Świat nanocząstek

Krzysztof Kurzydłowski, Małgorzata Lewandowska, Witold Łojkowski

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-18818-4

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2016

Liczba stron:

419

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

. Świat nanocząstek. Red. Kurzydłowski, Krzysztof; Lewandowska, Małgorzata; Łojkowski, Witold . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2016, 419 s. ISBN 978-83-01-18818-4

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A2 Kurzydłowski, K.

A2 Lewandowska, M.

A2 Łojkowski, W.

T1 Świat nanocząstek

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2016

SN 978-83-01-18818-4

Bibliografia BibTex:

@Book{ 163561, author = "", editor = "Kurzydłowski, Krzysztof and Lewandowska, Małgorzata and Łojkowski, Witold", title = "Świat nanocząstek", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2016", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-18818-4" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU -

ED - Kurzydłowski, Krzysztof

ED - Lewandowska, Małgorzata

ED - Łojkowski, Witold

TI - Świat nanocząstek

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2016

SN - 978-83-01-18818-4

ER -

Netografia (standard APA):

. Red. Kurzydłowski, Krzysztof; Lewandowska, Małgorzata; Łojkowski, Witold. Świat nanocząstek [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2016 [dostęp: 08 05 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/swiat-nanoczastek-krzysztof-kurzydlowski-163561.

nanocząstki, biomedycyna, nanotechnologia, kataliza heterogeniczna

Nanocząstki występowały w przyrodzie od zawsze, jednak dopiero niedawno poznano wielkie możliwości ich zastosowania w wielu dziedzinach techniki. Stało się to za przyczyną ogromnego zainteresowania nanocząstkami, zarówno w środowisku naukowym, pra...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-18818-4

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2016

Liczba stron:

