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): 09. Подражая природе

Изображение

Рис. 1. а) Фотография аналога природного материала X – синтетического материала Y;
синтетический материал Y: б) СЭМ-изображение скола, в) и г) СЭМ и АСМ изображения поверхности;
природный материал X: д) СЭМ-изображение скола, е) СЭМ-изображение поверхности.

Человек часто создает что-то новое, подсматривая идеи у природы. Так, цветок лотоса подарил нам незагрязняющиеся покрытия, а репей стал застежкой-липучкой.

1. Как называется такой подход к поиску новых материалов? Приведите еще четыре примера его применения в нанотехнологиях. (2 балла)

Иногда для воссоздания не только микроструктуры, но и требуемых свойств природного материала приходится пошагово воспроизводить весь путь его создания. Одна из таких методик синтеза искусственного материала Y в упрощенном виде приведена на рис. 2. Внешний вид полученного продукта Y и сравнение его микроструктуры с природным прототипом X приведены на рис. 1.

Рис.2 Синтез материала Y.
а) нанесение на подложку органической тонкой гибридной пленки «полиакриловая кислота (ПАК)/поливинилпиридин (ПВП)» путем попеременного погружения образца в растворы этих полимеров;
б) формирование нанопор в пленке: погружение в слабощелочной раствор и повторная обработка ПАК;
в) образование стабилизированного аморфного покрытия, содержащего вещество Z;
г) кристаллизация неорганического вещества Z в условиях высокой влажности и температуры.
Процедуры а) - г) повторяют необходимое число раз, до достижения требуемой толщины материала.

2. Какой неорганический компонент Z составляет основу материала Y? Напишите уравнение реакции его образования. Расшифруйте материал X. К какому классу материалов относятся X и Y? (2 балла)

3. При образовании в природе материала X в его структуру включаются две основные органические компоненты – хитин и богатые аргинином гидрофильные белки. Какие механические и химические функции в структуре X они выполняют? Какой из реагентов в методике синтеза Y заменяет хитин, а какой – гидрофильные белки? Какие структурные особенности X воспроизводятся в методике получения Y? (3,5 балла)

4. Поясните, как оптические свойства и прочность материалов X и Y связаны с их структурой? Устойчивы ли они к трещинам и точечным ударам? (2 балла) Почему при отсутствии стадии «б» микроструктура материала Y выглядит как на рис. 3. (1 балл)

Рис. 3

5. Можно ли получить материал Y, если на стадии «в» (рис.2) к реакционному раствору прилить раствор карбоната аммония? Поясните. (1,5 балла)

6. Где может найти применение новый синтетический материал Y? (1 балл)

 

Прикрепленные файлы:
C9.pdf (265.96 Кб.)

 



Решение

Камыш
Камыш

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Итоги Менделеевского Года
28 ноября в Фундаментальной библиотеке МГУ состоялось торжественное закрытие Международного года Периодической таблицы химических элементов Д.И.Менделеева.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

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.