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

VIII Всероссийская Интернет - олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее"

Всероссийская Интернет-олимпиада школьников, студентов, аспирантов и молодых ученых в области наносистем, наноматериалов и нанотехнологий "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!"

Химия (7-11 класс): 04. Графеновые ленты

Группа европейских ученых предложила оригинальный подход к созданию графеновых лент длиной 20-60 нм методом «снизу вверх» (от простого к сложному). Сначала на золотую фольгу наносятся молекулы мономерного соединения (1), которые при дальнейшем нагревании отщепляют галоген с образованием стабилизированных поверхностью бирадикалов (рис. 1). Перемещаясь по поверхности, эти радикалы последовательно объединяются в ленту полимера (2), которая при последующем нагревании до 400°C дегидрируется с образованием графеновой ленты (3). При этом на краях такой ленты остаются атомы водорода, защищающие краевые углеродные атомы от окисления кислородом воздуха.

Рис. 1. Реакции, протекающие при синтезе графеновых лент.

1. Оцените ширину графеновой ленты D (рис. 1), если длина C-C связи равна 0,14 нм. Являются ли эти ленты нанообъектами? Напишите химическую формулу получившегося полимера. (1 балл)

2. В чем преимущество таких графеновых нанолент перед нанолентами, полученными «от сложного к простому» (например, фотолитографией из графена)? (1 балл)

3. Графеновые ленты на практике также можно получать мягким окислительным продольным «расстегиванием» углеродных нанотрубок. Почему такой метод не рассматривается для получения графеновых лент с шириной близкой к D? (0,5 балла)

4. Исходя из структуры полимеров 2 и 3, объясните профили высот (рис. 2а) для этих полимеров, если найденный по СТМ изображению период полимера 2 (L на рис. 2б) составляет 0,86 нм. (2 балла)

Рис. 2 а) Профили высот полимеров 3 и 2 вдоль оси x (расположение оси показано стрелками на СТМ изображениях); б) увеличенное СТМ изображение полимера 2.

Рис. 3. Иллюстрации а) - в) к вопросу 5; г) к вопросу 6; д) к вопросу 7.

5. Как несложно увидеть по рис. 3 (а, в), получить ленты шириной в 3, 5 … 2n+1 шестиугольных циклов довольно просто. Нарисуйте структуру исходного реагента для получения графеновой ленты шириной в 4 шестиугольных цикла (рис. 3б), если его молекула без учета атомов брома обладает высокой симметрией. (1,5 балла)

6. Какую ширину (в нм) и форму будет иметь графеновая лента, полученная из реагента г) (рис. 3г)? (2 балла)

7. Что получится, если в описанной методике в наносимый на подложку мономер г) (рис. 3г) добавить небольшое количество соединения д) (рис. 3д)? (1 балл)

8. Где могут найти применение такие графеновые ленты? (1 балл)

 

Прикрепленные файлы:
04.pdf (216.93 Кб.)

 



Решение

Микрофазовое разделение в блок-сополимерах
Микрофазовое разделение в блок-сополимерах

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Супергибридный материал для хранения водорода. Двумерная соль. Существование виртуальных мультиферроиков подтверждено. Чёрные бабочки. Служение науке и немного поэзии.

Конкурс микрофотографий ZEISS Perspectives
Приглашаем специалистов, работающих с микроскопами ZEISS, Bruker, WITec принять участие в конкурсе микрофотографий ZEISS Russia&CIS «Перспективы».

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Графеновые маски выходят на борьбу с Covid 19. Графен губит вирусы. Сенсор для противотуберкулезного препарата. Взаимодействие Дзялошинского-Мории и механическая деформация. Скирмионы займутся растяжкой?

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

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!

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!



 
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.