Атом құрылымының материал қасиеттеріне әсері (көміртегі мысалында) Графен. Наноматериалдар. Асқын өткізгіштер

[pic 1]

ҚР білім және ғылым министрлігі әл-Фараби атындағы ҚазҰУ  Халықаралық қатынастар факультеті

Студенттің өзіндің жұмысы (СРС)

Тақырыбы:   Атом құрылымының  материал қасиеттеріне әсері                  (көміртегі мысалында) Графен. Наноматериалдар. Асқын өткізгіштер. Қатты электролиттер.

Орындаған:  Нәзірқұл А.

Қабылдаған:  Наурызбаева Г.К.

Алматы - 2018 жыл

Жоспар

І. Кіріспе        3

ІІ. Негізгі бөлім        4

А. Атом құрылымының  материал қасиеттеріне әсері        4

Б. Графен        5

С. Наноматериалдар        6

Д. Асқын өткізгіштер        7

E. Қатты электролиттер        8

ІІІ. Қорытынды        9

Пайдаланылған әдебиеттер        10

І. Кіріспе

        Барлық заттар бөлiнбейтiн аса ұсақ бөлшектерден  атомдардан тұрады деген ұғым ерте қалыптасқан болатын. Физика ғылымының дамуы барысында ХIХ ғасырдың аяғына қарата атомның қасиеттерiне байланысты жаңа тәжiрибелiк деректер жинала бастады.  Атомды күрделi жүйе деп ұйғарып, оның алғашқы моделiн ұсынған ғалым – Дж.Томсон. Томсон моделi бойынша атом дегенiмiз радиусы шамамен 10-10 м болатын шар. Бұл шардың бүкiл көлемi оң зарядталған, ал терiс зарядталған электрондар оның iшiнде су тамшысының iшiнде жүзiп жүрген түйiршiктер тәрiздi қозғалып жүредi атомның өзңне тән ерекшеліктерге ие. Жалпы физикада тағы бір ерекше материалдың бірі графен болып табылады. Ол алмаз бен графиттен ерекшеленетін көміртегінің жаңа формасы. Графен көміртегінің екі өлшемді модификациясы – қалыңдығы бір атом болатын көміртегі атомдарының қабаты болып саналады.  Ал асқын өткізгіштер, наноматериалдар және электролиттер физика саласындағы ерекше тақырыптардың бірі болып табылады. Мәселен наноматериалдар дегеніміз 1 мен 100 нм ден құралған бөлшектерден құралған жаңа технологиялық көмектердің  арқасында құралған материалдар болып саналады. Әр қайыссының физика саласында өзіндік рөлі бар.

ІІ. Негізгі бөлім

А. Атом құрылымының  материал қасиеттеріне әсері

        Атом – бөлінбейтін ұсақ бөлшек. Атомды күрделi жүйе деп ұйғарып, оның алғашқы моделiн ұсынған ғалым – Дж.Томсон. Томсон моделi бойынша атом дегенiмiз радиусы шамамен 10-10 м болатын шар. Бұл шардың бүкiл көлемi оң зарядталған, ал терiс зарядталған электрондар оның iшiнде су тамшысының iшiнде жүзiп жүрген түйiршiктер тәрiздi қозғалып жүредi.Атомның құрылысына келер болсақ, атомдар ядродан құралады. Ал сол ядроның ішінде протон және нейтрон болады.  Ол жердегі протон орң зарядталса, нейтрон теріс зарядталады. Протонның заряды абсолют шамасы жағынан электронның зарядына тең. Протон мен нейтрон нуклон деп аталатын ядролық бөлшектiң әртүрлi зарядтық күйi болып табылады. Ядродағы протондардың саны Z, Менделеевтiң периодтық жүйесiндегi химиялық элементтiң атомдық нөмiрiмен сәйкес. Ядродағы нейтрондадың саны N деп белгiленедi. Ядроның массалық саны деп A=N+Z болатын нуклондардың жалпы санын айтады. Жалпы атомдар бір-бірімен құралып молекуланы түзеді. Молекулалар өз кезегінде заттардың күйін,материалын береді. Мәселен, молекулалардың тығыз орналасуы қатты затты береді де белгілі бір көлем пен пішінге ие болады. Ал сұйықтың молекулалары тығыз емес орналасып, пігіні не көлемі болмай, тек өзі құйылған заттың көлеміне ие болады. Ал газдар  молекулалары хаостық қозғалыфсқа ие, олардың пішіні немесе көлемі болмайды.

Б. Графен

        Графен дегеніміз барлық  атомдары жазықтықта тең алтыбұрыш  үлгісінде  орналасқан көмірсутектердің екі өлшемді модификациясы. Оның қасиеттеріне тоқталар болсақ:

• Иілгіш
• Жеңіл
• Электр өткізгіш

 Бұл заттың қасиеттерінің теориялық зерттелінуі 1947 жылы басталған. 2004 жылы Андрей Гейм және Константин Новоселов жетекшілік еткен Манчестер университеті мен Черноголовкадағы Микроэлектроника технологиясының проблемалары институтының бір топ ғалымдары графеннің сәтті тұрақталғанын жария етті. Графеннің әртүрлі салаларда таптырмайтын зат ретінде айрықша физикалық- химиялық қасиеттерге ие екені анықталды. Графен электр тогын мыс сияқты жақсы өткізеді. Электр тогын өткізу бойынша болаттан 100 есе мықты болып табылады.  Сонымен қатар балқыту температурасы 3000 градус цельсий болып табылады.  Графен қолданылуы бойынша, жеңіл ұшақтар және өте жылдам жұмыс жасай алатын  компьютерлер жасауға  мүмкіндік береді.  Оның қазірғі ғаламда жаңа технологиялар жасауда маңызы зор болып табылады. Сонымен қатар оң тұстары да жетерлік.