Nanovetenskap en unik möjlighet Manus: Kristoffer Meinander
|
|
- Alf Martinsson
- för 8 år sedan
- Visningar:
Transkript
1 Nanovetenskap en unik möjlighet Manus: Kristoffer Meinander Nanovetenskap eller nanoteknik är ett nytt forskningsområde där målsättningen är tillverkning och kontrollerbarhet av material på en atomär och molekylär skala en längdskala på omkring nanometer. Nanovetenskap är en multidisciplinär vetenskap som binder samman kunskap från bland annat fysik, kemi, biologi och ingenjörskonst. Nanovetenskapen har kommit till som en naturlig följd av de framsteg som gjorts inom dessa områden för att förbättra förståelsen för komplexa atomära system. Hur liten är egentligen en nanometer? För att skapa sig en bild av hur stor en nanometer (nm) en miljondels millimeter eller 10-9 meter egentligen är, lönar det sig att göra några jämförelser. Typiska avstånd mellan atomer i en vanlig molekyl, till exempel syreatomerna i O 2, är omkring en ångström eller 0,1 nm. Större molekyler kan vara över en nanometer i storlek; så har t.ex. en DNA-dubbelhelix (den kedjeliknande molekylen som fungerar som bärare av den ärftliga informationen, genomet, i organismers celler) en diameter på ungefär 2 nm. De minsta encelliga organismerna däremot har längder på omkring 200 nm. Om man jämför en nanometer med en meter, får man samma förhållande som mellan diametrarna på en vanlig fotboll och på jordklotet. Ett annat sätt att se på saken är att en nanometer är den längd som en mans skägg i medeltal växer på den tid det tar för honom att lyfta ett rakblad till ansiktet! Figur 1. Förhållandet mellan jordens diameter (ca km) och diametern på en fotboll (ca 0, m) är ungefär lika stort som förhållandet mellan fotbollens diameter och diametern på en fulleren (ca 1 nm). Fullerenen är en liten molekyl bestående av endast kolatomer. Den mest välkända fullerenen är C 60, även kallad Buckminsterfullerenen efter den berömda arkitekten Buckminster Fuller (han skapade byggnader med likadan struktur). 1
2 Varför är nano annorlunda? Då storleken av ett material minskar kan en del egenskaper förändras, vilket i sin tur leder till oanade fysikaliska fenomen. Till dessa förändringar hör bland annat en enorm ökning av förhållandet mellan ytan och volymen av materialet, vilket starkt kan förändra materialets mekaniska och kemiska egenskaper. En boll med en diameter på en nanometer av t.ex. guldatomer, ett guldnanokluster, har över 50 procent av sina atomer på ytan, medan en guldboll med en diameter på en mikrometer, en tusendels millimeter, endast har 0,5 promille av sina atomer på ytan. Ett ökat antal atomer på ytan påverkar materialet genom bland annat en förändrad smälttemperatur och ökad kemisk reaktivitet. Medan makroskopiskt stora stycken av guld vanligtvis är mycket inerta, kan ett guldnanokluster å sin sida reagera mycket kraftigt med andra ämnen och t.ex. fungera som en katalysator för andra kemiska reaktioner. Figur 2. Ett nanokluster av kopparatomer. Nanokluster är små anhopningar av atomer där en stor del av det totala antalet atomer befinner sig på ytan. Ytatomerna gör att ett nanokluster beter sig annorlunda än ett större stycke av samma material. En annan egenskap som förändras då storleken minskar är elektronstrukturen (tillåtna energinivåer för elektroner) och genom den de elektriska och optiska egenskaperna hos material. Många av de makroskopiska egenskaperna hos material är endast beroende av antalet elektroner som snurrar runt atomerna i materialet, elektronernas energier och den överloppsenergi som de kan motta eller avge. Enligt kvantmekaniken är elektronernas tillåtna energi kvantiserad (starkt bunden till vissa tillåtna värden) och starkt beroende av vilken omgivning de befinner sig i, vilket leder till en del märkliga fenomen, bland annat att en elektron kan befinna sig på flera ställen samtidigt. Kvantmekaniken spelar en större roll i system vars antal atomer är mycket litet, med följden att normalt isolerande material kan bli elektriskt ledande och att ogenomskinliga material, t.ex. koppar, kan bli genomskinliga. Genom att variera storleken av vissa nanokluster kan man också ändra på deras färg med hela spektrets skala, allt från rött till blått, som resultat. 2
3 Figur. Energinivåerna för elektronerna i ett nanokluster påminner om energinivåerna runt en atom, men varierar beroende på antalet atomer i klustret. Genom att ändra på klustrets storlek är det därför möjligt att skapa en konstgjord atom vars egenskaper bestäms av de nya tillåtna nivåerna. Adderar man en extra atom till klustret kommer nivåerna att förändras med följden att t.ex. en annan våglängd av ljus kan absorberas av klustret. En annan följd av att förminska system till nanometerstorlek är att strukturerna blir mer perfekta. Makroskopiska material är sällan alldeles perfekta, utan de har sträva ytor, orenheter och malplacerade atomer. På nanometerskalan finns det färre möjligheter till fel då strukturerna byggs upp. En naturlig följd av ideala strukturer är en ökad styrka (kolnanorör kan vara upp till flera storleksordningar hårdare än stål) och färre mekaniska motkrafter i form av friktion. Figur. Ett kolnanorör. Kolnanorör är perfekta nanostrukturer som består av en skiva kolatomer ihoprullade till ett rör. Kolnanorör är mycket starka i förhållande till sin storlek. En annan intressant egenskap hos material i nanometerskalan är att stora molekyler och grundläggande biologiska strukturer är av ungefär samma storlek. De byggs upp av en process som kallas självarrangemang, dvs. slumpmässiga rörelser hos små molekyler får dem sakta att söka sig till kemiskt eller fysikaliskt fördelaktiga positioner. Denna naturliga process försöker man efterapa i nanovetenskap. Relativt enkla, på förhand tillverkade små molekyler som är av samma storlek som de biologiska kan i lämpligt valda kemiska och fysikaliska omgivningar fås att bygga upp större komplexa strukturer genom självarrangemang. Till och med människans eget DNA kan modifieras för den här tillämpningen, för att skapa artificiella molekyler som självarrangeras istället för naturliga. Sådana förändringar i de fysikaliska fenomenen, som varken kan förutspås utifrån egenskaperna hos de enskilda atomerna eller utifrån egenskaperna hos de makroskopiska material de kommer
4 från, ger hopp om att nanoskalan döljer upptäckter vilka varit utom räckhåll till och med för den vildaste fantasi. Denna emergens av komplexa system ur atomär enkelhet (enkel + enkel = komplex) är nyckeln till hela nanovetenskapen, där en kontrollerad uppbyggnad, atom för atom, förmodas resultera i de mest oväntade och allmännyttiga egenskaper. Uppgift: Beräkna hur stor del av atomerna som befinner sig på ytan av en boll med radien a) 1 meter b) 1 mikrometer c) 1 nanometer, om ett atomlager är ungefär 2 ångström (t = 0,2 nm) tjockt. Volymen av hela bollen är: Vboll r Volymen av bollens ytlager är: V yta r ( r t) Förhållandet mellan volymen av ytlagret och hela.bollens volym kan då beräknas som: V V yta boll ( r ( r t) r ) ( r t) 1 r För olika värden på r får vi då olika stora andelar atomer i ytlagret: Makroboll: r 1m ( r t) 1 r (1m (1m ) 10 m) Mikroboll: r 1 m ( r t) 1 r 6 (1 10 m (1 10 m) 10 m) 6 10 Nanoboll: 9 10 ( r t) (1 10 m 2 10 m) r 1nm r (1 10 m) 50% av atomerna är ytatomer i en nanoboll!