419

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Wprowadzenie Krzysztof J. Kurzydłowski, Małgorzata Lewandowska11
1.1. Wprowadzenie15
1. Różne sposoby postrzegania nanotechnologii Witold Łojkowski, Anna Świderska-Środa, Joanna Sobczyk15
1.2. Czym jest nanotechnologia16
1.3. Jaka jest dzisiejsza nanotechnologia17
1.4. Nanotechnologia w oczach środowiska akademickiego19
1.5. Nanotechnologia z punktu widzenia przemysłu22
1.6. Nanotechnologia w oczach rządów i instytucji finansujących naukę24
1.7. Nanotechnologia w świecie przepisów, praw i standardów25
1.8. Nanotechnologia w odbiorze społeczeństwa26
1.9. Wpływ polityki edukacyjnej na rozwój nanotechnologii27
1.10. Podsumowanie28
Literatura31
2. Technologie otrzymywania nanocząstek Urszula Narkiewicz33
2.1. Metody wytwarzania nanocząstek w fazie ciekłej36
2.1.1. Strącanie37
2.1.2. Metoda zol–żel41
2.1.3. Metody koloidalne42
2.1.4. Metody solwotermalne42
2.2. Metody otrzymywania nanocząstek w fazie gazowej43
2.3. Metody otrzymywania nanocząstek w fazie stałej45
2.4. Inne metody otrzymywania nanocząstek46
2.4.1. Metoda samoorganizacji46
2.4.2. Metoda wyładowania łukowego46
2.4.3. Rozdrabnianie wybuchowe i elektroeksplozja47
2.4.4. Techniki mikrofalowe47
2.4.5. Techniki ultradźwiękowe48
2.4.6. Metoda próżniowego odparowania przepływającego płynu48
2.4.7. Metoda elektroosadzania48
2.4.10. Kontrolowana krystalizacja z amorficznych prekursorów49
2.4.8. Powlekanie obrotowe49
2.4.9. Strącanie w płynach w stanie nadkrytycznym49
Literatura50
2.4.11. Metody z udziałem mikroorganizmów50
3.1. Zerowymiarowe nanomateriały węglowe53
3. Nanomateriały węglowe Urszula Narkiewicz53
3.2. Jednowymiarowe nanomateriały węglowe55
Literatura58
4.1. Wstęp60
4.2. Procesy rekombinacji promienistej60
4. Nanocząstki tlenków o szerokiej przerwie energetycznej jako luminofory i znaczniki biologiczne Marek Godlewski, Michał Marek Godlewski60
4.3. Luminofory w lampach fluorescencyjnych62
4.4. Ziemie rzadkie jako aktywatory świecenia luminoforów68
4.5. Czy nanorozmiary są potrzebne72
4.6. Znaczniki fluorescencyjne do zastosowań w biologii i medycynie75
4.7. Znaczniki fluorescencyjne nowej generacji77
4.8. Zastosowanie luminoforów domieszkowanych jonami metali ziem rzadkich w badaniach biomedycznych79
Literatura82
5.1. Wprowadzenie84
5. Nanocząstki a kataliza heterogeniczna Marcin Pisarek84
5.2. Kataliza heterogeniczna (kataliza kontaktowa)86
5.2.1. Wymagania stawiane katalizatorom88
5.2.2. Etapy reakcji chemicznych w katalizie heterogenicznej88
5.3. Otrzymywanie nanocząstek stosowanych w katalizie90
5.4. Metody charakteryzowania nanocząstek stosowanych w katalizie91
5.5. Przykłady zastosowania nanocząstek w reakcjach katalitycznych. Wpływ czynników morfologicznych, strukturalnych, chemicznych oraz geometrycznych95
5.6. Podsumowanie101
Literatura102
6.1. Nanorurki węglowe104
6. Nanocząstki zwiększające przewodność elektryczną Ewelina Ciecierska104
6.2. Grafen106
Literatura109
7.1. Wprowadzenie110
7. Nanocząstki w zastosowaniach biomedycznych Agata Roguska110
7.2. Nanocząstki metali szlachetnych111
7.3. Nanoczątski hyroksyapatytowe115
7.4. Nanocząstki magnetyczne117
7.5. Kropki kwantowe120
7.6. Nośniki leków122
7.7. Biosensory125
7.8. Podsumowanie126
Literatura127
8. Metody i procedury charakteryzowania morfologii nanocząstek Anna Świderska-Środa129
8.1. Parametry opisu budowy nanocząstek i techniki ich pomiaru130
8.1.1. Fundamentalne elementy charakterystyki nanoobiektów130
8.1.2. Techniki badawcze, stosowane w miernictwie nonoobiektów131
8.2. Znaczenie procedur w analizie morfologicznej nanocząstek136
8.2.1. Procedura badań nanomateriałów stosowana w Laboratorium Nanostruktur137
8.3. Nanometrologia w dokumentach UE139
