Nanotechnologie fur Einsteiger (häftad)
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Format
Häftad (Paperback / softback)
Språk
Tyska
Antal sidor
300
Utgivningsdatum
2016-11-23
Förlag
Wiley-VCH Verlag GmbH
Illustratör/Fotograf
100 schwarz-weiße Abbildungen
Illustrationer
100 schwarz-weiße Abbildungen
ISBN
9783527339563
Nanotechnologie fur Einsteiger (häftad)

Nanotechnologie fur Einsteiger

Herstellung und Eigenschaften von Kohlenstoff-Nanostrukturen

Häftad Tyska, 2016-11-23
309
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Das Buch beginnt mit einer Einführung in die Physik der Nanotechnologie und der Nanostrukturen sowie deren Herstellung und Charakterisierung. Der zweite Teil befasst sich mit dem faszinierenden Element Kohlenstoff, das den Ausgangspunkt für alle weiteren Betrachtungen darstellt: Dank der besonderen Eigenschaften des Kohlenstoffs kann dieser in verschiedenen Formen auftreten, etwa in Form von transparentem Diamant oder opakem Graphit. Der dritte Teil des Buches widmet sich ungewöhnlicheren Kohlenstoffnanostrukturen wie den Kohlenstoffnanoröhrchen, Fullerenen, Kohlenstoff-"Zwiebeln" und dem Super-Material Graphen, einem heißen Kandidaten für bessere, schnellere und zuverlässigere Elektronik. Das Buch schließt mit einem Ausblick auf strukturell den Kohlenstoffnanostrukturen verwandte Materialien.
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Innehållsförteckning

Vorwort XI 1 Einfuhrung 1 1.1 Nanowissenschaften und Nanotechnologie 1 1.2 Nanowissenschaften sind interdisziplinar 3 1.3 Nanotechnologie Heilsbringer oder Risiko? 3 1.4 Kohlenstoffnanostrukturen 4 1.5 Der Aufbau dieses Buchs 5 Literatur 7 Teil I Nanotechnologie und Nanostrukturen 9 2 Nanostrukturen 11 2.1 Definition 11 2.2 Physik und Chemie im Nanometerbereich 12 2.2.1 Der Einfluss der Oberflache 13 2.2.2 Platzersparnis 14 2.2.3 Kritische Langen 16 2.2.4 Quantenmechanik 22 2.3 Arten von Nanostrukturen 25 2.4 Vorbilder in der Natur 31 2.5 Wissen testen 34 Literatur 35 3 Herstellung von Nanostrukturen 37 3.1 Grundlegende Ansatze zur Herstellung von Nanostrukturen 37 3.2 Top-down-Verfahren 37 3.2.1 Erzeugung von Nanopartikeln durchMahlen 39 3.2.2 Mechanische Oberflachenermudung 40 3.2.3 Lithografie und Atzen 41 3.3 Irgendwo dazwischen: die weiche Lithografie 44 3.3.1 Nanokontaktdruck 45 3.3.2 Weitere auf Stempeln beruhende Verfahren der weichen Lithografie 46 3.3.3 Dip-Pen-Nanolithografie 47 3.4 Bottom-up-Verfahren 48 3.4.1 Selbstassemblierte Systeme und Schichten 50 3.4.2 Verwendung von Templates 52 3.4.3 Verwendung von DNA 54 3.4.4 Prozessfuhrung 55 3.5 Funktionalisierung 55 3.5.1 Moglichkeiten zur Funktionalisierung 56 3.5.2 Verleihung von Funktionalitaten 59 3.6 Wissen testen 62 Literatur 62 4 Charakterisierung von Nanostrukturen 65 4.1 Kann man Atome sehen? 65 4.1.1 Das Rayleigh-Kriterium 65 4.1.2 Reduzierung derWellenlange elektromagnetischer Strahlung 66 4.1.3 Die Losung: Teilchenstrahlen 67 4.2 Elektronenstrahlverfahren 68 4.2.1 SEM 68 4.2.2 TEMund HRTEM 70 4.2.3 TED und EELS 71 4.3 Charakterisierung mittels Nanosystemen: Rastersondenmikroskopie 72 4.3.1 Rastertunnelmikroskopie 73 4.3.2 AFM 76 4.3.3 Weitere Verfahren 79 4.4 Makroskopische Verfahren 82 4.4.1 Raman-Spektroskopie 82 4.4.2 Weitere spektroskopische Verfahren 85 4.4.3 Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung 85 4.4.4 Beugungsverfahren zur Ermittlung der Kristallinitat 88 4.5 Wissen testen 90 Literatur 90 Teil II Das Element Kohlenstoff 93 5 Das Element Kohlenstoff 95 5.1 Vorkommen 95 5.1.1 Die Entstehung von Kohlenstoff 96 5.1.2 Bedeutung als Energietrager 97 5.1.3 Bedeutung in der Biologie 97 Inhaltsverzeichnis VII 5.2 Die besondere Chemie des Kohlenstoffs 98 5.2.1 Hybridisierung 98 5.2.2 Ring- und Kettenbildung 100 5.2.3 Polymere 103 5.2.4 Fremdatome und funktionelle Gruppen 104 5.3 Wissen testen 107 Literatur 108 6 Kohlenstofffestkorpermodifikationen 109 6.1 Diamant 111 6.1.1 Vorkommen und Herstellung 111 6.1.2 Physikalische Eigenschaften 118 6.1.3 Chemische Eigenschaften 121 6.1.4 Anwendungen 121 6.2 Graphit 122 6.2.1 Struktur 122 6.2.2 Gewinnung bzw. Herstellung 123 6.2.3 Physikalische Eigenschaften 123 6.2.4 Chemische Eigenschaften 124 6.2.5 Anwendungen 125 6.3 Weitere Modifikationen 127 6.3.1 Glaskohlenstoff 127 6.3.2 Russ 128 6.3.3 Amorpher Kohlenstoff 129 6.4 Wissen testen 130 Literatur 131 Teil III Kohlenstoff-Nanostrukturen 133 7 Punktformige Kohlenstoffnanostrukturen: Fullerene 135 7.1 Entdeckung 135 7.2 Struktur 137 7.2.1 Die grosse Varietat der Fullerene 137 7.2.2 C60 und C70 139 7.2.3 Nomenklatur 140 7.3 Fullerite 140 7.4 Fullerene mit Fremdatomen 141 7.4.1 Heterofullerene 141 7.4.2 Endohedrale Komplexe 142 7.5 Herstellung 144 7.5.1 Laserablation 144 7.5.2 Thermische Zersetzung 144 7.5.3 Vakuum-Bogenentladung 146 7.5.4 Pyrolyse 146 7.5.5 Verbrennungsverfahren 147 7.5.6 Vergleich der Verfahren 147 7.6 Weiterverarbeitung 148 7.6.1 Reinigung und Anreicherung 148 7.6.2 Funktionalisierung 149 7.6.3 Polymerisation 150 7.7 Eigenschaften von Fullerenen 150 7.7.1 Chemische Eigenschaften 151 7.7.2 Mechanisc