5 Nanovetenskapens verktyg Framsteg inom nanovetenskapen har gått hand i hand med utvecklingen av nya analytiska forskningsinstrument. I början på 1980-talet uppfanns sveptunnelmikroskopet (STM, från engelskans scanning tunneling microscope ) och atomkraftsmikroskopet (AFM, från engelskans atomic force microscope ), med vars hjälp nanometerstora strukturer och även enskilda atomer kunde visualiseras. I STM utnyttjar man den kvantmekaniska egenskapen hos elektroner att de kan hoppa från en atom till en annan trots att deras energier egentligen inte skulle tillåta det. Genom att mäta hur enkelt elektroner hoppar från ytan av en provbit till en metallspets (alltså strömmen mellan ytan och spetsen) får man information om hur nära ytan spetsen befinner sig och vilka egenskaper ytan har. Genom att svepa över ytan med spetsen kan man således mäta mycket små höjdskillnader och skapa en topografisk bild av hur ytan ser ut. I AFM använder man sig av atomernas naturliga förmåga att attrahera eller repellera varandra. Genom att svepa en skarp spets över provets yta samtidigt som spetsen trycks ner med en konstant kraft kan man skapa en topografisk bild av ytan. Resolutionen (eller urskiljningsförmågan) i höjdled för STM och AFM är endast 0,1 ångström så litet som en tiondel av en atomradie! Figur 5. Atomkraftsmikroskopets funktion. En skarp spets sveper över ytan, samtidigt som dess position mäts med en känslig laseranordning. I själva verket hålls spetsen stilla medan provbiten under spetsen gungar fram och tillbaka för att ge samma effekt som om spetsen rörde sig. Provbitens styrs av en piezoelektrisk skanner, där de styrande elementen är piezoelektriska kristaller kristallina material som kan utvidga sig eller dra ihop sig under påverkan av ett yttre elektriskt fält. Förändringarna i längden på de piezoelektriska elementen i skannern kan variera från bråkdelen av en nanometer ända upp till ett flertal mikrometer. Samtidigt som provbiten sveps 5
6 under spetsen justeras provbiten uppåt och nedåt för att avståndet (= kraften) mellan provbiten och spetsen, och därmed spetsens position, skall hållas konstant. Samma signal som används för att justera provbitens höjd ger en topografisk bild av provbitens yta. Ett annat instrument som varit viktigt för nanovetenskapen är elektronmikroskopet. Till skillnad från optiska mikroskop, där ljus fokuseras genom olika linser för att skapa en större bild av det föremål som belyses, använder sig elektronmikroskopet av elektronstrålar. Då en stråle av elektroner skjuts mot en tillräckligt tunn skiva av ett material kommer elektronerna att tränga igenom och spridas på olika sätt beroende på hur atomerna i materialet är belägna och av vilken typ de är. En bild av materialet kan då skapas om elektronerna fokuseras och förstoras på en fosforiserande skärm. Möjligheten att se strukturer på en nanometerskala har gjort mycket för nanovetenskapens utveckling de senaste årtiondena. Svepandespetsmikroskopen STM och AFM i kombination med elektronmikroskopet och förädlade tekniker för beläggning av atomer på ytor har gjort det möjligt att förverkliga uppbyggnaden och manipulationen av nanostrukturer. Figur 6. Biologiska strukturer på en yta, undersökta med AFM. Atomkraftsmikroskopet ger information om strukturens ytor och hur olika molekyler växelverkar med dessa ytor. 6
7 Tillämpningar Trots att nanovetenskapen hittills utlovar ett myller av oanade möjligheter, har de kommersiella tillämpningarna varit begränsade. De enda nanoprodukter som är tillgängliga på den öppna marknaden är passiva nanomaterial, där t.ex. atomkluster eller kolnanorör blandats med andra material för att på något sätt förbättra produktens tidigare egenskaper. Som exempel kan nämnas titandioxid-nanopartiklar som blandas i solkräm eller annan kosmetika på grund av deras goda förmåga att absorbera rätt våglängd av ljus, eller kolnanorör som blandas i polymermaterial för tillverkning av starkare sportredskap. De verkligt stora, och eventuellt revolutionerande, tillämpningarna som nanovetenskapen har att erbjuda är ännu kvar på laboratoriebordet, där forskarna runt om i världen tappert kämpar för att överkomma problem som massproduktivitet och kontrollerbarhet. Bland de otala tillämpningar som finns i dagens läge men ännu förbättras i laboratorierna hittar man t. ex. kolnanorörtransistorn, som fungerar med så litet som en elektron i taget lyckas den kan miniatyriseringen av elektronikindustrins produkter få en god fortsättning, samtidigt som ett minskat behov av ström kan öka batterilivslängden med flera storleksordningar. Nanomaskiner som gör allt från att rotera små molekyler till att flytta enskilda atomer och tunna filmer med exotiska egenskaper är andra tillämpningar. Bland de tunna filmer som har goda framtidsutsikter hittar man beläggningar som gör bl. a. kläder, fönster och bilar självrenande, plåster som kan diagnostisera och behandla ett hundratal sjukdomar och ytor med estetiska optiska egenskaper (där allt från färg till reflektivitet och genomskinlighet kan varieras elektroniskt). Av dessa protoyper är det endast en bråkdel som kommer att bli verkliga kommersiella framgångar, medan andra guldgruvor ännu ligger oupptäkta i väntan på sin upptäckare. Uppfinningsrikedom är ibland den bästa tillgången när det gäller att finna tillämpningar för nanovetenskapen. 7
