Νανοτεχνολογία Σετ πειραμάτων Νάνο-Φυσικής

Νανοτεχνολογία Σετ πειραμάτων Νάνο-Φυσικής

Πώς φτάνετε από την απλή χαλαζιακή άμμο σε ένα πλακίδιο πυριτίου υψηλής απόδοσης και πώς λειτουργεί το φαινόμενο μνήμης στα κράματα μνήμης σχήματος; Γιατί μπορεί το λυκοπόδιο να είναι εξαιρετικά υδρόφοβο και να προκαλεί ταυτόχρονα τεράστιες εκρήξεις; Ή πώς λειτουργούν τα έξυπνα επιχρίσματα επιφάνειας, π.χ. στην αυτοκινητοβιομηχανία (flip-flop effect) ή στην βιομηχανία ηλεκτρονικών (επιστρώσεις ITO); Αυτό το κιτ πειράματος παρέχει σχετικές απαντήσεις σε όλες αυτές τις ερωτήσεις. Ελπίζουμε ότι τα πειράματα που περιγράφονται εδώ θα σας βοηθήσουν να περάσετε μερικές ενδιαφέρουσες ώρες στον κόσμο των μικρών σωματιδίων και των λεπτών δομών. Μερικά από τα πειράματα που παρουσιάζονται εδώ προορίζονται μόνο για επίδειξη, αλλά άλλα μπορούν να ενσωματωθούν σε μαθήματα υπό την επίβλεψη ενός δασκάλου χωρίς υπερβολική προετοιμασία.

Το Σετ πειραμάτων Νάνο-Φυσικής περιλαμβάνει:

1.Προστατευτικά γάντια

2. Πυριτική άμμος

3. Πλαστική λαβίδα

4. Πλακίδιο πυριτίου

5. Σιδηρορευστό

6. Διάλυμα τενζιδίου

7. Ορεία κρύσταλλος

8. Τρυβλίο petri

9. Σύρμα μνήμης

10. LED

11. Γυαλιά προστασίας

12. Μπαταρίες

13. Καλώδια κροκοδειλάκια

14. ΙΤΟ φύλλο γυαλιού

15. Απλό φύλλο γυαλιού

16. Μαγνήτης

17. Ημισφαίριο (φαινόμενο Flip flop)

18. Σπόροι Λυκοποδίου

19. Φιαλίδιο με πώμα

20. Πιπέτες

Αναλυτικά τα πειράματα:

Πείραμα 1: Αύξηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας μέσω του οξειδίου του ινδίου- κασσιτέρου (ITO)
Το κοινό γυαλί δεν είναι αγώγιμο, δηλαδή δεν μπορεί να μεταδώσει ηλεκτρικά ρεύματα. Ωστόσο, το ειδικό γυαλί σε αυτό το κουτί μπορεί να το κάνει επειδή το γυαλί καλύπτεται με ένα εξαιρετικά λεπτό, αόρατο νανοστρώμα, το λεγόμενο στρώμα ITO. Ο όρος ITO σημαίνει οξείδιο ινδίου-κασσιτέρου, μια ένωση μικτού οξειδίου του ινδίου και του οξειδίου του κασσιτέρου. Είναι ημι αγώγιμο και διαφανές, οι ιδιότητες αυτές αποτελούν τη βάση για την παραγωγή ηλεκτρικά αγώγιμου γυαλιού.

Πείραμα 2: Το μαγνητικό πεδίο
Με τη βοήθεια των σιδηρορευστών, είναι πολύ εύκολο να αποδειχθεί το μαγνητικό πεδίο γύρω από έναν μαγνήτη, το πεδίο που τραβά από το βορρά στο νότιο πόλο ενός μαγνήτη και που σχηματίζει κλειστά κυκλώματα. Τα σιδηρορευστά ευθυγραμμίζονται σύμφωνα με τις γραμμές δύναμης και προσπαθούν να τις ακολουθήσουν.

Πείραμα 3: Διαχωρισμός πυκνότητας με σιδηρορευστό
Σε αυτό το πείραμα ένα μη μαγνητικό νόμισμα, το οποίο βυθίζεται πρώτα στον πυθμένα του υγρού λόγω της πυκνότητάς του, «κολυμπά» στην κορυφή παρουσία ενός μαγνητικού πεδίου.

Πείραμα 4: Μέταλλο μνήμης – μετακινήσεις ατόμων στη νανοδιάσταση
Αυτό το πείραμα περιλαμβάνει σύρμα NITINOL. Το NITINOL είναι το όνομα που δίνεται σε όλες σχεδόν τις στοιχειομετρικά συνθέσεις που αποτελούνται από νικέλιο και τιτάνιο που επιδεικνύουν το λεγόμενο φαινόμενο μνήμης. Το σύρμα που χρησιμοποιείται σε αυτό το πείραμα έχει ψευδο-ελαστική συμπεριφορά.

Πείραμα 5: Εκτόξευση φωτιάς με μικρά σωματίδια
Το λυκοπόδιο (επίσης γνωστό με τα κοινά ονόματα πόδι λύκου ή ουρά αλεπούς) είναι ένα φυτό που ανήκει στο γένος των κρυπτόγαμων. Στο παρελθόν, οι σπόροι λυκοποδίου (σπόροι από το lycopodium clavatum) χρησιμοποιήθηκαν για ιατρικούς σκοπούς για να στεγνώνουν τις πληγές (αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο φέρει επίσης το όνομα του αλευριού της μάγισσας).
Σήμερα, οι σπόροι του λυκοποδίου χρησιμοποιούνται σε πυροτεχνικά προϊόντα και χρησιμεύουν στην εγκληματική επιστήμη για την αποκάλυψη δακτυλικών αποτυπωμάτων (σε συνδυασμό με άλλες ουσίες).

Πείραμα 6: Υπερ-υδροφοβία
Μια επιφάνεια θεωρείται υδρόφοβη όταν η γωνία επαφής μεταξύ των σταγονιδίων νερού και της επιφάνειας υπερβαίνει τις 90 μοίρες. Μια υπερ-υδρόφοβη επιφάνεια είναι εκείνη στην οποία η γωνία επαφής υπερβαίνει τις 150 μοίρες. Μια επιφάνεια γίνεται πιο υδρόφοβη καθώς γίνεται
πιο τραχιά.  Τέτοιες επιφάνειες είναι επίσης γνωστές ως επιφάνειες φακίρηδες, καθώς η σταγόνα είναι σαν φακίρης σε ένα κρεβάτι καρφιών, που έρχεται σε επαφή με την επιφάνεια μόνο σε ορισμένα σημεία. Μεταξύ των σημείων επαφής σε αυτές τις επιφάνειες σχηματίζονται θύλακες αέρα, γεγονός που μειώνει περαιτέρω την πρόσφυση.