриков, биологической силовой микроскопии для изучения биологических объектов и т.д. Во всех случаях школьник должен понимать как основы метода, его важнейшие преимущества и ограничения, уметь корректно интерпретировать полученные результаты.
Новизна: определяется, в основном, осознанным выбором объектов исследования и адекватностью использованных подходов
Цель: изучение свойств объекта исследований с помощью подходящей методики СЗМ
Задачи:
1. выбор объекта исследований, литературный анализ его особенностей и основных характеристик
2. теоретическое ознакомление с методом СЗМ
3. выбор адекватной методики анализа объектов исследований
4. проведение СЗМ - сканирования и количественная обработка полученных результатов (сами СЗМ изображения уже давно не являются экзотикой)
5. интерпретация полученных результатов с физико - химической (физической) точки зрения с подробным объяснением корреляций полученных результатов и структурной (химической, физической) природы объекта исследований.
Экспериментальные подходы: сканирующая зондовая микроскопия
Методические подходы: освоение методики СЗМ
Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: в зависимости от выбора объектов исследований, требуется сканирующий зондовый микроскоп, с которым можем работать сам школьник
Освоение школьником теоретического материала: межмолекулярные взаимодействия, доменная структура (сегнетоэлектрики, ферромагнетики), высокомолекулярные соединения (в зависимости от выбора объекта исследований).
Навыки, получаемые школьником: работа со СЗМ
Предшествующий материал по школьной программе: теория химической связи, химия кремния, физические свойства металлов, полупроводников
Роль учителя: общее руководство проектом, помощь в работе со сканирующим зондовым микроскопом
Возможная помощь тьюторов: поиск специальной литературы, консультативная помощь, обеспечение работы сканирующего зондового микроскопа, пробоподготовка
Техника безопасности: работа с лазерным излучением
Примечания: основной упор должен быть сделан не на метод, а на полученные результаты и их интерпретацию.
Кантилевер сканирующего зондового микроскопа.
Первичные литературные ссылки для начала поиска: сканирующая зондовая микроскопия
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
- 11.Электрохромные материалы
- 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
- 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
 |
|
