Notities over Nanotechnologie en Nanofysica

Introductie tot Nanofysica

• Nanofysici bestuderen structuren op een schaal van 10 miljoen keer kleiner dan gewone objecten.
• Atomen zijn de kleinste bouwstenen van de natuur.
• Nanotechnologie betreft het manipuleren van deze atomen op nanometerschaal.

Wat is een Nanometer?

• Een nanometer is 1 miljardste van een meter.
• Ongeveer 10 atomen passen in één nanometer.
• Voorstelling:
  • Haargrootte = Kathedraal van Antwerpen
  • Rode bloedcel = Standbeeld van Rubens
  • Bacterie = Sokkel van het standbeeld
  • Nanometer = Piepklein korreltje in het standbeeld.

Micrometer versus Nanometer

• Micrometer is 1000 keer groter dan een nanometer.
• Voorbeeld met een ontstekingskaars die bestaat uit aluminiumoxide:
  • Op microschaal blijken oppervlakken niet glad, maar hebben ze bergjes en putjes.
  • Materiaal breken onthult voorkeursrichtingen.

Korrelgrenzen in Materialen

• Korrelgrenzen zijn de zwakste schakels in materialen.
• De oriëntatie van atomen bepaalt de sterkte van het materiaal.

Nanomaterialen en hun Eigenschappen

• Nanomaterialen hebben unieke eigenschappen,
  • Voorbeeld: Gouden nanodeeltjes hebben een lagere smelttemperatuur dan een gouden trouwring.
  • Nieuwe toepassingen dankzij nano-eigenschappen.

Voorbeeld van Toepassing: Medicijnen

• Gouden nanodeeltje dat kan worden gevuld met medicijn:
  • Werking: Inname door patiënt, gelinked aan tumorcellen, laser activatie.
  • Beweging van het deeltje creëert warmte en laat medicijn vrij.

Rol van de Nanofysicus

• Bestuderen van de vorm van nanodeeltjes is cruciaal voor toepassing.
• Elektronenmicroscoop is de gebruikte techniek:
  • Groter en gebruikt elektronen in plaats van zichtbaar licht.
  • Elektronen hebben een veel kleinere golflengte dan zichtbaar licht.

Werking van de Elektronenmicroscoop

• Voorbeeld met flesjes gouden nanodeeltjes:
  • Verschillende kleuren afhankelijk van de grootte van de deeltjes.
• Proces:
  1. Druppel oplossing aanbrengen op dragertje.
  2. Plaatsen in elektronenmicroscoop voor beeldvorming.

3D Beeldvorming en Tomografie

• Tomografie maakt het mogelijk om driedimensionale beelden te creëren uit meerdere 2D-beelden.
• Vergelijking met medische scanners.

Conclusie

• Antwerpen heeft sterke elektronenmicroscopen en denkers.
• Doel: Koppelen van structuur van nanomaterialen aan hun eigenschappen voor diverse toepassingen.