8.4. Podsumowanie140
Literatura140
9. Obrazowanie nanocząstek metodami mikroskopii sił atomowych Michał Woźniak142
9.1. Sonda skanująca144
9.2. Rozdzielczość pikselowa144
9.3. Warunki środowiskowe145
Literatura152
10. Obrazowanie nanocząstek metodami mikroskopii elektronowej Tomasz Płociński154
10.1. Oddziaływanie wiązki elektronów z materią158
10.2. Detektory160
10.3. Mikroskopy wysokorozdzielcze HR STEM/TEM, wyposażone w korektor aberracji sferycznej i/lub chromatycznej162
10.4. Uchwyty165
10.5. Mikroanaliza składu chemicznego nanocząstek165
10.6. Przygotowanie nanocząstek do obserwacji w mikroskopie elektronowym168
Literatura170
11.1. Wstęp171
11.2. Parametry lokalne i globalne171
11. Metody opisu kształtu i pomiary wielkości nanocząstek Krzysztof Rożniatowski, Tomasz Wejrzanowski171
11.3. Ograniczenia pomiarowe172
11.4. Obrazowanie nanocząstek173
11.5. Parametry opisujące wielkość i kształt174
11.6. Analiza obrazu i wyznaczanie wielkości parametrów177
11.7. Podsumowanie180
Literatura180
12. Pomiar rozkładu wielkości nanocząstek metodą rozpraszania światła laserowego Agnieszka Opalińska182
Literatura192
13.1. Układy dyspersyjne193
13. Pomiar stabilności koloidów i zawiesin nanocząstek Jacek Wojnarowicz, Agnieszka Opalińska193
13.1.1. Stabilność koloidów i zawiesin194
13.1.2. Siły i oddziaływania między cząsteczkami195
13.1.3. Niestabilność Ostwalda198
13.1.4. Ruchy Browna199
13.1.5. Teoria DLVO (podwójna warstwa elektryczna)200
13.1.6. Zmienność układów dyspersyjnych201
13.1.7. Termodynamiczny aspekt stabilności układu dyspersyjnego202
13.1.8. Efekt steryczny204
13.2. Proces destabilizacji zawiesin i koloidów205
13.1.9. Podsumowanie205
13.3. Zasada pomiaru stabilności metodą MLS207
13.3.1. Stabilność209
13.3.2. Zmiana wielkości cząstek210
13.3.3. Migracja cząstek211
13.3.4. Połączenie niestabilności212
13.4. Stabilność elektrostatyczna – potencjał zeta213
13.3.5. Podsumowanie213
13.4.1. Pomiary potencjału zeta metodą elektroforetyczną215
13.4.2. Pomiary potencjału zeta metodą elektroakustyczną216
13.4.3. Pomiary potencjału zeta metodą potencjału strumieniowego217
13.4.4. Podsumowanie217
13.5. Podsumowanie rozdziału218
Literatura218
14.1. Wstęp221
14. Pomiar rozmiaru nanokryształów metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego Stanisław Gierlotka221
14.2. Dyfrakcja promieniowania na kryształach222
14.2.1. Analogie do dyfrakcji światła222
14.2.2. Specyficzne cechy dyfrakcji na kryształach223
14.2.3. Dyfrakcja na polikryształach225
14.2.4. Jak rozmiar krystalitu uwidacznia się na dyfraktogramach227
14.3. Określanie średniego rozmiaru krystalitów – metoda Scherrera230
14.4. Małe krystality z naprężeniami – metoda Williamsona–Halla237
14.5. Badanie rozkładu wielkości krystalitów przez analizę kształtu piku dyfrakcyjnego240
14.5.1. Ograniczenie metody analizy kształtu piku245
14.6. Podsumowanie, czyli jak postępować w praktyce246
Literatura247
15.1. Zasada działania248
15. Badanie rozkładu wielkości nanokrystalitów metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego Roman Pielaszek248
15.2. Proszki monodyspersyjne – metoda Scherrera250
15.3. Proszki polidyspersyjne252
15.3.1. Metoda Integral Breadth (uogólniona)254
15.3.2. Metoda Scherrera uogólniona, FW1_ 5/4_ 5M256
15.3.3. Nanokryształy dużych cząsteczek257
15.3.4. Metody bezpośredniego dopasowania259
15.3.5. Narzędzia internetowe260
15.4. Oszacowanie i redukcja błędów pomiarowych262
15.4.1. Błąd oznaczenia stałej sieci nanokryształów262
15.4.2. Błąd oznaczenia rozmiaru ziarna nanokryształów263
15.4.3. Określanie poziomu tła piku263
15.5. Ograniczenia metod rentgenowskich264
15.6. Podstawy ﬁzyczne (dla dociekliwych)265
15.6.1. Równanie Debye’a265