8 Figur 7. Rymdhissen. Bland annat forskare vid NASA är engagerade i ett projekt för att konstruera en hiss ut i rymden. Med en tillräckligt stark kabel skulle en meteorit kunna fästas i bana runt jorden. I en hisskorg längs med kabeln skulle sedan föremål lyftas upp i rymden. Det har beräknats att en kabel gjorde av kolnanorör i teorin skulle vara stark nog för denna uppgift. Det finns många trovärdiga tillämpningar av nanovetenskapen som har en chans att hitta ut på den öppna marknaden inom en snar framtid. Kolnanorör kommer högst sannolikt att användas i många tillämpningar på deras styrka och förmåga att leda elektricitet och värme. Energiproduktionen är i behov av förändringar i framtiden och chanserna är stora att lösningarna kommer just från nanovetenskapen, eftersom effektivare solcellsmaterial och strukturer för förvaring av vätemolekyler hör till de möjliga tillämpningarna. Även inom läkemedelsindustrin har nanovetenskap mycket att erbjuda; skräddarsydda molekyler med uppgift att föra läkemedel till önskade ställen i kroppen har redan utvecklats. Tillämpningsområdena för nanovetenskap är nästan obegränsade, och fler dyker upp för varje dag som går. I de flesta fall är forskarna rätt så försiktiga i sina uppskattningar om vad som i praktiken kan möjliggöras genom nanovetenskap, men vissa undantag finns och bland dessa hittar man några av de vildaste visionerna. Den mest utopistiska visionen i fråga om nanovetenskap är att en ökad kontroll av nanoskalan skulle ge oss möjligheten att konstruera sådana nanomaskiner som genom att manipulera sina egna atomer, skulle vara självunderhållande och även ha förmåga till reproduktion. Efter tillräcklig reproduktion skulle ett (så gott som) oändligt antal maskiner sedan kunna omprogrammeras för att bygga upp andra strukurer, atom för atom, med vilket valbart syfte som helst. Resultatet av det här 8
9 skulle vara en fullständig kontroll över alla material, på alla deras längdskalor. Inverkan av detta är svår att förutspå, men många problem skulle kunna lösas. För att ge ett exempel: organiska celler skulle kunna byggas upp eller repareras atom för atom i praktiken skulle alla världens sjukdomar då kunna botas! 9
Hur kan du förklara f vad som menas med NANOTEKNIK?
Hur kan du förklara f vad som menas med NANOTEKNIK? Visst minns du att allting består av atomer? En sten, en penna, ett videospel, en tv, en hund och även du består av atomer. Atomer bildar molekyler eller
Läs merPlasmonresonans I metaller så hålls atomerna ihop av
Nanoteknologi Begreppet nanoteknologi myntades redan 1974 av den japanske forskaren Norio Taniguchi då han vid en konferens använde uttrycket för att beskriva vissa processer som används inom halvledarteknologin.
Läs mer530117 Materialfysik vt 2014. 3. Materials struktur 3.5 Nanomaterials struktur
530117 Materialfysik vt 2014 3. Materials struktur 3.5 Nanomaterials struktur Definition på nanomaterial Material som är i storleksordningen 1 100 nm åtminstone i en dimension. Objekten är väl kontrollerade
Läs merSammanfattning: Fysik A Del 2
Sammanfattning: Fysik A Del 2 Optik Reflektion Linser Syn Ellära Laddningar Elektriska kretsar Värme Optik Reflektionslagen Ljus utbreder sig rätlinjigt. En blank yta ger upphov till spegling eller reflektion.
Läs merLjuskällor. För att vi ska kunna se något måste det finnas en ljuskälla
Ljus/optik Ljuskällor För att vi ska kunna se något måste det finnas en ljuskälla En ljuskälla är ett föremål som själv sänder ut ljus t ex solen, ett stearinljus eller en glödlampa Föremål som inte själva
Läs merOPTIK läran om ljuset
OPTIK läran om ljuset Vad är ljus Ljuset är en form av energi Ljus är elektromagnetisk strålning som färdas med en hastighet av 300 000 km/s. Ljuset kan ta sig igenom vakuum som är ett utrymme som inte
Läs merEmma Johansson 2010-01-09
MÄLARDALENS HÖGSKOLA Nanoteknik PM i kursen Produktutveckling 3, Emma Johansson 2010-01-09 1. Inledning 3 2. Syfte 4 2.1 Frågeställningar 4 2. Nanoteknik 4 3.1 Begreppsförklaring 4 3.2 Nanoteknologins
Läs mer530117 Materialfysik vt 2010. 10. Materiens optiska egenskaper. [Callister, etc.]
530117 Materialfysik vt 2010 10. Materiens optiska egenskaper [Callister, etc.] 10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism Ljus är en elektromagnetisk våg våglängd, våglängd, k vågtal, c hastighet, E
Läs merInstuderingsfrågor för godkänt i fysik år 9
Instuderingsfrågor för godkänt i fysik år 9 Materia 1. Rita en atom och sätt ut atomkärna, proton, neutron, elektron samt laddningar. 2. Vad är det för skillnad på ett grundämne och en kemisk förening?
