Федеральнеагентство з освіти РФ
Білгородськийдержавний технологічний університет
ім. В.Г.Шухова
Інститутбудівельного матеріалознавства
Кафедра СМІіК
СекціяВ«Наносистеми в будівельному матеріалознавствіВ»
КУРСОВАРОБОТА
з дисципліни:
Нанотехнології
на тему:
Діатоміт -як природний наноматериал
2008
ЗМІСТ
Введення
1. Загальні відомості про гірські породи
1.1 Стадіїутворення гірських порід
2. Діатоміт
3. Діатомітовіводорості
3.1 Розмноження діатомових водоростей
3.2 Класидіатомових водоростей
4. Діатомітовіводорості та нанотехнології
5. Прізводство діатомітових виробів
5.1 діатомітовий вироби, одержувані способомпіноутворення
5.2 діатомітовий вироби, одержувані способомвигоряючих добавок
5.3 Отримання рідкого скла ззастосуванням діятимуть
5.4 Крихітка діатомітовий обпалена
5.5 Застосування активованогодіятимуть в сухих будівельних сумішах
Висновок
Список літератури
ВСТУП
21 століттяознаменувався розвитком нових напрямків у науці й техніці, одним з якихстали нанотехнології в різних галузях промисловості і, зокрема, ввиробництві будівельних матеріалів.
Дотеперішнього часу промисловість будівельних матеріалів зіткнулася знеобхідністю створення таких композитів і з такими структурними особливостями,які дозволили б зробити прорив в будівельному матеріалознавстві, отриматиматеріали з більш високими і довговічними технологічними та експлуатаційнимихарактеристиками.
Орієнтаціясучасних технологій виробництва будівельних матеріалів на наносістемнийпідхід передбачає перехід на використання сировинних матеріалів, основнівластивості яких сформовані на нанорозмірного рівні.
Наноматеріали - матеріали, які містять структурніелементи, геометричні розміри яких хоча б в одному вимірі не перевищують100 нанометрів. Зменшенні розмірів до нанометрового масштабу, матеріализдатні набувати унікальні якості: високу механічну міцність,жорсткість, електро-і теплопровідність, особливі спектральні, електричні,магнітні, хімічні, біологічні характеристики тощо
Настільки унікальні властивостінаноматеріалів пояснюють: високим відношенням поверхні до об'єму;кооперативними явищами серед обмеженого числа атомів і молекул; наявністюквантових ефектів у нанорозмірною структурі.
Завдяки своїмунікальним властивостям наноматеріали займають провідне положення в сучасномуматеріалознавстві.
В даний часосновними галузями застосування наночастинок в техніці, обумовленими їхніми властивостями,відмінними від властивостей речовин у звичайній (макродісперсной) формі, стаютьстворення високоміцних, в тому числі композитних, конструкційних матеріалів,мікроелектроніка і оптика (мікросхеми, комп'ютери, оптичні затвори),енергетика (акумулятори, паливні елементи, високотемпературнанадпровідність), хімічна технологія (каталіз), охорона навколишнього середовища(Наночіпи і Наносенсори). У медицині наноматеріали знаходять застосування для цілейтранспорту лікарських засобів, в шовних і перев'язувальних матеріалах, для створеннябіосумісних імплантантів та ін У парфумерно-косметичної промисло-ваністьнаночастинки використовуються як складова частина сонцезахисних кремів, у сільськомугосподарстві - для більш ефективної доставки пестицидів і добрив, длянанокапсулірованія вакцин; передбачається використання наночасток для доставкиДНК в рослини для цілей генної інженерії. У харчовій промисловостінаноматеріали знаходять застосування в фільтрах для очистки води, при отриманнібільш легких, міцних, більш термічно стійких і володіють антимікробноюдією пакувальних матеріалів, при збагаченні харчових продуктівмикронутриентами. Використання наночіпов передбачається для ідентифікаціїумов і термінів зберігання харчової продукції та виявлення патогеннихмікроорганізмів.
Наноматеріали володіютьширокими можливостями для практичних застосувань.
У недавній часдіатомові водорості привернули до себе хіміків, що спеціалізуються в областінанотехнології. З точки зору хімії скелет діатомової водорості являєсобою вельми цікаве освіту. Він складається з аморфного, колоїдногокремнезему, який утворився за рахунок нестабильностей при дифузійномуосадженні. Ймовірно також, що остаточне формування відбувається за рахунокповерхневої дифузії. Аморфний характер кремнезему в діатоміт помітновідрізняє його від звичайного кремнезему. Так, діатоміт значно легше і повнішерозчиняється в лугах.
Вельми важливими при цьому,крім мікроскопічних розмірів, виявилося і унікальна властивість діатомовихводоростей розмножуватися надзвичайно високими темпами, різноманітність їх форм, танаявність великих родовищ діятимуть. Найбільше значення надаєтьсяштучно одержуваним, В«стандартизованимВ» матеріалами з кремнеземистогоструктурами строго певної форми. Так само вчених зацікавило створенняструктур, які повторюють скелет діатомітових водоростей, але мають іншийхімічний склад.
1.ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО гірських порід
Гірські породиявляють собою геологічні тіла, складені мінеральними агрегатамипевного складу і утворюються при різних геологічних процесахвсередині земної кори або на її поверхні. Гірські породи можуть складатися зодного мінералу (мономінеральних) або з кількох мінералів (полімінеральніВсі гірські породи за своїм походженням (генезису) поділяються на три основнігрупи: магматичні, осадові і метаморфічні.
Магматичні породиутворюються в процесі охолодження і затвердіння магматичних розплавів в надрахЗемлі або на поверхні.
Метаморфічні породиутворюються з магматичних і осадових порід, які зазнали в надрах земноїкори дії високих температур, тиску і хімічно активних речовин.
Осадовіпороди утворюються в результаті руйнування на поверхні Землі ранішесформувалися гірських порід і. подальшого накопичення і перетворенняпродуктів цього руйнування. В утворенні осадових порід беруть участь атмосферніагенти, гідросфера, органічний світ.
Класифікація осадовихгірських порід
Осадовіпороди за способом утворення поділяються на чотири групи: 1) уламкові; 2) органічногопоходження; 3) хімічного походження; 4) змішаного походження.Породи органічного та хімічного походження, крім того, поділяються захімічним складом (табл. 1): на карбонатні, галоїдні, кременисті та інЗмішані породи (мергель, опока та багато інших) утворюються за рахунок накопиченняопадів різного походження.
Крем'янистіпороди. Крем'янистіпороди утворені головним чином опалом хімічного або біологічногопоходження (шляхом осадження опалових скелетів діатомових водоростей,радіолярій та ін.) Найбільш часто зустрічаються наступні породи: опока, трепел,діатоміт.
Таблиця 1
1.1 Стадії утворення гірських порід
Освіта осадових порід являє собою складний і тривалийпроцес. В утворенні осадових порід можна виділити наступні стадії: 1)гіпергенеза - утворення вихідного осадового матеріалу; 2) седиментогенез -накопичення осаду; 3) діагенез - перетворення осаду в осадову породу; 4)катагенез - зміна осадової породи до початку метаморфізму або початкувивітрювання.
Першастадія - гіпергенеза. Процес формування осадової породи, починаючи відосвіти вихідного матеріалу і кінчаючи перетворенням осаду в породу,називається гіпергенеза , що означає В«народження породиВ».
Вихіднимматеріалом для формування осадових порід є продукти руйнуваннямагматичних, метаморфічних і раніше утворених осадових порід.Руйнування гірських порід здійснюється в ході таких процесів, яквивітрювання, ерозія і т.д. Основна маса продуктів руйнування виникає врезультаті вивітрювання, фізичного та хімічного.
Другастадія - седиментогенез. Одночасно з руйнуванням вчиняється перенес...