15.6.2. Równanie Debye’a dla kryształów, warunek Bragga265
15.6.3. Proﬁl linii i stała Scherrera dla kryształów prostopadłościennych269
15.6.4. Proﬁl linii i stała Scherrera dla kryształów kulistych271
15.6.5. Proﬁl linii dla proszków polidyspersyjnych (wielościany)272
15.6.6. Proﬁl linii dyfrakcyjnej dla proszków polidyspersyjnych (ziarna kuliste)276
15.6.7. FW1_ 5/4_5M – metoda Scherrera dla proszków polidyspersyjnych278
15.6.8. Metoda Integral Breadth (uogólniona)281
15.6.9. Oszacowanie błędów pomiarowych stałej sieci282
Literatura284
15.6.10. Oszacowanie błędów pomiaru rozmiaru ziarna284
16. Znaczenie morfologii w kształtowaniu właściwości nanocząstek Anna Świderska-Środa285
Literatura288
17.1. Czy nanocząstki są toksyczne289
17. Toksyczność nanocząstek i sposoby jej wyznaczania Agnieszka Gajewicz, Tomasz Puzyn, Przemysław Oberbek, Michał Woźniak289
17.2. Potencjalne mechanizmy toksyczności nanocząstek291
17.3. Ocena ryzyka stwarzanego przez nanocząstki293
17.4. Metody eksperymentalne295
17.4.1. Metody in vitro296
17.4.2. Metody mikroskopowe299
17.4.3. Metody in vivo303
17.4.4. Podstawowe badania toksykometryczne304
17.5. Metody komputerowe (in silico)307
17.5.1. Zbieranie danych eksperymentalnych308
17.5.2. Podział związków na zbiór uczący i testowy308
17.5.3. Obliczenie deskryptorów309
17.5.4. Kalibracja i walidacja modelu311
17.6. Przykłady zastosowania metod QSAR do nanocząstek315
17.7. Podsumowanie321
Literatura322
18. Bezpieczeństwo i higiena pracy z nanocząstkami Anna Świderska-Środa328
18.1. Ochrona zdrowia pracowników329
18.1.1. Rekomendowane limity stężeń nanocząstek w środowisku pracy329
18.1.2. Rekomendowane środki ochrony pracowników331
18.2. Ryzyko pożaru i eksplozji w środowisku pracy336
18.2.1. Środki ochrony przeciwpożarowej336
18.3. Przekazywanie informacji w łańcuchu dostaw337
18.3.1. Karty charakterystyki materiału337
18.4. Podsumowanie339
18.3.2. Etykiety znamionowe na pojemnikach339
Literatura340
19.1. Definicje i normy343
19. Nanomateriały w świetle przepisów Unii Europejskiej Anna Świderska-Środa, Agnieszka Baran343
19.1.1. Definicja nanomateriału343
19.1.2. Działania normalizacyjne w nanotechnologii347
19.2. Kluczowe regulacje Unii Europejskiej dotyczące substancji chemicznych, w tym nanomateriałów349
19.2.1. System kontroli substancji chemicznych w Unii Europejskiej349
19.3. Przepisy sektorowe zawierające odniesienia do nanomateriałów355
19.3.1. Produkty kosmetyczne355
19.3.2. Produkty biobójcze356
19.3.3. Produkty spożywcze356
19.4. Przepisy na poziomie krajowym odnoszące się do nanomateriałów358
19.5. Podsumowanie360
Literatura360
20. Polityka i działania Unii Europejskiej w odniesieniu do nanomateriałów Anna Świderska-Środa364
Literatura367
21.1. Nanotechnologia na świecie369
21. Rynek nanocząstek tlenków metali Elżbieta Krawczyk-Dembicka369
21.2. Nanotechnologia w Polsce373
21.3. Rynek nanocząstek tlenków metali376
21.3.1. Nanocząstki tlenku glinu (Al2O3)378
21.3.2. Nanocząstki tlenku antymonu cyny (ATO)381
21.3.3. Nanocząstki tlenku bizmutu (Bi2O3)382
21.3.4. Nanocząstki ditlenku ceru (CeO2)382
21.3.5. Nanocząstki tlenku kobaltu (CoO)383
21.3.6. Nanocząstki tlenku miedzi (CuO)384
21.3.7. Nanocząstki tlenku żelaza (Fe2O3 oraz Fe3O4)384
21.3.8. Nanocząstki tlenku indu (In2O3)385
21.3.9. Nanocząstki tlenku magnezu (MgO)385
21.3.10. Nanocząstki tlenku manganu (MnO oraz Mn2O3)386
21.3.11. Nanocząstki tlenku niklu (NiO)387
21.3.12. Nanocząstki ditlenku krzemu (SiO2)387
21.3.13. Nanocząstki ditlenku tytanu (TiO2)388
21.3.14. Nanocząstki tlenku itru (Y2O3)388
21.3.15. Nanocząstki tlenku cynku (ZnO)389
21.3.16. Nanocząstki ditlenku cyrkonu (ZrO2)390
Literatura402
Ważniejsze skróty i akronimy403
Skorowidz411