Läs merTentamen Fysikaliska principer
Institutionen för fysik, kemi och biologi (IFM) Marcus Ekholm NFYA02/TEN1: Fysikaliska principer och nanovetenskaplig introduktion Tentamen Fysikaliska principer 15 januari 2016 8:00 12:00 Tentamen består
Läs merHalogenlampa Spektrometer Optisk fiber Laserdiod och UV- lysdiod (ficklampa)
Elektroner och ljus I den här laborationen ska vi studera växelverkan mellan ljus och elektroner. Kunskap om detta är viktigt för många tillämpningar men även för att förklara fenomen som t ex färgen hos
Läs merOptik. Läran om ljuset
Optik Läran om ljuset Vad är ljus? Ljus är en form av energi. Ljus är elektromagnetisk strålning. Energi kan inte försvinna eller nyskapas. Ljuskälla Föremål som skickar ut ljus. I alla ljuskällor sker
Läs mer1.5 Våg partikeldualism
1.5 Våg partikeldualism 1.5.1 Elektromagnetisk strålning Ljus uppvisar vågegenskaper. Det är bland annat möjligt att åstadkomma interferensmönster med ljus det visades av Young redan 1803. Interferens
Läs mer10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism
530117 Materialfysik vt 2010 10. Materiens optiska egenskaper [Callister, etc.] 10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism Ljus är en elektromagnetisk våg våglängd, våglängd, k vågtal, c hastighet, E
Läs mer10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism Materialfysik vt Materiens optiska egenskaper. Det elektromagnetiska spektret
10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism 530117 Materialfysik vt 2010 Ljus är en elektromagnetisk våg 10. Materiens optiska egenskaper [Callister, etc.] våglängd, våglängd, k vågtal, c hastighet, E
Läs merTentamen i Fysik för K1, 000818
Tentamen i Fysik för K1, 000818 TID: 8.00-13.00. HJÄLPMEDEL: LÄROBÖCKER (3 ST), RÄKNETABELL, GODKÄND RÄKNARE. ANTAL UPPGIFTER: VÅGLÄRA OCH OPTIK: 5 ST, ELLÄRA: 3 ST. LÖSNINGAR: LÖSNINGARNA SKA VARA MOTIVERADE
Läs merKvantmekanik. Kapitel Natalie Segercrantz
Kvantmekanik Kapitel 38-39 Natalie Segercrantz Centrala begrepp Schrödinger ekvationen i en dimension Fotoelektriska effekten De Broglie: partikel-våg dualismen W 0 beror av materialet i katoden minimifrekvens!
Läs merAnalysis of Structure, Composition and Growth of Semiconductor Nanowires by Transmission Electron Microscopy
Analysis of Structure, Composition and Growth of Semiconductor Nanowires by Transmission Electron Microscopy Martin Ek POPULÄRVETENSKAPLIG SAMMANFATTNING 2013 Polymer & Materials Chemistry Centre for Analysis
Läs merVISUALISERING LÄRARHANDLEDNING ÅRSKURS 5
VISUALISERING LÄRARHANDLEDNING ÅRSKURS 5 Först av allt vill vi passa på att hälsa dig välkommen till oss här på Visualiseringscenter C. Vi är glada över att kunna ta emot er här på plats, för att få ge
Läs merFörmågor och Kunskapskrav
Fysik Årskurs 7 Förmågor och Kunskapskrav Använda kunskaper i fysik för att granska information, kommunicera och ta ställning i frågor som rör energi, teknik, miljö och samhälle F Y S I K Använda fysikens
Läs merIntroduktion till det periodiska systemet. Niklas Dahrén
Introduktion till det periodiska systemet Niklas Dahrén Det periodiska systemet Vad är det periodiska systemet?: Det periodiska systemet är en tabell där alla kända grundämnen och atomslag ingår. Hur är
Läs merTentamen i Fotonik - 2015-08-21, kl. 08.00-13.00
Tentamen i Fotonik - 2015-08-21, kl. 08.00-13.00 Tentamen i Fotonik 2011 08 25, kl. 08.00 13.00 FAFF25-2015-08-21 FAFF25 2011 08 25 FAFF25 2011 08 25 FAFF25 FAFF25 - Tentamen Fysik för Fysik C och i för
Läs merBFL 111/ BFL 120 Fysik del B2 för Tekniskt Basår/ Bastermin
Linköpings Universitet Institutionen för Fysik, Kemi och Biologi Avdelningen för Tillämpad Fysik Mike Andersson Lösningsförslag till Repetitionsuppgifter BFL 111/ BFL 120 Fysik del B2 för Tekniskt Basår/
Läs merMolekyler och molekylmodeller. En modell av strukturen hos is, fruset vatten
Molekyler och molekylmodeller En modell av strukturen hos is, fruset vatten Sammanställt av Franciska Sundholm 2007 Molekyler och molekylmodeller En gren av kemin beskriver strukturen hos olika föreningar
Läs merHjälpmedel: Typgodkänd räknare, Physics Handbook, Mathematics Handbook.
CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA 2009-01-13 Teknisk Fysik 14.00-18.00 Sal: V Tentamen i Optik för F2 (FFY091) Lärare: Bengt-Erik Mellander, tel. 772 3340 Hjälpmedel: Typgodkänd räknare, Physics Handbook, Mathematics
Läs merKEMI 1 MÄNNISKANS KEMI OCH KEMIN I LIVSMILJÖ
KEMI 1 MÄNNISKANS KEMI OCH KEMIN I LIVSMILJÖ FYSIK BIOLOGI KEMI MEDICIN TEKNIK Laborationer Ett praktiskt och konkret experiment Analys av t ex en reaktion Bevisar en teori eller lägger grunden för en
Läs merVad är allt uppbyggt av?
ÅR 4-6 Kemi KAPITEL 1 Vad är allt uppbyggt av? Kläderna du har på dig, vattnet du dricker och pennan du skriver med, huset du bor i är uppbyggd av små byggstenar. Vi kallar dem atomer. Atomer finns i allting
Läs merför gymnasiet Polarisation
Chalmers tekniska högskola och November 2006 Göteborgs universitet 9 sidor + bilaga Rikard Bergman 1992 Christian Karlsson, Jan Lagerwall 2002 Emma Eriksson 2006 O4 för gymnasiet Polarisation Foton taget
Läs merUndervisningen i de naturorienterande ämnena ska behandla följande centrala innehåll
3.11 Kemi Naturvetenskapen har sitt ursprung i människans nyfikenhet och behov av att veta mer om sig själv och sin omvärld. Kunskaper i kemi har stor betydelse för samhällsutvecklingen inom så skilda
Läs merStrömning och varmetransport/ varmeoverføring
Lektion 8: Värmetransport TKP4100/TMT4206 Strömning och varmetransport/ varmeoverføring Den gul-orange färgen i den smidda detaljen på bilden visar den synliga delen av den termiska strålningen. Värme
Läs merNina Fransén Pettersson doktorand, immunologi, Institutionen för klinisk mikrobiologi. Filmer och färgbilder till detta föredrag kan ses på
Kan man se diabetes? Nina Fransén Pettersson doktorand, immunologi, Institutionen för klinisk mikrobiologi Filmer och färgbilder till detta föredrag kan ses på www.medfak.umu.se/forskning/forskningens-dag/-forskningens-dag-2012/
Läs merLösningar - Rätt val anges med fet stil i förekommande fall (obs att svaren på essäfrågorna inte är uttömmande).
STOCKHOLMS UNIVERSITET FYSIKUM Tentamensskrivning i Materiens Minsta Byggstenar, 5p. Lördag den 15 juli, kl. 9.00 14.00 Lösningar - Rätt val anges med fet stil i förekommande fall (obs att svaren på essäfrågorna
Läs merREPETITION AV NÅGRA KEMISKA BEGREPP
KEMI RUNT OMKRING OSS Man skulle kunna säga att kemi handlar om ämnen och hur ämnena kan förändras. Kemi finns runt omkring oss hela tiden. När din mage smälter maten är det kemi, när din pappa bakar sockerkaka
Läs merObservera att uppgifterna inte är ordnade efter svårighetsgrad!
TENTAMEN I FYSIK FÖR n, 14 JANUARI 2010 Skrivtid: 8.00-13.00 Hjälpmedel: Formelblad och räknare. Börja varje ny uppgift på nytt blad. Lösningarna ska vara väl motiverade och försedda med svar. Kladdblad
Läs merTill exempel om vi tar den första kol atomen, så har den: 6 protoner, 12 6=6 neutroner, 6 elektroner; atommassan är också 6 men masstalet är 12!
1) Till exempel om vi tar den första kol atomen, så har den: 6 protoner, 12 6=6 neutroner, 6 elektroner; atommassan är också 6 men masstalet är 12! Om vi tar den tredje kol atomen, så är protonerna 6,
Läs merInför provet Kolföreningarnas kemi
Inför provet Kolföreningarnas kemi 8A $\ Pär Leijonhufvud BY: 23 oktober 2014 C När är provet? Provet blir på fredag den 24/10. Vad kommer med på provet? Några frågor på repetitionen om grundämnen och
Läs merNämn ett ämne som kan omvandlas till diamant a, granit b, meteoritmineral c, kol d, grafit
1 Vad använder man kol till? Ge exempel. Energi, diamant, 1 Vad kallas en alkohol med två OH grupper? Ge exempel. Etandiol 1 Har kan diamant vara så hårt? För att lagrerna har bindningar mellan varandra
Läs merFysikaliska modeller
Fysikaliska modeller Olika syften med fysiken Grundforskarens syn Finna förklaringar på skeenden i naturen Ställa upp lagar för fysikaliska skeenden Kritiskt granska uppställda lagar Kontrollera uppställda
Läs merFK Elektromagnetism och vågor, Fysikum, Stockholms Universitet Tentamensskrivning, måndag 21 mars 2016, kl 9:00-14:00
FK5019 - Elektromagnetism och vågor, Fysikum, Stockholms Universitet Tentamensskrivning, måndag 21 mars 2016, kl 9:00-14:00 Läs noggrant igenom hela tentan först Tentan består av 5 olika uppgifter med
Läs merFAFA55 HT2016 Laboration 1: Interferens av ljus Nicklas Anttu och August Bjälemark, 2012, Malin Nilsson och David Göransson, 2015, 2016
Inför Laborationen Laborationen sker i två lokaler: K204 (datorsal) och H226. I början av laborationen samlas ni i H212. Laborationen börjar 15 minuter efter heltimmen som är utsatt på schemat. Ta med
Läs merKapitel 36, diffraktion
Kapitel 36, diffraktion Diffraktionsbegreppet, en variant av interferens Hitta min värden för enkelspalt med vidden a Intensitet för enkelspalt med vidden a Två spalter med vidd a och separation d Många
Läs merPraktiska saker Materialfysik vt Introduktion 1.1. Introduktion-introduktion. Tider. Lärobok & material.
Praktiska saker 530117 Materialfysik vt 2010 Webbsida: http://beam.acclab.helsinki.fi/~knordlun/matfys/ Föreläsningarna kommer dit (minst 5 minuter i förväg) 1. Introduktion 1.1. Introduktion-introduktion
Läs merFöreläsningarna kommer dit (minst 5 minuter i förväg) Utförande: det normala svenska systemet :
530117 Materialfysik vt 2010 1. Introduktion 1.1. Introduktion-introduktion Praktiska saker Webbsida: http://beam.acclab.helsinki.fi/~knordlun/matfys/ Föreläsningarna kommer dit (minst 5 minuter i förväg)
Läs merMaterialfysik vt Introduktion 1.1. Introduktion-introduktion
530117 Materialfysik vt 2010 1. Introduktion 1.1. Introduktion-introduktion Praktiska saker Webbsida: http://beam.acclab.helsinki.fi/~knordlun/matfys/ Föreläsningarna kommer dit (minst 5 minuter i förväg)
Läs merRepetitionsuppgifter. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 120 / BFL 111
Repetitionsuppgifter Linköpings Universitet Institutionen för Fysik, Kemi, och Biologi Avdelningen för Tillämpad Fysik Mike Andersson Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL
Läs merutvecklar förståelse av sambandet mellan struktur, egenskaper och funktion hos kemiska ämnen samt varför kemiska reaktioner sker,
Kemi Ämnets syfte Utbildningen i ämnet kemi syftar till fördjupad förståelse av kemiska processer och kunskap om kemins skiftande tillämpningar och betydelse inom vardagsliv, industri, medicin och livsmiljö.
