Chemiczny świat

Subskrybuje zawartość
"Uczony jest w swojej pracowni nie tylko technikiem, lecz również dzieckiem wpatrzonym w zjawiska przyrody, wzruszające jak czarodziejska baśń." Maria Skłodowska-Curie
Zaktualizowano: 39 minut 18 sekund temu

Nanostruktury

wt., 07/22/2014 - 16:51
Nanostruktury to termin obejmujący materiały, których rozmiar 1, 2 lub 3-wymiarowy wynosi około 1-100 nm.
Inna definicjaIstnieje krytyczna, fizyczna wielkość elementów struktury, po przekroczeniu której następuje skokowa zmiana właściwości.
Prawie każda substancja po sproszkowaniu zawiera oprócz drobin mikrometrycznych pewną ilość drobin o wymiarach poniżej 100 nm. Nie oznacza to jednak, że mamy do czynienia z nanoproszkiem. Tego typu proszek uzyskamy dopiero wtedy, gdy poprowadzimy proces rozdrabniania w sposób pozwalający na uzyskanie proszku o dużym udziale nanodrobin.
Podział nanostruktur ze względu na liczbę wymiarów, względem których wielkości nanostruktur mierzy się w nanometrach:
Nanostruktury O-D (nano w każdym wymiarze):
o  promień 1-100 nm,o   < 106 atomów na nanocząstkę,
Koloidalne kropki kwantowe. Różne rozmiary kropek kwantowych dają różne kolory.
  • duża powierzchnia,
  • niespotykane właściwości optyczne (efekty kwantowe),
  • szkło barwione – małe klastry o rozmiarach porównywalnych do długości fali światła,
  • fotografia – małe cząstki koloidalnego srebra odpowiadają za tworzenie obrazu.

Nanostruktury 1-D:
  • nanodruty, druty kwantowe, nanorurki,
  • nanodruty mogą być przewodnikami, półprzewodnikami i izolatorami, mogą mieć strukturę krystaliczną, zmiana średnicy wpływa na pasmo wzbronione i przewodnictwo cieplne,
Fotografia SEM nanodrutu z niklu.

  •  nanorurki:
o  warstwa heksagonalnej sieci węgla (grafen) zrolowana w celu utworzenia rurki o średnicy około 1 nm i długości do mikrona,o   zasadniczo wolne od defektów,o   koniec może być zamknięty przez połowę fulerenu,o   mogą być jednościenne, wielościenne i liniowe,o   właściwości:§  półprzewodniki,§  przewodnictwo cieplne i elektryczne,§  wytrzymałość mechaniczna, elastyczność.o   nanorurki z azotku boru:§  odporne na utlenianie, odpowiednie w wysokich temperaturach,§  moduł Younga 1,22 TPa,§  półprzewodniki,§  właściwości elektryczne uzależnione od średnicy i ilości powłok.o   nanorurki z SiC:§  odporne na utlenianie,§  odpowiednie w trudnych warunkach.
Fotografia TEM pojedynczej, wielościennej nanorurki z WS2.

Struktury 2-D:
  • cienkie filmy, studnie kwantowe, supersieci,
Przykłady supersieci. Po lewej stronie supersieć utworzona z nanocząstek PbSe i Au. Po prawej stronie supersieć utworzona z nanocząstek Fe2O3 i Au.
  • pojedynczy „dwuwymiarowy” film o grubości 1-100 nm,
  • elektrony są ograniczone w jednym kierunku,

o  wpływ na funkcję falową i gęstość stanów,
  • fotony są ograniczone w jednym kierunku,

o   wpływ na transport ciepła.
Struktury 3-D:
  • nanokompozyty, nanokryształy,
  • struktura krystaliczna nie musi być identyczna z tą, którą spotykamy w większych układach o tym samym składzie; nanocząstki wykazujące uporządkowanie krystaliczne mogą być monokryształami albo składać się z wielu różnie zorientowanych kryształów czy ziaren; w drugim przypadku w materiale pojawiają się granice ziaren, których obecność wpływa na jego właściwości,
  • nanostrukturalne materiały masowe obejmują:

o   krystaliczne lub wielowarstwowe cienkie filmy,o   materiały polikrystaliczne z ziarnami o strukturze nano (ceramika),o   amorficzne/szkliste materiały.
  •  nanokompozyty:

o  składają się z dwóch lub więcej syntetycznych materiałów, z których co najmniej jeden ma średnicę w nanoskali,o mogą wykazywać ulepszone właściwości chemiczne, optyczne, fizyczne, mechaniczne w porównaniu ze składnikiem występujących w większej ilości,o   wiele możliwości:§  materiał ograniczny + materiał ograniczny,§  organiczny + nieorganiczny,§ nieorganiczny + nieorganiczny.

https://class.coursera.org/nanosensors-001
Robert W. Kelsall, Ian W. Hamley, Mark Geoghegan, Nanotechnologie, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008.
Adam Bielański, Podstawy Chemii Nieorganicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007, str. 746.
Michał Bystrzejewski, Andrzej Huczko, Hubert Lange, Piotr Baranowski, Jan Kozubowski, Michał Woźniak, Marcin Leonowicz, Waldemar Kaszuwara, Nowe nanostruktury węglowe: „cebulki”, fulereny-„giganty”, kapsułki, „strączki grochu”…, Wiadomości Chemiczne 2004. 58. 3-4.
http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_dot
http://en.wikipedia.org/wiki/Nanowire
http://en.wikipedia.org/wiki/Inorganic_nanotube
http://nanotechweb.org/cws/article/tech/23914/1/ibmfigure_1b
Kategorie: Chemia

Elektroda jonowymienna na sali operacyjnej

czw., 07/17/2014 - 20:44
Elektrody jonowymienne z membranami polimerowymi są rutynowo stosowane w przyrządach biomedycznych, do mierzenia dokładnego poziomu ważnych jonów we krwi, takich jak Ca2+, Na+, K+, Li+, H+ oraz Cl-. Takie elektrody zazwyczaj zawierają matrycę z bardzo plastycznego polimeru, z materiałem jonowymiennym, którym może być na przykład czwartorzędowa sól amonowa, taka jak chlorek tridodecylometyloamoniowy (TDMAC).
W ogólnym przypadku w środku elektrody znajduje się roztwór zawierający jony C+(aq) i B-(aq). Elektroda jest zanurzona w analizowanym roztworze, który zawiera jony C+(aq), A-(aq) i być może jeszcze inne jony. W idealnym przypadku nie jest ważne jakie jony kryją się pod oznaczeniami A- i B-. Różnica potencjału elektrycznego (napięcia)  w poprzek membrany jonowymiennej jest mierzona przez dwie elektrody odniesienia (na przykład Ag│AgCl). Jeśli zmieni się stężenie (poprawniej aktywność) C+ w analizowanym roztworze, potencjał mierzony pomiędzy dwoma elektrodami odniesienia również ulegnie zmianie. Uzyskane napięcie mówi nam o stężeniu jonu w roztworze.
E – potencjał elektrody jonoselektywnej,R – stała gazowa,T – temperatura bezwzględna,z – liczba ładunków elementarnych jonu,F – stała Faradaya,a – aktywność jonu,ln – symbol logarytmu naturalnego.


Krzepnięcie krwi musi być precyzyjnie regulowane w ludzkim ciele, w celu zminimalizowania krwotoków w przypadku ran oraz tworzenia się zakrzepów w zdrowych tkankach. Proces ten jest kontrolowany przez szereg substancji, w tym heparynę, molekułę z wysokim ładunkiem ujemnym wydzielaną przez komórki tuczne w pobliżu ścian naczyń krwionośnych.
Heparyna (łac. Heparinum) – organiczny związek chemiczny, polisacharyd zbudowany z około 80 reszt monosacharydów, pochodnych glukozy (głównie N-siarczan-6-o-siarczan-D-glukozoaminy) i kwasu L-iduronowego, połączonych w nierozgałęziony łańcuch.
Fragment cząsteczki heparyny.

Heparyna podawana w czasie operacji, w celu zapobieganie krzepnięcia krwi musi być monitorowana, aby uniknąć niekontrolowanego krwawienia. Wcześniej można było mierzyć tylko czas krzepnięcia; nie było bezpośredniej, szybkiej metody wykrycia heparyny na poziomie fizjoloficznym. Rozwiązaniem okazała się wirująca elektroda jonoselektywna, która może odpowiadać na klinicznie istotne stężenia heparyny w czasie rzeczywistym podczas operacji. Obracanie się elektrody poprawia jej wrażliwość o rząd wielkości.
W przypadku elektrody jonowymiennej mierzącej stężenie heparyny wymiana następuje pomiędzy jonami Cl-zawartymi w membranie, a jonami SO3- występującymi w strukturze heparyny. Dzięki temu w analizowanym roztworze zwiększa się stężenie jonów Cl-.
Wymiana jonów pomiędzy heparyną, a membraną.

Daniel C. Harris, Quantitative Chemical Analysis, W. H. Freeman and Company, New York 2007, str. 298.
http://www.google.com/patents/US5453171.
http://pl.wikipedia.org/wiki/Heparyna.
http://pl.wikipedia.org/wiki/Elektroda_jonoselektywna.


Kategorie: Chemia

Technet - pierwszy syntetyczny pierwiastek

pon., 07/14/2014 - 15:44
Syntetyczne pierwiastki to takie, które nie występują w stanie naturalnym, ale mogą być sztucznie tworzone poprzez reakcje jądrowe. Pierwszym tak zsyntetyzowanym pierwiastkiem jest technet (żadnego z około 20 jego izotopów nie wykryto na kuli ziemskiej), który swoją nazwę zawdzięcza greckiemu słowu technetos – sztuczny. Jego otrzymanie wypełniło dziurę w układzie okresowym, a właściwości pierwiastka zgadzały się z przewidzianymi przez Mendeleev’a.97Tc, o okresie półtrwania 90 dni, uzyskano po raz pierwszy w 1937 roku za pomocą bombardowania molibdenu deuteronami. Najdłużej żyjący izotop technetu (98Tc) ma czas połowicznego rozpadu równy 4,2 miliona lat. Technet jest tworzony w czerwonych olbrzymach.
Najczęściej stosowanym izotopem technetu jest 99mTc, gdzie „m” oznacza, że jest izotopem metastabilnym. Technet-99m emituje wysokoenergetyczne promieniowanie γ, ale ma stosunkowo krótki czas połowicznego półrozpadu (6,01 godziny). Te właściwości czynią ten izotop szczególnie atrakcyjnym w badaniach in vivo, ponieważ energia promieniowania γ jest wystarczająca, aby mogła być wykryta na zewnątrz ciała, a krótki czas półrozpady gwarantuje, że większość jąder rozpadnie się w ciągu 24 godzin. 99mTc jest używany w medycynie jądrowej, na przykład jako radiofarmaceutyk do obrazowania i badań czynnościowych mózgu, kości, krwi, płuc, wątroby, serca, tarczycy oraz nerek. Do organizmu wprowadza się go w postaci związków kompleksowych Tc (IV).
Izotop jest tworzony podczas rozszczepienia jądrowego w elektrowniach jądrowych, ale bardziej użytecznym źródłem laboratoryjnym jest generator technetu, którego działanie polega na rozpadzie 99Mo do 99mTc. Czas połowicznego rozpadu 99Mo to 66 godzin, co czyni go bardziej wygodnym do transportu i przechowywania niż 99mTc. W większości komercyjnych generatorów 99Mo występuje w postaci jonu, MoO42-, który jest zaabsorbowany na Al2O3.  99MoO42-rozpada się do jonu 99mTcO4-, który słabiej wiąże się z tlenkiem glinu. Kolumnę z unieruchomionym 99Mo przemywa się sterylnym roztworem soli fizjologicznej i zbiera się roztwór, w którym znajduje się 99mTc.

