Электронный научный журнал
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕМЕНТА ПЛАТИНА В МИКРО И НАНОСТРУКТУРАХ

Пин Ань 1 Чжоу Синьтун 1 Лю Цзиньфэй 1 Сунь Хунцзя 1
1 Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Нано-материалы наиболее многообещающий новый материал, известный с 20-го века .Сегодня исследование нано-материалов представляет большой интерес. По сравнению с другими материалами , у нано-материалов есть необычные свойства. Эти необычные свойства имеют огромное потенциальное значение. В этой статье дана сравнительная характеристика свойств платины в микро- и нано-структурах .Кроме того, в статье приведены поверность Ферми и зона Бриллюэна. Нано-материалы из платины широко используются в медицинской промышленности . Нано-платина используется в нефтяной и химической промышленности благодаря хорошим каталитическим свойством. В последние годы с развитием нанонауки и нанотехнологии, исследователи обнаружили, что платина в нано-структуре имеет более высокую каталитическую активность . В статье указаны способы получения нано-частиц платины.
xарaктеристика
плaтина
нано структурa.
1. Сиротин Ю.И.Шаскольская М.П основы кристаллофизики—М.Наука,1979--640с
2. The Fermi Surface Database [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.phys.ufl.edu/fermisurface/(дата обращения 14.07.2007)
3. Size-dependent melting temperature of platinum versus the size for different shapes. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3211490/figure/F1/(дата обращения 26.05.2011)
4. Kramer I.R. Surface layer effects on the mechanical behavior of metals // Advances Mech. and rface. 1986—С.109-260.
5. Способы получения наночастиц [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://nno.dtn.ru/3/16.htm
6. Платиновые наночастицы способны значительно повысить эффективность лучевой терапии [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://medforce.ru/Nanotexnologii-v-medicine/Platinovie-nanochastici-sposobni-znachitelno-povisit-effektivnost-luchevoie-terapii.html(дата обращения 31.12.2010)
7.Наноматериалы(рубрикатор) [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://www.nanometer.ru/2008/02/24/nanotechnology_6117.html (дата обращения 24.02.2008)

Платина- это металл , химический элемент , который находится 10-й группе , 6-го периода периодической системы химических элементов Менделеева, с атомным номером 78 . Тип решетки :ГЦУ .Параметры:a=b=c α=β=ϒ=90

a====0.3923нм

Связь: металлическая [1]

Прямая решетка:

Рис.1. Платина – кристаллическая решетка

Обратная решетка:

Параметр обратной решетки: ==16.016нм

Рис.2. Обратная решетка

Поверность Ферми и зона Бриллюэна[2]

Рис.3. Зона Бриллюэна Pt

Рис.4. Поверхность Ферми Pt

В таблице 1 представляют параметры платины в микро- и наноструктурах

Таблица1

Параметра

Микро-структура

Нано-структура

Размер

Температура плавления

2041,4 K

1600K

5нм

Плотность

21,09-21,45

г / см3

2,53 г / см3

3нм

Цвет

серебристо-белый

черный

5нм

Форма

твёрдое тело

порошок

3нм

Температура, при которой решетка Pt для размера 5 нм кубическая

-

1240K

5нм

 

Рис.5. График зависимости температуры плавления платины для разных размеров. [3]

Особые свойства. Физические причины специфики наноматериалов [4]

Как следует из таблицы 1, существенно уменьшается температура плавления нано-платины и её плотность. Причины изменений следующие:

Для нано-материала платины с размерами кристаллитов в нижнем нанодиапазоне D < 10 нм ряд ученых указывает на возможность проявления квантовых размерных эффектов. Такой размер кристаллитов становится соизмеримым с длиной дебройлевской волны для электрона lB ~ (meE)^(-1/2) (me – эффективная масса электрона, E – энергия Ферми). Для любой частицы с малой энергией (скорость v << скорости света c) длина волны Де Бройля определяется как lB =h/mv, где m и v – масса и скорость частицы, а h - постоянная Планка. Квантовые эффекты будут выражаться в частности в виде осциллирующего изменения электрических свойств, например проводимости.

Получение наночастицы платины[5].Чтобы получить платиновые наночастицы , используют следующие 2 способа:

1) Диспергационные методы, или методы получения наночастиц путем измельчения обычного макрообразца;

2) Конденсационные методы, или методы “выращивания” наночастиц из отдельных атомов.

Первая группа – это подход “сверху вниз”. Исходные тела измельчают до наночастиц. Это самый простой из всех способов создания наночастиц, своего рода “мясорубка” для макротел. Вторая – подход “снизу вверх”, то есть получение наночастиц путем объединения отдельных атомов

Применение нано-платины:

1) Платиновые наночастицы существенно повышают биологическую эффективность облучения.[7]

2) Терапия платиновыми наночастицами[6].Хотя золотые наночастицы были очень популярны среди исследователей наномедицины, сформировался новый подход, который сочетает в себе избирательные свойства платиновых наночастиц с адронной терапией (облучение ткани быстрыми ионами углерода). Французско-японская группа исследователей показала, что платиновые наночастицы сильно повышают биологическую эффективность облучения.

3) Недавно был разработан простой способ получения наноструктурированной платины из раствора без участия ПАВ (Поверхностно-активные вещества), при этом удалось нанести такую наноструктурированную платину на углеродную бумагу – основной кандидат на "должность" каталитического слоя мембран топливных элементов.[7]


Библиографическая ссылка

Пин Ань, Чжоу Синьтун, Лю Цзиньфэй, Сунь Хунцзя СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕМЕНТА ПЛАТИНА В МИКРО И НАНОСТРУКТУРАХ // Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 3.;
URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=17264 (дата обращения: 25.10.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074