V Всероссийский конкурс «Атомная наука и техника» Направление: применение химии в промышленности ИССЛЕДОВАНИЕ МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ МАГНИТНЫХ ПОРИСТЫХ СТЕКОЛ Исследовательская работа Выполнена учениками 10 класса МАОУ СОШ 33 г. Калининграда Гуменюк Екатериной Александровной, Чубаковым Владимиром Игоревичем Научный руководитель: учитель высшей квалификационной категории Махно Елена Сергеевна, Калининград 2012

Актуальность проблемы Возрастающий интерес к магнитным нано системам обусловлен перспективностью их использования в современных высокотехнических устройствах. Переход в радиоэлектронной промышленности, компьютерных технологий, биомедицины и биоинформатики на качественно новый уровень. Направление в современной медицине, основанное на использовании уникальных свойств наноматериалов и нанообъектов для отслеживания, конструирования и изменения биологических систем человека на нано молекулярном уровне.

В современном мире нанотехнология не обошла и область косметики. Масштабы использования наночастиц в производстве косметики растут с каждым годом

На данный момент, нанороботы находятся в научно- исследовательской стадии создания. Некоторыми учёными утверждается, что уже созданы некоторые компоненты нанороботов

Химия играет большую роль в решении наиболее актуальных проблем современного человечества. К их числу относятся: 1) синтез новых веществ и композиций с заданными свойствами, необходимых для решения различных технических задач; 2) увеличение эффективности искусственных удобрений для повышения урожайности сельскохозяйственной продукции и синтез продуктов питания из несельскохозяйственного сырья; 3) разработка и создание новых источников энергии; 4) охрана окружающей среды; 5) выяснение механизма биохимических процессов и их реализация в искусственных условиях; 6) освоение океанических источников сырья. Супрамолекулярный комплекс иона хлора

Применение нанотехнологии в химии Нанотехнология дает возможность детально изучать химические процессы на молекулярном уровне, создавать материалы с заранее заданными свойствами.

Нанотехнологии в физике и химии тесно взаимосвязаны. Развитие электроники сегодня идет за счет уменьшения размеров составляющих высокотехнических устройств, что значительно улучшает практически все характеристики изделий. Это достигается исследованием морфологии поверхностей образцов, в которых наноразмеры фиксируются.

Цели и задачи исследования Цель-Изучение морфологии поверхности магнитных стёкол Задачи: 1. Ознакомления с литературой по применению химии в промышленности. 2. Изучение принципа действия сканирующего зондового микроскопа. 3. Исследование морфологии поверхности необработанных и травленных магнитных стекол

Предмет и объект исследования Предмет исследования- поверхности магнитных пористых стёкол. Объект исследования- пористые магнитные стекла.

Ознакомления с методами исследования морфологии поверхностей В качестве метода изучения поверхности магнитных стекол мы выбрали метод сканирующей зондовой микроскопии, как наиболее эффективный для изучения крупнозернистых дефектов, вызванных процессом внедрения частиц магнетита.

Конструкция микроскопа Внешний вид измерительной головки СЗМ NanoEducator 1 – основание, 2 – держатель образца, 3 – Датчик взаимодействия, 4 – винт фиксации датчика, 5 – винт ручного подвода, 6 – винты перемещения сканера с образцом, 7 – защитная крышка с видеокамерой

Траектория относительного движения зонда и образца Если зонд оказывается над ямкой или областью, где взаимодействие слабее, то образец приподнимается, в противном случае – образец опускается.

Принцип сканирования При работе прибора образец движется в плоскости X-Y построчно, таким образом, что кончик иглы постепенно проходит над всей заданной площадью образца с шагом. Этот процесс называется сканированием

Исследование морфологии поверхности необработанных и травленных магнитных стекол Для исследования морфологии поверхности,в нашей работе мы использовали зондовый сканирующий микроскоп NanoEducator модель СЗМУ-Л5

Сканы поверхности А нетравленое травленое

Магнитное нетравлёное стекло 3D изображение 2D изображение График измерения размера доменов

Магнитное травлённое стекло 33D изображение 2D изображение График измерения размера доменов

Вывод Изучив литературу по применению химии в промышленности, мы выяснили, что нанотехнологии внедрились в различные сферы наук, которые имеют тесные связи между собой, что и сподвигло нас на исследование магнитных стекол с точки зрения как химии, так и физики. Выбран метод сканирующей зондовой микроскопии как наиболее эффективный для изучения морфологии крупнозернистых дефектов,, вызванных процессом внедрения частиц магнетита. Изучен принцип действия сканирующего микроскопа NanoEducator модель СЗМУ-Л5. Мы научились работать на нем: выбирать режим сканирования и обрабатывать результаты эксперимента. Исследована поверхность магнитных стекол, травленых и нетравленых. Анализ показал, что при травление размер доменов и шероховатостей поверхности значительно уменьшается.