Wprowadzenie

jakimetodaddytywnych(ang.bottomup),wktórychcząstkisąDskładane”atom

poatomie.Procestakiegoskładaniamożnaprowadzićzarównowśrodowiskach

gazowych,jakiciekłych.Szczególnąuwagępoświęcononanocząstkomwęglo-

wym,tj.fulerenom,nanorurkomwęglowymigrafenowi,którympoświęconyjest

rozdział3.

Mnogośćtechnikwytwarzaniananocząstekwdużymstopniupowiązanajest

zmnogościąichaplikacji,którychliczbastalerośnie.Wieleznichzostałoomó-

wionychwrozdziałach4-7.Wrozdziałachtychomówionozastosowanienano-

cząstekwoptoelektronice,katalizieorazwwytwarzaniumateriałówkonstrukcyj-

nychifunkcjonalnych.Uwzględnionotakżewykorzystanienanocząstekwnaukach

ożyciuimedycynie.

Istotananotechnologiitowykorzystanienowychcechmateriału,któresięuwi-

daczniają,gdyrozmiarcząstkijestmniejszyod100nm.Skorowłaściwościnano-

cząstekzależąsilnieodichrozmiaruikształtu,dokładnypomiartychparametrów

jestwarunkiemkoniecznymdootrzymywaniapowtarzalnychmateriałówostałych

właściwościach.Zagadnieniananometrologiisąwięcjednymiznajważniejszych

zpunktuwidzeniapraktycznychzastosowańnanocząstek.Wrozdziale8opisano

metodyiproceduryanalizymorfologicznejnanocząstek.

Nanocząstkisątakmałe,żedoichzobrazowaniapotrzebnesąspecjalnemikro-

skopyodużympowiększeniu,rzędu10000razy.Dopierobowiemjeślipomnożymy

0,1mikrometraprzez10000,otrzymamy1milimetr.Cząstkaowymiarzemaksy-

malnymdlananocząstek,czyli100nm=0,1mikrometra,wprzypadkupowięk-

szenia10000razyjestwięczobrazowanajakoobiektowymiarze1milimetra,co

dajepotencjalniemożliwośćrozpoznaniajejcechgeometrycznych,wtymkształtu.

Oczywiściemniejszenanocząstkimogąbyćprzytakimpowiększeniuniewidoczne,

cooznacza,żewpraktycepotrzebnesąnamwiększepowiększenia,zwykleprze-

kraczające100000.Gdytęinawetpoprzedniąwartość,10000,zestawimyzpo-

większeniamiuzyskiwanymiwzględnieprostymimikroskopamiopartyminaświetle

widzialnym,któredająpowiększeniarzędu1000razy,stajesięjasne,żezobrazowa-

nienanocząstekwymagazaawansowanychmikroskopów,wktórychwykorzystuje

sięoptykęelektronową.WięcejnatematmetodobrazowaniananocząstekCzytel-

nikznajdziewrozdziałach9i10,wktórychomówionotechnikimikroskopiisił

atomowychorazmikroskopiielektronowej.

Nanocząstkimogąistotnieróżnićsięwielkościąikształtem.Ponieważjedna

idrugazwymienionychcechmaistotnywpływnawłaściwościnanocząstek,zagad-

nieniemsamymwsobiejestilościowyopisichgeometrii.Tematowitemupoświę-

conyjestrozdział11,wktórymwszczególnościomówionometodykomputerowej

analizyobrazów.Temattenjestdopewnegostopniakontynuowanywrozdziale

12,wktórymprzedyskutowanokwestiestatystycznegopodejściadonanocząstek,

tworzącychpopulacjeróżniącesięnietylkośredniąwielkością,aletakżestopniem

rozproszeniawielkości.

Zazwyczajnanocząstkiłącząsięwaglomeratyorozmiarachnawetmikro-

metrowychiprzechowywanesąwzawiesinachwcieczy.Metodycharakteryzowania

Brak wyników

Świat nanocząstek

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra