Die Verringerung der Abmessungen von Objekten aus dem Milli- und Mikrobereich hin bis in den Nanometerbereich, also einen weiteren Faktor 1000, eröffnet faszinierende Ansätze für neuartige technische Anwendungen und das in mehreren Dimensionen:
Einerseits können im Rahmen der Miniaturisierung der Bauelemente Kabel in der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik durch die Verwendung von Kohlenstoffnanoröhrchen, sogenannten Nanotubes, ersetzt werden. Andererseits kann durch die Nanotechnologie eine gezielte Verbesserung spezifischer Materialien erreicht werden. So kann der Anstieg der spezifischen Oberfläche von Objekten bei Verringerung der Abmessungen gesteigert werden. Dies ist wichtig in Bereichen der Katalyse und der Filtertechnik. Die Nanotechnologie ist weiter noch beim Auftreten neuartiger Eigenschaften in Materialien von großer Bedeutung. Bei Halbleitern ist die Reduzierung der Abmessungen mit dem Auftreten von Quanteneffekten verbunden, die in Anwendungen der optischen Informationstechnologie als Halbleiterquantenfilme, Quantendrähte oder Quantenpunkte auftreten.
In dieser Studienarbeit möchte speziell auf Nanotubes eingehen und dabei auch deren Ursprung und Entwicklung aufzeigen. Hierbei gehe ich schrittweise vor - von den ersten Experimenten - über die Molekularstrukturen - bis hin zum Verhalten gegenüber anderen Stoffen und Anwendungsbeispielen der Nanotubes.
Mein Ziel ist das enorme wissenschaftliche Potential der Nanotubes durch ihre hohe Festigkeit und der Eigenschaft Bewegungen auszuführen, wodurch sie als hochwirksame Aktoren mit noch nicht da gewesenem Arbeitsvermögen existieren können, zu unterstreichen.
Inhaltsverzeichnis
- Vorbetrachtung
- Historie
- Bildung langkettiger C Moleküle
- Die Nanotubes - Einführung
- Molekulare Bindung
- Anwendungen der Fullerene und Nanotubes
- Herstellung von Nanotubes - Nanotubes durch Benetzung von porösen Masken
- Herstellung von Nanotubes - Makroporöse Masken aus Silizium
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Seminararbeit befasst sich mit Nanotubes, ihren Ursprüngen in den Fullerenen und ihren vielversprechenden Anwendungsmöglichkeiten. Das Ziel ist es, das wissenschaftliche Potential von Nanotubes aufgrund ihrer hohen Festigkeit und ihrer Fähigkeit zu Bewegungen als hochwirksame Aktoren hervorzuheben.
- Entdeckung und Entwicklung der Fullerene
- Molekulare Struktur und Bindung von Nanotubes
- Herstellungsprozesse von Nanotubes
- Anwendungsgebiete von Nanotubes
- Das wissenschaftliche Potential von Nanotubes als Aktoren
Zusammenfassung der Kapitel
Vorbetrachtung: Die Vorbetrachtung führt in die Thematik der Nanotechnologie ein und hebt die Bedeutung der Miniaturisierung im Hinblick auf neue technische Anwendungen hervor. Sie beschreibt die Möglichkeiten der Verbesserung von Materialien durch die erhöhte spezifische Oberfläche und das Auftreten neuartiger Eigenschaften in Materialien im Nanometerbereich, insbesondere bei Halbleitern. Die Arbeit fokussiert sich auf Nanotubes, deren Ursprung, Entwicklung und Anwendung.
Historie: Dieses Kapitel beleuchtet die historischen Wurzeln der Nanotube-Forschung, beginnend mit den Fullerenen und ihren Entdeckern. Es beschreibt den Einfluss geometrischer Studien, die Arbeiten von Euler und Kekulé, sowie die Vorhersagen zur Existenz von großen Kohlenstoffmolekülen in den 60er und 70er Jahren. Der Fokus liegt auf der Entdeckung von C60-Molekülen durch Kroto, Smalley und Curl im Jahr 1985 und deren Bedeutung für das Verständnis der ungewöhnlichen Stabilität geradzahliger Cluster. Die Arbeiten von Huffman und Krätzschmer zur Massenproduktion von Fullerenen werden ebenfalls erwähnt, was für die weitere Forschung essentiell war.
Bildung langkettiger C Moleküle: Dieses Kapitel beschreibt das Experiment von Kroto und Smalley zur Simulation der Bildung langkettiger C-Moleküle im interstellaren Raum. Durch die Verdampfung von Kohlenstoff mit einem Laser in einer Heliumatmosphäre und anschließender Zugabe von H2 und N2 wurde die Bildung von HCN und, unerwartet, das C60-Molekül beobachtet. Das Experiment ist bedeutend, da es nicht nur die Bildung langkettiger Moleküle nachweist, sondern auch die Entdeckung der Fullerene ermöglichte.