Shriver & Atkins' Inorganic Chemistry,  Oxford University Press; 5th Revised edition edition (January 1, 2010), str. 7.
Adam Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007, str. 905
Kategorie: Chemia

Radioaktywność banana

pt., 07/11/2014 - 16:22

Banany są dobrym źródłem potasu, który jest również jednym z najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków w skorupie ziemskiej (2,1%). Pierwiastek ten ma trzy izotopy:
Nuklid Zawartość [%] Względna masa atomowa 39K 93,2581 38,9637 40K 0,0117 39,9640 41K 6,7302 40,9618
0,0117% potasu w naturze występuje w postaci radioaktywnego izotopu 40K, który ulega przemianie według równania:40K →40Ca + e,a jego czas połowicznego rozpadu (t1/2) wynosi 1,26 x 109 lat. Stąd pytanie: jak radioaktywne są banany? Pytanie to nie jest aż tak bardzo pozbawione sensu, jak się wydaje. Owoc ten został wspomniany w naukowej publikacji jako źródło promieniowania użyteczne w ćwiczeniach laboratoryjnych.
Duży banan zawiera około 600 mg potasu. Jeśli 0,0117% z tego to 40 K, to ilość tego izotopu wynosi:0,600 g x 0,000117 = 7,02 x 10-5g.
Czas połowicznego rozpadu to 1,26 x 109 lat, czyli 3,97 x 1016 s. Korzystając z odpowiedniego wzoru (rozpad promieniotwórczy jest reakcją pierwszego rzędu) możemy obliczyć stałą szybkości reakcji:k = ln2/t1/2 = 0,6933/(3,97 x 1016s) = 1,75 x 10-17 s-1
Wprowadzając kolejny wzór możemy obliczyć ilość przemian promieniotwórczych w  1 molu (6,022 x 1023 atomów) 40K w ciągu jednej sekundy:ΔN/N = -ktΔN/(6,022 x 1023) = -(1,75 x 10-17s-1)(1 s)ΔN = -1,05 x 107Wynika z tego, że w jednym molu (40 g) 40K w ciągu sekundy, około 10,5 miliona atomów ulega przemianie.
Próbka ma aktywność 1 Bq, gdy zachodzi w niej jeden rozpad promieniotwórczy na sekundę.
Korzystając z powyższej definicji, ilości 40K w bananie oraz obliczonej aktywności 1 mola izotopu w ciągu sekundy, możemy ułożyć następującą proporcję:40 g 40K (1 mol)  – 1,05 x 107 rozpadów
7,02 x 10-5 g (w bananie) – x
x = 18,4,czyli duży banan ma aktywność 18,4 Bq. Dla porównania, ameryk stosowany w typowych detektorach dymu ma aktywność około 1800 bananów.
Potas zawarty jest również w ludzkim ciele.  W organizmie człowieka o masie 70 kg znajduje się 140 g potasu (co ciekawe, sodu jest mniej: 100 g). Wynika z tego, że jest go około 230 razy więcej niż w bananie. Stąd, aktywność promieniotwórcza ciała to: 230 x 18,4 Bq = 4230 Bq, a w ciągu roku następuje 1,33 x 1011 rozpadów jądra 40K.
Ciekawe jest to, że około 12% rozpadów odbywa się jako wychwyt elektronu:40K + e → 40Ar (większość atmosferycznego argonu tworzy się w ten sposób),dlatego w ciągu jednego roku, w ciele 70 kg osoby, powstaje 1,33 x 1011 x 0,12 = 1,6 x 1010atomów argonu.

David W. Ball, Journal of Chemical Education, 81 (2004) str. 1440.
I. A. Leenson, Journal of Chemical Education, 83 (2006) str. 214.
http://pl.wikipedia.org/wiki/Bekerel
http://en.wikipedia.org/wiki/Banana
Kategorie: Chemia

Żywność funkcjonalna...

śr., 07/09/2014 - 16:20
...czyli, obroniłam licencjat :)

Pracę licencjacką (teoretyczną) pisałam na specjalności chemia i analiza żywności, stąd jej tytuł to: "Żywność funkcjonalna a zapobieganie i leczenia cukrzycy typu 2".

























Kategorie: Chemia

Ciekawa cząsteczka: cyjanek nitroilu

ndz., 06/29/2014 - 20:44
Nieuchwytny cyjanek nitroilu został zsyntetyzowany i opisany. Pierwsze próby w kierunku jego syntezy odbyły się w 1996 roku, otrzymano wtedy izocyjanek.Konwersja 50% (silnie zależna od warunków reakcji).
Intrygujący: zawiera silny utleniacz (grupa NO2) przyłączony do znakomitego paliwa (CN).
Charakterystyka:
  •  bezbarwny w stanie stałym,
  • topi się do bezbarwnej cieczy (-85oC ± 1oC),
  • niewielka ilość tlenków azotu może nadać mu kolor jasnożółty lub niebieska,
  • czysty NCNO2 jest stabilny w temperaturze pokojowej, w fazie gazowej może być utrzymywany (kilka dni) pod niskim ciśnieniem w szklanym naczyniu, w którym znajdują się jedynie śladowe ilości CO2,
  • w fazie ciekłej obserwuje się zmianę koloru na zielonkawo-niebieską po kilku godzinach w temperaturze -80oC, z powodu śladowych ilości zanieczyszczeń,
  • podgrzewanie przez godzinę do 50 i 100oC powoduje tylko niewielką dekompozycję; podgrzewanie do 140oC – całkowita dekompozycja (produkty główne: CO2, N2, produkty powstające w mniejszej ilości: NO, NO2, N2O).
Reakcje:
  • w reakcji z NO2 powstaje niestabilny rodnikowy produkt pośredni, NCN(O)O-NO2, który prawdopodobnie może dysocjować tworząc NCNO o niebieskim kolorze,
  • NCNO2 jest bardzo reaktywny,
  • w obecności BF4-reaguje z nitrylami formując odpowiednie fluorki kwasów karboksylowych,
  •  reakcja z cyjankiem silylu – tworzy się cyjan,
  • wolno hydrolizuje (poniżej 0oC) do azotanu amonu:

Ciekawe zastosowania:
  • ponieważ NCNO2 ma doskonały bilans tlenowy oraz duże, dodatnie ciepło tworzenia, może być wykorzystywany jako materiał o wysokiej gęstości energetycznej (materiał wybuchowy),
  •  może być stosowany jako paliwo rakietowe,
  • wiele potencjalnych zastosowań w syntezie organicznej.

Interesujący trimer:

  • pierwsze odnośniki literaturowe już 106 lat temu, jednak najprawdopodobniej nie został jeszcze otrzymany,
  • przewidywania: ciśnienie detonacji 42,1 GPa, prędkość detonacji 9770 km/s, duża zawartość tlenu (składnik paliwa rakietowego)
Dr. Martin Rah, Guillaume Bélanger-Chabot, Prof. Ralf Haiges and Prof. Karl O. Christe, Angewandte Chemie International Edition, 53 (2014) 6893–6897, DOI: 10.1002/anie.201404209
Kategorie: Chemia

Fraktale ze srebra pod mikroskopem elektronowym

wt., 06/10/2014 - 18:33
Od niedługiego czasu w Toruniu, w Pracowni Analiz Instrumentalnych, spotyka się niewielka grupa studentów zainteresowanych mikroskopią i nanoskopią. Poznajemy zasady działania Skaningowego Mikroskopu Elektronowego (SEM), Transmisyjnego Mikroskopu Elektronowego (TEM) oraz Mikroskopu Sił Atomowych (AFM). 
Dziś postanowiliśmy zobaczyć wytworzony wcześniej fraktal, o którym pisałam w tym wpisie i sprawdzić jego kształt przy coraz większych powiększeniach. 
Wytworzony fraktal
Zdjęcia z wykorzystaniem SEM, czerwoną ramką zaznaczyłam, który obszar został dalej powiększany.
Zdjęcia z wykorzystaniem SEM, inny fragment struktury.Chciałabym wszystkich zachęcić do śledzenia naszej strony na facebook'u (SEM - Studenci Entuzjaści Mikroskopii), która dopiero się rozwija, ale będziemy starać się umieszczać na niej ciekawe informacje. Zamierzamy zrobić fraktale o różnej wielkości i sprawdzić, który z nich będzie miał najlepszą strukturę.
Kategorie: Chemia

Fraktale ze srebra

śr., 04/23/2014 - 14:10
Fraktal (łac. fractus – złamany, cząstkowy, ułamkowy) w znaczeniu potocznym oznacza zwykle obiekt samo-podobny (tzn. taki, którego części są podobne do całości) albo "nieskończenie subtelny" (ukazujący subtelne detale nawet w wielokrotnym powiększeniu). Struktury o budowie fraktalnej są powszechnie spotykane w przyrodzie. Przykładem mogą być krystaliczne dendryty (np. płatki śniegu), system naczyń krwionośnych, systemy wodne rzek, błyskawica lub kwiat kalafiora.Zbiór Mandelbrota
Paproć BarnsleyaFraktal ze srebra powstał z 0,05 M roztworu azotanu (V) srebra,który został zalkalizowany amoniakiem. Do szalki Petriego wlałam azotan (V) srebra, a następnie amoniak tak, aby rozpuścić powstający brązowy osad. Następnie do 12 V prostownika podłączyłam spinacze: do elektrody dodatniej (anody) częściowo otwarty spinacz, a do elektrody ujemnej (katody) całkowicie rozprostowany spinacz. Następnie anodę przymocowałam na brzegu szalki, a rozprostowany spinacz umieściłam na środku naczynia, tak aby tylko jego koniuszek dotykał roztworu. Wyglądało to tak:

Podczas elektrolizy roztworu azotanu (V) srebra w wodzie amoniakalnej jony srebra redukują się do srebra metalicznego.A to utworzony fraktal:
http://pl.wikipedia.org/wiki/FraktalH. W. Roesky,K. Möckel, Niezwykły świat chemii, Wydawnictwo Adamantan, Warszawa 2001
Kategorie: Chemia

Toruński Festiwal Nauki i Sztuki

śr., 04/16/2014 - 12:17
Serdecznie zapraszam wszystkich na Toruński Festiwal Nauki i Sztuki, który odbędzie się 25-29 kwietnia. Nas oczywiście najbardziej interesują imprezy związane z chemią:




Chemia piękna - zabawa z kosmetykami dziedzina: chemia kategoria: Impreza festiwalowa terminy: sobota, 26 kwietnia, od 10:00 do 10:45
sobota, 26 kwietnia, od 11:00 do 11:45
sobota, 26 kwietnia, od 12:00 do 12:45 miejsce: Wydział Chemii UMK wiek: przedszkolaki, dzieci ze szkoły podstawowej, młodzież z gimnazjum, młodzież z liceum
Więcej szczegółów…
I Ty możesz wyhodować swój nanorurkowy las dziedzina: chemia kategoria: Impreza festiwalowa terminy: poniedziałek, 28 kwietnia, od 11:00 do 12:30
wtorek, 29 kwietnia, od 11:00 do 12:30 miejsce: Wydział Chemii UMK wiek: młodzież z liceum, dorośli
Więcej szczegółów…
Jak wydobyć zapach - jak przed wiekami arabscy alchemicy wonne olejki otrzymywali dziedzina: chemia kategoria: Impreza festiwalowa terminy: sobota, 26 kwietnia, od 11:00 do 12:00
niedziela, 27 kwietnia, od 11:00 do 12:00 miejsce: Wydział Chemii UMK wiek: młodzież z gimnazjum, młodzież z liceum, dorośli
Więcej szczegółów…



Lady Chemia Gaga dziedzina: chemia kategoria: Impreza festiwalowa terminy: poniedziałek, 28 kwietnia, od 14:30 do 15:30
poniedziałek, 28 kwietnia, od 16:00 do 17:00 miejsce: ZS UMK Gimnazjum i Liceum Akademickie wiek: dzieci ze szkoły podstawowej, młodzież z gimnazjum, młodzież z liceum
Więcej szczegółów...




Magiczna podróż przez świat chemii dziedzina: chemia kategoria: Impreza dla dzieci terminy: poniedziałek, 28 kwietnia, od 10:00 do 12:00
wtorek, 29 kwietnia, od 10:00 do 12:00 miejsce: Wydział Chemii UMK wiek: przedszkolaki, dzieci ze szkoły podstawowej
Więcej szczegółów…


Mobilne laboratorium - analiza wody, zrób to sam dziedzina: chemia kategoria: Główna impreza festiwalowa terminy: sobota, 26 kwietnia, od 10:00 do 16:00
niedziela, 27 kwietnia, od 10:00 do 16:00 miejsce: Rynek Staromiejski wiek: dzieci ze szkoły podstawowej, młodzież z gimnazjum, młodzież z liceum, dorośli, seniorzy
Więcej szczegółów…
Raz - gazy, dwa - gazy, gazy trzy razy dziedzina: chemia kategoria: Impreza dla dzieci terminy: poniedziałek, 28 kwietnia, od 10:00 do 11:00
wtorek, 29 kwietnia, od 10:00 do 11:00 miejsce: Wydział Chemii UMK wiek: przedszkolaki, dzieci ze szkoły podstawowej

Więcej szczegółów…

Wiedza Trochę Fajniej - pokaz efektów specjalnych dziedzina: chemia kategoria: Impreza festiwalowa termin: sobota, 26 kwietnia, od 20:45 do 21:30 miejsce: Basen przy Wydziale Chemii UMK wiek: dzieci ze szkoły podstawowej, młodzież z gimnazjum, młodzież z liceum, dorośli, seniorzy
Więcej szczegółów…
Współczesna chemia światła dziedzina: chemia kategoria: Impreza festiwalowa termin: sobota, 26 kwietnia, od 17:30 do 19:00 miejsce: Plac przed Wydziałem Chemii UMK wiek: przedszkolaki, dzieci ze szkoły podstawowej, młodzież z gimnazjum, młodzież z liceum, dorośli, seniorzy
Więcej szczegółów…
Wykłady Noblowskie. Chemia dziedzina: chemia kategoria: Główna impreza festiwalowa termin: sobota, 26 kwietnia, od 15:30 do 16:15 miejsce: Collegium Maximum UMK wiek: młodzież z gimnazjum, młodzież z liceum, dorośli, seniorzy
Więcej szczegółów…
Zabawa z chemią - pierwsze kroki w nowoczesność dziedzina: chemia kategoria: Impreza festiwalowa terminy: sobota, 26 kwietnia, od 10:00 do 10:30
sobota, 26 kwietnia, od 10:30 do 11:00
sobota, 26 kwietnia, od 11:00 do 11:30
sobota, 26 kwietnia, od 11:30 do 12:00
sobota, 26 kwietnia, od 12:00 do 12:30
sobota, 26 kwietnia, od 12:30 do 13:00
wtorek, 29 kwietnia, od 12:00 do 12:30
wtorek, 29 kwietnia, od 12:30 do 13:00
wtorek, 29 kwietnia, od 13:00 do 13:30
wtorek, 29 kwietnia, od 13:30 do 14:00
wtorek, 29 kwietnia, od 14:00 do 14:30
wtorek, 29 kwietnia, od 14:30 do 15:00 miejsce: Wydział Chemii UMK wiek: dzieci ze szkoły podstawowej, młodzież z gimnazjum
Więcej szczegółów…





Jak widać wybór jest duży. Na większość imprez obowiązują wcześniejsze zapisy, ale można znaleźć i takie, na które nie trzeba wcześniej rezerwować miejsc i po prostu przyjść. Zachęcam do zapoznania się ze szczegółami.



