minat
kartei
kartei
Kartei Details
| Karten | 111 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 16.11.2019 / 17.11.2019 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20191116_minat
|
| Einbinden |
<iframe src="https://card2brain.ch/box/20191116_minat/embed" width="780" height="150" scrolling="no" frameborder="0"></iframe>
|
Was sind die Eigenschaften von Diamant?
- Hoher Schmelzpunkt aufgrund stark gerichteter kovalenter Bindungen (3550 ° C)
- Extrem hart, weil es schwierig ist, Atome auseinanderzubrechen oder sich zu bewegen
- Keine elektrische Leitfähigkeit, da Elektronen in spezifischen Fesseln lokalisiert sind
- Unlöslich in polaren und unpolaren Lösungsmitteln, da molekulare Bindungen stärker sind als alle intermolekularen Kräfte
- Brechungsindex n = 2,4076 (rot, 687 nm) bis 2,4354 (blau, 486 nm)
- höchster Schmelzpunkt eines Minerals,
- Wärmeleitfähigkeit 1000–2500 W/(m·K) (fünfmal besser als Silber)
- elektrische Leitfähigkeit: Isolator
- manchmal fluoreszierend
- Kompressionsmodul = 442 GPa
Was sind die Eigenschaften von Graphit?
- Leitet Strom aufgrund von delokalisierten Elektronen
- Rutschig, kann als Schmiermittel verwendet werden, Bleche können leicht aneinander vorbeirutschen
- Hoher Schmelzpunkt (höher als Diamant tatsächlich wegen delokalisierter Elektronen, 3653°C)
- Unlöslich
- Mohshärte: 1 bis 2
- Dichte (g/cm3) 2,1 bis 2,3, beim idealen Einkristall 2,26
- hohe Anisotropie (z. B. Härte, Leitfähigkeit)
Was sind Fullerene?
Als Fullerene werden hohle, geschlossene Moleküle (mit häufig hoher Symmetrie, z. B. Ih-Symmetrie für C60) aus Kohlenstoffatomen, die sich in Fünf- und Sechsecken anordnen, bezeichnet. Sie stellen (neben Diamant, Graphit, Lonsdaleit, Chaoit, Kohlenstoffnanoröhren und Graphen) eine weitere Modifikation des chemischen Elements Kohlenstoff dar.
Wie ist ein Buckyball aufgebaut?
• Kohlenstoffatombindung in Einheiten von 60 Atomen (C-60) bilden eine Struktur, ähnlich einem Fußball mit ineinandergreifenden sechs seitigen und fünf seitigen Ringen.
Was sind Kohlenstoff Nanoröhrchen?
Kohlenstoff-Röhrchen: verlängerte Buckey-Balls mit außergewöhnlicher Zugfestigkeit und elektronischen Eigenschaften
Wie ist Graphen aufgebaut?
2-dimensionales, kristallines Allotrop aus Kohlenstoff - ein einziges Graphit layer.
Nenne 5 Anwendungsfelder für Graphen
- Bildschirme LCD, OLED, e-Paper
- Touch-Screens
- Flexible Bildschirme
- Li-Ionen Batterien
- Trägermaterial in Brennstoffzellen
- Sensoren
- Ultra- schnelle Transistoren
Wie sit ein Elektronenstrahlschrieber aufgebaut?
Wesentliche Teile:
• Elektronenquelle mit Austrittsapertur
• Elektrooptisches Abbildungssystem
• Austasteinheit
• Ablenkeinheit
• Präzisionstisch mit laserinterferometrischer
Positionskontrolle
Was ist der Unterschied zwischen dem Raster-Scan Verfahren und dem Vektor-Scan Verfahren?
Raster-Scan:
- E-Stral wird mäanderförmig über gesamte Fläche geführt
- Strahl nur an den zu belichteten Stellen eingeschaltet
Vektor-Scan:
- Nur die zu belichteten Stellen werden angefahren
- Zeitersparnis
Was ist self-assembly?
Self-assemblyist ein Prozess bei dem sich einzelne Komponenten von selbstzu funktionalen Strukturen zusammenfügen.
Die Anleitung zum Self-Assemblyist in den individuellen Komponenten «codiert». Die Charakteristika der Komponenten bestimmen die Interaktionen und somit das Ergebnis(z.B. Form, Oberflächeneigenschaften, Ladung, Polarisierbarkeit, magnetische Dipole).
Was sind die Vorraussetzungen für self-assembly?
- Equilibrierung möglich: Reversible Interaktionen
- Mobilität der Komponenten / freie Beweglichkeit: Flüssigkeit oder Gasphase
- Stationärer Zustand: Attraktive und repulsive Kräfte im Gleichgewicht
Wie bilden sich Schneeflocken?
- Tetraeder-Untereinheiten fügen sich räumlich über Wasserstoffbrücken zusammen
Hexagonale Symmetrie:
- hexagonales Prisma als Untereinheit des Schneekristalls
- «Freier Platz» in den hexagonalen Ringen = tiefe Dichte von Eis und Schnee!
Wie sind Proteine aufgebaut?
Primärstruktur: Sequenz der Aminosäuren
Sekundärstruktur:
Ausbildung von α-Helices, β-Faltblättern oder Windungen, je nach Anordnung und Anzahl von Wasserstoffbrücken.
Tertiärstruktur: Faltung zu spezifischen 3D-Strukturen, sekundäre Strukturen werden in Bezug zu einander gebracht. Kontrolliertdie Funktion des Proteins.
Quartärstruktur: Organisation mehrerer Einheiten zu Proteinkomplexen
Was ist der Grundbaustein eines Protein für self-assembly?
Aminosäuren
Was heisst hydrophil und nenne vier Beispiele?
Hydrophil = wasserliebend, ionische Verbindungen, polare kovalente Verbindungen
Bsp.: Salze, Ionen, Alkohole, Aminosäuren
Was heisst hydrophob und nenne zwei Beispiele?
hydrophob = das Wasser fürchtend, apolare Verbindungen
Bsp.: Öle, Fette
Wie ist die Oberflächenspannung definiert?
Oberflächenspannung = Arbeit, die zur Vergrösserungeiner Phasenoberfläche notwendig ist
Einheit:Arbeit pro Flächeneinheit (J/m2) oder Kraft pro Länge (N/m), Symbol σ
Konsequenz: Eine Flüssigkeit nimmt die kleinstmögliche Oberfläche ein, wenn keine externe Kraft wirkt.Zentral beim Waschen, Reinigen, Drucken, Beschichten, Sprühen
Was sind Tenside?
Sogenannte surfactants = surface active agents
Welche Kräfte sind verantwortlich, dass das System ins Gleichgewicht kommt beim self-assembly?
- Intermolekulare Kräfte: Halten die Komponenten an Ort und Stelle
- Brown'sche Bewegung: Bewegt die Komponenten an den richtigen Ort und emöglicht die korrekte Orientierung
Der Prozess verläuft extrem parallelisiert und «korrigiert sich selbst».
Wenn eine Komponente falsch angeordnet wird, wird sie mit grosser Wahrscheinlichkeit
durch die Brown’scheBewegung wieder «losgeschüttelt» und in die richtige Position gebracht.
Nenne 6 Beispiele von intermolekularen Kräften
- Ion-Dipol
- Wasserstoffbrücken
- Dipol-Dipol
- Ion-induzierter Dipol
- Dipol-induzierter Dipol
- Dispersive Kräfte
Welche künstlichen self-assembly Strategien gibt es?
- SAM: Self assembled monolayers
- Langmuir Blodgett
- DNA Origami
- Block-Copolymere
Was sind die Gründe für die self-assembly in der Nanotechnologie?
•Strukturmodifikation auf dem atomaren Level:einer der schwierigsten Schritte in der NanotechnologieNutzung hochentwickelter Strategien der synthetischen Chemie zur Lösung dieses Problems(z.B. SAMs, Blockcopolymere, molekulares Design)
•Self-assemblyist eine der wichtigsten Strategien in der Biologie für die Entwicklung von komplexen, funktionalen Strukturen. Die Natur dient als riesige Informations-und Inspirationsquelle.
•Zielstrukturen müssen aus thermodynamischer Sicht am stabilsten seinTendenz zu relativ defektfreien und selbst-heilenden Strukturen.
•Self-assemblyProzesse sind sehr energieeffizient
Wie wird ein SAM hergestellt?
Was sind Anwendungen von SAMs?
•Schmierung in microelektromechanischenSystemen (MEMS)
•Hydrophobe Beschichtungen auf Oxiden
•Biologische Tests (z.B. Mikrofluidik)
•Eigenschaften von Textilien
Was sind die Vorteile der Langmuir-Blodgett Strategie?
•Präzise Kontrolle über die Monolagen-Dicke
•Homogene Beschichtungen über grosseFlächen
•Multilayermit unterschiedlicher Schichtarchitektur
Was sind die Anwendungen von Langmuir-Blodgett Filmen?
•Funktionale Beschichtungen mit Nanopartikeln (Benetzbarkeit, Reflektivität, Biokompatibilität)
•Modelle für Zellmembranen für die Untersuchung von Toxinen oder Medikamenten
•Sensoroberflächen
•Ultradünne Polymerfilme: Vernetzung, Stabilität, Degradation
Was ist die treibende Kraft beim DNA-Origami für das self-assembly?
Treibende Kraft für Self-Assembly: DNA-Basenpaare; WasserstoffbrückenbindungenFaltung von langen Einzelstrang-DNA-Molekülen zu 2D Formen. Gerüst-und Klammereinheiten werden gemischt und organisieren sich in einem einzigen Schritt.
Was ist die treibende Kraft bei Nanohelices für das self-assembly?
Treibende Kraft für Self-Assembly: Aminosäuresequenz (analog zu Proteinen)
Was ist die treibende Kraft bei den Blockcopolymeren für das self-assembly?
Treibende Kraft für Self-Assembly: unterschiedliche Affinitäten der Blöcke
Copolymer= Polymer, welches mindestens zwei verschiedene Wiederholungseinheiten (A und B) aufweist
-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B- alternierendes Copolymer
-A-B-B-B-A-B-A-B-A-A- Statistisches Copolymer
-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B- Block-Copolymer
Nenne Anwendungsbeispiele für self-assembly Strategien
- Antihaftbeschichtungen für Nickelstempel bei Nanoimprintlithografie
- Kontrollierte Freisetzung von Medikamenten an bestimmten Orten
Was wird unter Biomimetik verstanden?
Biomimetik – Lernen von der Natur
Synonyme: Bionik, Biomimikry, Biomimese
Phänomene aus der Natur werden auf die Technik übertragen.
