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

IX Всероссийская Интернет-олимпиада

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

Химия (7-11 класс): 06. Вода в оксиде графена

Оксид графена (ОГ) для химика, пожалуй, интереснее, чем сам графен!

В последние годы появились предложения использовать ОГ для изготовления мембран с регулируемой пропускной способностью и для хранения газа.

Исследования двухслойного ОГ, (рис.1а,б) показали, что этот углеродный наноматериал способен сорбировать воду из влажного воздуха и увеличивать свое межплоскостное расстояние (рис.1в и 1г). Если массовая доля сорбированной воды составляет 36% от общей массы, межплоскостное расстояние увеличивается на 1,2 А по сравнению с сухим материалом. По данным электронной микроскопии молекулы воды располагаются на поверхности в виде «заплаток» (рис.1в). При контакте с жидкой водой происходит полное насыщение. Двухслойный ОГ дополнительно сорбирует 10 масс. % воды, а межплоскостное расстояние увеличивается еще на 4 А. Дополнительное количество сорбированной воды располагается в пространстве между плоскостями (розовый слой на рис.1г).

Рис. 1. а) Оксид графена (ОГ): графеновая плоскость, покрытая с двух сторон кислородосодержащими группами; б) сухой двухслойный ОГ: это две плоскости, изображенные на рис. 1а; в) двухслойный ОГ, сорбировавший 36 масс. % воды; г) двухслойный ОГ, полностью насыщенный водой

Группа ученых из Южной Кореи обнаружила, что двухслойный ОГ, насыщенный водой (рис. 1г), начинает поглощать углекислый газ. В отсутствие воды подобное поглощение не наблюдается.

1) Какую максимальную долю внутренней поверхности двухслойного ОГ занимают «заплатки» (рис. 1в)? Одна молекула воды занимает площадь 1.06×10–19 м2. Площадь шестиугольника из атомов углерода на поверхностях ОГ (рис.1а) составляет 5.19×10–20 м2, масса шестиугольника равна 12×10–23 г. Кислородосодержащие группы не следует принимать в расчет. (3 балла)

2) Какова минимальная плотность воды (г/см3) в розовом слое, между двумя плоскостями ОГ? (2 балла)

3) Рассчитайте молярную концентрацию СО2, растворенного в воде, насытившей ОГ (рис. 1г), если по данным исследователей из Южной Кореи, при давлении СО2, равном 20 бар, растворяется 0.7 мл газообразного СО2 на 1 г сухого двухслойного ОГ. Температура равна 293 К. Сравните полученную величину с обычной растворимостью СО2 в Н2О при р = 20 бар и Т = 293К. Она определяется по уравнению с = 0.034 {моль/кг/бар}*p. Ученые из Южной Кореи считают, что вода, насытившая ОГ, растворяет СO2 приблизительно в 10 раз лучше, чем обычная вода. Можно ли считать такой вывод однозначным? (3 балла)

 

Прикрепленные файлы:
C6.pdf (186.79 Кб.)

 



Решение

Альбумин на HOPG
Альбумин на HOPG

NAUKA 0+ Фестиваль науки в Москве
8-10 октября в Москве проходит Фестиваль науки NAUKA 0+. В этом году фестиваль соберёт учёных со всех шести континентов нашей планеты, лучших исследователей из России, лауреатов государственных премий, молодых учёных, и, конечно, лауреатов Нобелевской премии.

Названы лауреаты Нобелевской премии по химии
Нобелевскую премию по химии за 2021 год присудили Бенджамину Листу и Дэвиду Макмиллану за разработку методов асимметричного органокатализа

Названы лауреаты Нобелевской премии по физике
Нобелевскую премию по физике за 2021 год присудили трем ученым — Сюкуро Манабе, Клаусу Хассельману и Джорджио Паризи.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2021
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 8, 9, 10 и 11 июня 2021 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут с использованием дистанционных образовательных технологий.

Академик Е.Н. Каблов: «Для освоения космоса нужны новые материалы»
Янина Хужина
В этом году весь мир отмечает 60-летие первого полета человека в космос. Успех миссии Юрия Гагарина стал возможен благодаря слаженной работе многих людей: физиков, математиков, конструкторов, инженеров-проектировщиков и, конечно, материаловедов. «Научная Россия» обсудила с академиком РАН Евгением Кабловым основные вехи в развитии космического и авиационного материаловедения.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2021 году
коллектив авторов
25 - 28 мая пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

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.



 
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.