Informacje pochodzą ze strony festiwalu. Oczywiście jest wiele innych bardzo ciekawych imprez, dlatego warto skorzystać z wyszukiwarki.

Na koniec kilka zachęcających zdjęć z pokazów Studenckiego Koła Naukowego Chemików UMK:












Kategorie: Chemia

Katalizatory - nanoramki

sob., 04/12/2014 - 15:26


Mikroskopowa struktura materiału ogromnie zmienia jego zdolności katalityczne. Chemia na poziomie atomowym bezpośrednio wpływa na aktywność i trwałość katalizatora. Jednak, mikroskopowe właściwości są trudne do zrozumienia i kontrolowania. Większość skutecznych katalizatorów zawiera znaczne ilości metali szlachetnych, co sprawia, że są zbyt drogie. Z tego powodu naukowcy podjęli się syntezy nowej klasy elektrokatalizatorów zbudowanych z nanokryształów platynowo-niklowych. Stworzone nanoramki Pt3Ni mają 22 razy większą aktywność, niż standardowe katalizatory z platyny i węgla, a na dodatek zawierają około 85% mniej metalu szlachetnego. 
Platyna jest jednym z najlepszych elektrokatalizatorów stosowanych w wielu procesach, które wymagają redukcji tlenu, np. akumulatory metalowo-powietrzne, ogniwa paliwowe i elektroliza wodnych roztworów zasad. Jedyną przeszkodą w użyciu tego metalu szlachetnego na masową skalę, jest jego wysoka cena. Znaczne wysiłki badawcze skierowane są na rozwijanie elektrokatalizatorów, które używają znacznie mniejsze ilości platyny, ale są równie wydajne. Jedną z metod osiągnięcia tego celu jest uzyskanie stopu platyny z metalami nieszlachetnymi. Inne podejście to zwiększenie stosunku powierzchni do objętości materiału przez stworzenie pustych i porowatych nanocząstek. Naukowcy połączyli te dwie metody, żeby przekształcić wielościenne nanocząstki Ni3Pt  w otwarte, trójwymiarowe ramki, w których pod wpływem temperatury większość platyny gromadzi się na zewnętrznych powierzchniach krawędzi .
Aby wyprodukować nanoramki, na początku trzeba zsyntetyzować nanokryształy Ni3Pt. Początkowy kształt Ni3Pt to dwunastościan rombowy o wymiarach około 20 nm. Następnie zanurza się  takie kryształy w roztworze chemicznym, który selektywnie niszczy je formując trójwymiarowe nanoramki Pt3Ni. Powierzchnie wewnętrzne wielościanu są trawione przed krawędziami, które początkowo zawierają największą ilość platyny. W ten sposób w powstałej strukturze powierzchnia wszystkich krawędzi zawiera duże ilości tego szlachetnego pierwiastka, który ułatwia redukcję tlenu i reakcje, w których wydziela się wodór.  Otwarta struktura nanoramek zapewnia łatwy dostęp reagentów do powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej katalizatora. Materiały takie jak nanoramka wykazują polepszone właściwości strukturalne, na przykład większą wytrzymałość, odporność na uszkodzenia i możliwość regeneracji.  
Początkowo monokrystaliczne nanocząstki Ni3Pt są trawione, aby stworzyć pustą nanoramkę o takiej samej geometrii. Kiedy nanoramki są ogrzewane ich skład zmienia się (Pt3Ni), a na powierzchni krawędzi tworzy się powłoka z dużą zawartością Pt.
Nanoframe Catalysts, Julia R. Greer, Science 343, 1319 (2014), DOI: 10.1126/science.1251865
Kategorie: Chemia