Läs merInstuderingsfrågor extra allt
Instuderingsfrågor extra allt För dig som vill lära dig mer, alla svaren finns inte i häftet. Sök på nätet, fråga en kompis eller läs i en grundbok som du får låna på lektion. Testa dig själv 9.1 1 Vilken
Läs merMaterialfysik I vt Introduktion 1.1. Introduktion-introduktion
530 276 Materialfysik I vt 2014 1. Introduktion 1.1. Introduktion-introduktion Praktiska saker Webbsida: http://beam.acclab.helsinki.fi/~knordlun/matfys/ Föreläsningarna kommer dit (minst 5 minuter i förväg)
Läs merMaterialfysik vt Materials struktur 3.5 Nanomaterials struktur. Definition på nanomaterial
530117 Materialfysik vt 2010 3. Materials struktur 3.5 Nanomaterials struktur Definition på nanomaterial Material som är i storleksordningen 1 100 nm åtminstone i en dimension. Objekten är väl kontrollerade
Läs merDefinition på nanomaterial Materialfysik vt Materials struktur 3.5 Nanomaterials struktur
Definition på nanomaterial 530117 Materialfysik vt 2010 3. Materials struktur 3.5 Nanomaterials struktur Material som är i storleksordningen 1 100 nm åtminstone i en dimension. Objekten är väl kontrollerade
Läs merAtt gnida glas med kattskinn gör att glaset blir positivt laddat och att gnida plast med kattskinn ger negativ laddning på plasten.
Experiment 1: Visa att det finns laddningar, att de kan ha olika tecken, samma laddning repellera varandra, olika laddning attrahera varandra. Visa att det finns elektriska fält. Material: Två plaststavar,
Läs merTentamen i Fotonik , kl
FAFF25 FAFA60-2016-05-10 Tentamen i Fotonik - 2016-05-10, kl. 08.00-13.00 FAFF25 Fysik för C och D, Delkurs i Fotonik FAFA60 Fotonik för C och D Tillåtna hjälpmedel: Miniräknare, godkänd formelsamling
Läs merLABORATION 1 AVBILDNING OCH FÖRSTORING
LABORATION 1 AVBILDNING OCH FÖRSTORING Personnummer Namn Laborationen godkänd Datum Labhandledare 1 (6) LABORATION 1: AVBILDNING OCH FÖRSTORING Att läsa före lab: Vad är en bild och hur uppstår den? Se
Läs merForskarna Maria Strømme och Johan Forsgren på Ångströmlaboratoriet vid Uppsala universitet behöver hjälp med att hitta nya sorters guldnanopartiklar.
Forskarna Maria Strømme och Johan Forsgren på Ångströmlaboratoriet vid Uppsala universitet behöver hjälp med att hitta nya sorters guldnanopartiklar. I samarbetet mellan Nobelmuseets Forskarhjälpen och
Läs mer3. Ljus. 3.1 Det elektromagnetiska spektret
3. Ljus 3.1 Det elektromagnetiska spektret Synligt ljus är elektromagnetisk vågrörelse. Det följer samma regler som vi tidigare gått igenom för mekanisk vågrörelse; reflexion, brytning, totalreflexion
Läs merNATURORIENTERANDE ÄMNEN
NATURORIENTERANDE ÄMNEN Biologi, fysik och kemi Naturvetenskapen har sitt ursprung i människans nyfikenhet och behov av att veta mer om sig själv och sin omvärld. Kunskaper i naturorienterande ämnen har
Läs merUppgift: Bestäm det arbete W som åtgår att Iyfta kroppen på det sätt som beskrivits ovan och bestäm och så kroppens densitet ρ.
Uppgift 1. I en 1-liters bägare fylld med 600 ml vatten sänker man ned en kropp i form av cylinder som är spetsad i ena änden. Den övre ytan på kroppen skall ligga precis i vattenytan. Sedan lyfter man
Läs merETT EXEMPEL PÅ PROTEINKRISTALLISERING
KRISTLLISERING V LYSOZYM ETT EXEMPEL PÅ PROTEINKRISTLLISERING Laboration i kursen Experimentell Kemi Gävle 15:e augusti 2013 Handledare: nna Frick, Göteborgs Universitet (anna.frick@chem.gu.se) KRISTLLISERING
Läs merλ = T 2 g/(2π) 250/6 40 m
Problem. Utbredning av vattenvågor är komplicerad. Vågorna är inte transversella, utan vattnet rör sig i cirklar eller ellipser. Våghastigheten beror bland annat på hur djupt vattnet är. I grunt vatten
Läs merTentamen: Baskurs B i Fysik, del1, 4p 2007-03-23 kl. 08.00-13.00
Institutionen för teknik, fysik och matematik Nils Olander och Herje Westman Tentamen: Baskurs B i Fysik, del1, 4p 2007-03-23 kl. 08.00-13.00 Max: 30 p A-uppgifterna 1-8 besvaras genom att ange det korrekta
Läs merMateria Sammanfattning. Materia
Materia Sammanfattning Material = vad föremålet (materiel) är gjort av. Materia finns överallt (består av atomer). OBS! Materia Något som tar plats. Kan mäta hur mycket plats den tar eller väga. Materia
Läs merAnge längst upp på omslaget ett referensnummer (6 tecken, t.ex. bilnummer) om du vill kunna se resultatet på kurshemsidan när rättningen är klar.
Tentamen i organisk kemi, KK05 nsdagen den 25 maj 2011, 8.00-13.00. nge längst upp på omslaget ett referensnummer (6 tecken, t.ex. bilnummer) om du vill kunna se resultatet på kurshemsidan när rättningen
Läs mer4:2 Ellära: ström, spänning och energi. Inledning
4:2 Ellära: ström, spänning och energi. Inledning Det samhälle vi lever i hade inte utvecklats till den höga standard som vi ser nu om inte vi hade lärt oss att utnyttja elektricitet. Därför är det viktigt
Läs merSÄTT DIG NER, 1. KOLLA PLANERINGEN 2. TITTA I DITT SKRIVHÄFTE.
SÄTT DIG NER, 1. KOLLA PLANERINGEN 2. TITTA I DITT SKRIVHÄFTE. Vad gjorde vi förra gången? Har du några frågor från föregående lektion? 3. titta i ditt läromedel (boken) Vad ska vi göra idag? Optik och
Läs merSträvansmål för förskoleklass Exempel på arbetsuppgifter Fridhemsskolans uppnåendemål
Strävansmål för förskoleklass Exempel på arbetsuppgifter Fridhemsskolans uppnåendemål Biologi Ha en elementär kroppsuppfattning Utveckla kunskap om djur och växter som finns i vår närhet Rörelselekar och
Läs merMikroskopering. Matti Hotokka Fysikalisk kemi
Mikroskopering Matti Hotokka Fysikalisk kemi Vad diskuteras Mikroskopens anatomi Sätt att belysa provet Praktiska aspekter Specialapplikationer Mikroskop Okular Objektiv Objektbord Kondensorlins Ljuskälla
Läs merVAD ÄR KEMI? Vetenskapen om olika ämnens: Egenskaper Uppbyggnad Reaktioner med varandra KEMINS GRUNDER
VAD ÄR KEMI? Vetenskapen om olika ämnens: Egenskaper Uppbyggnad Reaktioner med varandra ANVÄNDNINGSOMRÅDEN Bakning Läkemedel Rengöring Plast GoreTex o.s.v. i all oändlighet ÄMNENS EGENSKAPER Utseende Hårdhet
Läs merFysikaliska krumsprång i spexet eller Kemister och matematik!
Fysikaliska krumsprång i spexet eller Kemister och matematik! Mats Linder 10 maj 2009 Ingen sammanfattning. Sammanfattning För den hugade har vi knåpat ihop en liten snabbguide till den fysik och kvantmekanik
Läs merProvmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: KBAST16h KBASX16h. TentamensKod: Tentamensdatum: Tid: 09:00 13:00
Fysik Bas 2 Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: KBAST16h KBASX16h 9 högskolepoäng TentamensKod: Tentamensdatum: 2017-05-29 Tid: 09:00 13:00 Hjälpmedel: Grafritande miniräknare, linjal, gradskiva, gymnasieformelsamling,
Läs merVAD ÄR KEMI? Vetenskapen om olika ämnens: Egenskaper Uppbyggnad Reaktioner med varandra KEMINS GRUNDER
VAD ÄR KEMI? Vetenskapen om olika ämnens: Egenskaper Uppbyggnad Reaktioner med varandra ANVÄNDNINGSOMRÅDEN Bakning Läkemedel Rengöring Plast GoreTex o.s.v. i all oändlighet ÄMNENS EGENSKAPER Utseende Hårdhet
Läs merNanoteknik vad är det? Trender, exempel, möjligheter, risker. Bengt Kasemo Teknisk Fysik Chalmers kasemo@chalmers.se
Nanoteknik vad är det? Trender, exempel, möjligheter, risker Bengt Kasemo Teknisk Fysik Chalmers kasemo@chalmers.se Nanoteknik att medvetet och kontrollerat skapa funktionella strukturer och system med
Läs merViktiga målsättningar med detta delkapitel
Viktiga målsättningar med detta delkapitel Känna till begreppen ytenergi och ytspänning Förstå den stora rollen av ytor för nanomaterials egenskap Känna till storleksberoendet av nanopartiklars smältpunkt
Läs merPAPPER består av? PAPPER, TRYCK OCH SKRIVARE PAPPER PAPPER PAPPER TRYCK. Sasan Gooran (HT 2003) Val av papper. Bestruket och obestruket.
, TRYCK OCH SKRIVARE Sasan Gooran (HT 2003) består av? Vid tillverkningen av papper utgår man från pappersmassa: Mekanisk: cellulosafibrer utvinns ur veden genom malning. Råvaran är barrved, framför allt
Läs merREGIONFINAL 2017 LAGEN
REGIONFINAL 2017 LAGEN 1. Storleksordning Allt vi har omkring oss är uppbyggt av mycket små partiklar. Ni kommer att få kort med namn på olika små saker. Placera korten på bordet i en rad från minst till
Läs mer4. Allmänt Elektromagnetiska vågor
Det är ett välkänt faktum att det runt en ledare som det flyter en viss ström i bildas ett magnetiskt fält, där styrkan hos det magnetiska fältet beror på hur mycket ström som flyter i ledaren. Om strömmen
Läs merFrån snökaos till kvantkaos
020302 Kaosforskning var högsta mode på åttiotalet. Sedan blev det tyst. Men för väderprognoser är kaosmatematiken fortfarande högaktuell, liksom för den nya nanotekniken. Från snökaos till kvantkaos Av
Läs merv F - v c kallas dispersion
Övning 1 Dispersion och prismaeffekt Färg För att beteckna färger används dessa spektrallinjer: Blått (F): λ F = 486.1 nm Gult (d): λ d = 587.6 nm Rött (C): λ c = 656.3 nm (Väte) (Helium) (Väte) Brytningsindex
Läs merNanoteknologi. Om hur nanokonceptet växer i Lund. Nanoteknologi 292
Nanoteknologi Om hur nanokonceptet växer i Lund. Nanoteknologi 292 Nanokonceptet växer i Lund 293 Lars Samuelson, professor i halvledarelektronik på avdelningen för fasta tillståndets fysik vid Fysicum
Läs merTentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA
IFM - Institutionen för Fysik, Kemi och Biologi Linköpings universitet Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA Torsdagen den 29/8 2013 kl. 14.00-18.00 i TER2 Tentamen består av 2 A4-blad (inklusive detta)
Läs merWALLENBERGS FYSIKPRIS 2014
WALLENBERGS FYSIKPRIS 2014 Tävlingsuppgifter (Kvalificeringstävlingen) Riv loss detta blad och häfta ihop det med de lösta tävlingsuppgifterna. Resten av detta uppgiftshäfte får du behålla. Fyll i uppgifterna
Läs mer0. Inledning, motivation
0. Inledning, motivation Atomresolutionsbild av korngräns på grafityta, tagen i Acceleratorlaboratorier vid Helsingfors universitet Fasta tillståndets fysik, Kai Nordlund 2015 1 0.1. Terminologi Hur definieras
Läs merDipoler och dipol-dipolbindningar Del 2. Niklas Dahrén
Dipoler och dipol-dipolbindningar Del 2 Niklas Dahrén Uppgift 1: Är nedanstående molekyler dipoler? På bild a) är det ganska tydligt att vi får en negativ sida där -atomerna sitter och en positiv sida
Läs merVärme och väder. Solen värmer och skapar väder
Värme och väder Solen värmer och skapar väder Värmeenergi Värme är en form av energi Värme är ett mått på hur mycket atomerna rör på sig. Ju varmare det är desto mer rör de sig. Värme får material att
Läs merGe exempel på hur vi använder oss av magneter Think, pair, share
Magnetism Ge exempel på hur vi använder oss av magneter Think, pair, share Vilka ämnen är magnetiska? Vi gör även en laboration där vi testar vilka ämnen som är magnetiska och drar en slutsats utifrån
Läs merENKEL Kemi 2. Atomer och molekyler. Art nr 515. Atomer. Grundämnen. Atomens historia
ENKEL Kemi 2 Atomer och molekyler atomkärna elektron Atomer Allting runt omkring oss är uppbyggt av atomer. En atom är otroligt liten. Den går inte att se för blotta ögat. Ett sandkorn rymmer ungefär hundra
Läs merr 2 Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0).
1 Föreläsning 2 Motsvarar avsnitten 2.4 2.5 i Griffiths. Arbete och potentiell energi (Kap. 2.4) r 1 r 2 C Låt W vara det arbete som måste utföras mot ett givet elektriskt fält E, då en laddning Q flyttas
Läs merBFL102/TEN1: Fysik 2 för basår (8 hp) Tentamen Fysik mars :00 12:00. Tentamen består av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 poäng.
Institutionen för fysik, kemi och biologi (IFM) Marcus Ekholm BFL102/TEN1: Fysik 2 för basår (8 hp) Tentamen Fysik 2 17 mars 2017 8:00 12:00 Tentamen består av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4
Läs merrep NP genomgång.notebook March 31, 2014 Om du har samma volym av två olika ämnen så kan de väga helt olika. Det beror på ämnets densitet.
1. Materia 2. Ellära 3. Energi MATERIA Densitet = Hur tätt atomerna sitter i ett ämne Om du har samma volym av två olika ämnen så kan de väga helt olika. Det beror på ämnets densitet. Vattnets densitet
Läs merGeometrisk optik. Syfte och mål. Innehåll. Utrustning. Institutionen för Fysik 2006-04-25
Geometrisk optik Syfte och mål Laborationens syfte är att du ska lära dig att: Förstå allmänna principen för geometrisk optik, (tunna linsformeln) Rita strålgångar Ställa upp enkla optiska komponenter
Läs merVåglära och optik FAFF30 JOHAN MAURITSSON
Våglära och optik FAFF30 JOHAN MAURITSSON Prismor A θ 1 n=1 n n=1 2 Prismor A δ 1 θ 1 θ 1 n=1 n n=1 3 Prismor A θ 2 θ 2 n=1 n n=1 4 Prismor A δ θ 1 θ 1 δ 1 δ 2 B θ 2 θ 2 n=1 n n=1 5 Prismor, dispersion
Läs merAnvändning av fungicider på golfgreener: vilka risker finns för miljön?
Användning av fungicider på golfgreener: vilka risker finns för miljön? Fungicid Fotolys Hydrolys Pesticid Akvatisk Profylaxisk Översättningar Kemiskt svampbekämpningsmedel Sönderdelning/nedbrytning av
Läs merStrömning och varmetransport/ varmeoverføring
Lektion 9: Värmetransport TKP4100/TMT4206 Strömning och varmetransport/ varmeoverføring Värme kan överföras från en kropp till en annan genom strålning (värmestrålning). Det är därför vi kan känna solens
Läs merArbete Energi Effekt
Arbete Energi Effekt Mekaniskt arbete Du använder en kraft som gör att föremålet förflyttas i kraftens riktning Mekaniskt arbete Friktionskraft En kraft som försöker hindra rörelsen, t.ex. när du släpar
Läs merMolekylorbitaler. Matti Hotokka
Molekylorbitaler Matti Hotokka Betrakta två väteatomer + ( ) ( ) 1s A 1 s B 1 s ( A) 1 s( B) + s 1 ( A) s 1 ( B) ' 1 s ( A) 1 s( B) Vätemolekylens molekylorbitaler När atomerna bildar en molekyl smälter
Läs merMiniräknare, formelsamling
Umeå Universitet TENTAMEN Linje: Kurs: Hjälpmedel: Fysik B Miniräknare, formelsamling Lärare: Joakim Lundin Datum: 09-10-29 Tid: 9.00-15.00 Kod:... Grupp:... Poäng:... Betyg U G VG... Tentamen i Fysik
Läs mer3.7 Energiprincipen i elfältet
3.7 Energiprincipen i elfältet En laddning som flyttas från en punkt med lägre potential till en punkt med högre potential får även större potentialenergi. Formel (14) gav oss sambandet mellan ändring
Läs merBFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin Föreläsning 7 Kvantfysik, Atom-, Molekyl- och Fasta Tillståndets Fysik
Föreläsning 7 Kvantfysik 2 Partiklars vågegenskaper Som kunnat konstateras uppträder elektromagnetisk strålning ljus som en dubbelnatur, ibland behöver man beskriva ljus som vågrörelser och ibland är det
Läs merPM Ytbehandling. Anodisering. Christoffer Löfstrand 2011 01 16
PM Ytbehandling Anodisering Christoffer Löfstrand 2011 01 16 Fördjupningsarbetet beskrivet med ett PM behandlar området Ytbehandling, med speciell inriktning på anodisering av olika metaller, framförallt
Läs merÄmnesplan i Fysik Treälven
Ämnesplan i Fysik Treälven (2009-03-24) Utarbetad under läsåret 08/09 Fysik Mål att sträva mot (Lpo 94) Mål att uppnå för skolår 5 Mål för godkänt skolår 9 utvecklar kunskap om grundläggande fysikaliska
Läs mer