Schlüsselwörter
Nanotubes, Fullerene, Kohlenstoff, Miniaturisierung, Nanotechnologie, Molekulare Bindung, Herstellungsprozesse, Anwendungsmöglichkeiten, Aktoren, C60-Molekül, Kroto, Smalley, Curl.
FAQ: Seminararbeit über Nanotubes
Was ist der Inhalt dieser Seminararbeit?
Diese Seminararbeit befasst sich umfassend mit Nanotubes, ihren Ursprüngen in den Fullerenen und ihren vielversprechenden Anwendungsmöglichkeiten. Sie behandelt die Historie der Forschung, die molekulare Struktur und Bindung, Herstellungsprozesse, Anwendungsgebiete und das wissenschaftliche Potential von Nanotubes als Aktoren. Die Arbeit beinhaltet eine Vorbetrachtung zur Nanotechnologie, detaillierte Kapitelzusammenfassungen und Schlüsselwörter.
Welche Themen werden in der Seminararbeit behandelt?
Die Arbeit deckt folgende Themen ab: Entdeckung und Entwicklung der Fullerene, molekulare Struktur und Bindung von Nanotubes, Herstellungsprozesse (u.a. Benetzung poröser Masken, makroporöse Siliziummasken), Anwendungsgebiete von Nanotubes und deren Potential als Aktoren. Die historische Entwicklung, beginnend mit den Fullerenen und ihren Entdeckern, wird ebenfalls ausführlich beleuchtet.
Welche Kapitel beinhaltet die Seminararbeit?
Die Seminararbeit gliedert sich in folgende Kapitel: Vorbetrachtung, Historie, Bildung langkettiger C-Moleküle, Die Nanotubes - Einführung, Molekulare Bindung, Anwendungen der Fullerene und Nanotubes, Herstellung von Nanotubes - Nanotubes durch Benetzung von porösen Masken und Herstellung von Nanotubes - Makroporöse Masken aus Silizium.
Was ist die Zielsetzung der Seminararbeit?
Die Zielsetzung ist es, das wissenschaftliche Potential von Nanotubes aufgrund ihrer hohen Festigkeit und ihrer Fähigkeit zu Bewegungen als hochwirksame Aktoren hervorzuheben. Die Arbeit soll das Verständnis für die Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten von Nanotubes verbessern.
Welche Schlüsselwörter beschreiben den Inhalt der Arbeit?
Die wichtigsten Schlüsselwörter sind: Nanotubes, Fullerene, Kohlenstoff, Miniaturisierung, Nanotechnologie, Molekulare Bindung, Herstellungsprozesse, Anwendungsmöglichkeiten, Aktoren, C60-Molekül, Kroto, Smalley, Curl.
Welche Bedeutung haben die Arbeiten von Kroto, Smalley und Curl?
Die Arbeiten von Kroto, Smalley und Curl sind essentiell, da sie 1985 die Entdeckung des C60-Moleküls (Buckminsterfulleren) ermöglichten. Diese Entdeckung war wegweisend für das Verständnis der ungewöhnlichen Stabilität geradzahliger Cluster und legte den Grundstein für die Nanotube-Forschung.
Wie werden Nanotubes hergestellt?
Die Seminararbeit beschreibt verschiedene Herstellungsprozesse von Nanotubes, unter anderem die Benetzung poröser Masken und die Verwendung von makroporösen Siliziummasken. Die genauen Verfahren werden detailliert in den entsprechenden Kapiteln erläutert.
Welche Anwendungsmöglichkeiten von Nanotubes werden behandelt?
Die Arbeit beschreibt verschiedene vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten von Nanotubes, wobei der Fokus auf ihrem Potential als Aktoren liegt, aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Fähigkeit zu Bewegungen.
Was ist die Bedeutung der Vorbetrachtung?
Die Vorbetrachtung führt in die Thematik der Nanotechnologie ein und hebt die Bedeutung der Miniaturisierung und die Verbesserung von Materialeigenschaften durch erhöhte spezifische Oberflächen im Nanometerbereich hervor. Sie legt den Fokus auf Nanotubes und ihre Bedeutung.
Welche Rolle spielt die Historie der Fullerenforschung in der Seminararbeit?
Die Historie der Fullerenforschung, beginnend mit geometrischen Studien (Euler, Kekulé) und den Vorhersagen zur Existenz großer Kohlenstoffmoleküle, wird als essentieller Hintergrund für das Verständnis der Nanotube-Forschung dargestellt. Die Entdeckung von C60 und dessen Bedeutung für die weitere Forschung werden detailliert beschrieben.
- Arbeit zitieren
- Stefan Kämpfer (Autor:in), 2004, Nanotubes. Unter Einbeziehung ihrer Entdeckung und Anwendungsmöglichkeiten, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/41800
