materialer, energi og nanoteknologi
DESCRIPTION
Materialer, energi og nanoteknologi. Anette Eleonora Gunnæs 1. amanuensis og Programrådsleder for studieprogrammet: Materialer Energi og Nanoteknologi (MENA ). UiO 200 år. Hva er nano?. 1 km = 1000 m = 1* 10 3 m 1 mm = 0,001 m = 1* 10 -3 m. nm =10 -9 m. Atom d~0,2 nm. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/1.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
Materialer, energi og nanoteknologi
Anette Eleonora Gunnæs1. amanuensis og
Programrådsleder for studieprogrammet:Materialer Energi og Nanoteknologi (MENA)
UiO 200 år
![Page 2: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/2.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
Hva er nano?1 km = 1000 m = 1* 103 m
1 mm = 0,001 m = 1* 10-3 mnm =10-9m
Atomd~0,2 nm
![Page 3: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/3.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
Hva er nanoteknologi?
Fundamental forståelse av hvordan naturen fungerer på atomær skala
Når egenskapene til materialene blir dimensjonsavhengige
Skala: 1 - 100 nm
![Page 4: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/4.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
• Richard P. Feynman (1918-1988):
”There’s plenty of room at the bottom – an invitation to enter a new field of physics”.
Foredrag for American Physical Society 29. desember 1959
Naturen:►Informasjon lagres i DNA – en organisk nanostruktur som er selvreproduserende og reparerende ► Sjødyr får meget sterke skall ved hjelp av nanokompositter
Menneskene:► Bruker leire – dispersjoner av nanopartikler► Farger glass og annet med kolloid utfelte gull-nanopartikler► Lager jern-legeringer med karbon-nanorør (sot) (”Damaskus-stål”)► Mange ”gamle” polymerer ville i dag bli kalt nanoteknologi; Kevlar, nylon
![Page 5: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/5.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
Nanoteknologiske produkterhttp://w
ww
.nanotechproject.org/inventories/consum
er/analysis_draft/
http://www.nanoandme.org/
![Page 6: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/6.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
Nanoprodukter for helse og sunnhet
Dobbeltstrikket med NanoTech behandlet Heilo garn på utsiden
og innside i 100% merino-ull.
http://dale.no.s10.subsys.net/no/
http://www.ortodent.no/
![Page 7: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/7.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
Energi og nanoteknologi
Energi kan verken skapes eller forsvinne, kun overføres fra én energiform til en annen. Energiressurser
Kjerne-kraft
Geo-varme
Tide-vann Fossile
brensel
(ikke fornybar)
*
Sol-varme
*
Foto-voltaisk
**
Vind/ bølge
**
Vann-kraft
*
Bio
Solenergi Direkte* Indirekte**
![Page 8: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/8.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
Energi og nanoteknologi
Spare
Høste
Lagre
Forbedret isolasjon av bygninger, utvikle sterke og lette materialer til bruk innen transport,utvikle termoelektriske-materialer for å utnytte spillvarme
Forbedrede batterier og hydrogen lagring
Øke effektiviteten til f.eks solceller
Energi kan verken skapes eller forsvinne, kun overføres fra én energiform til en annen.
![Page 9: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/9.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
LitiumbatterierDen nye generasjonen bilbatterier
Litiumbatterier versus blybatterier -mye lettere
- tar mindre plass - større energitetthet.
Ved Universitetet i Oslo forskers det på hvordan litiumbatteriene kan forbedres ved å kombinere nye materialer med nanoteknologi.
Etterlikner strukturen til mitokondrier som er energimotorene i menneskeceller.
Ladefri kjøring mellom Oslo-Trondheim om 20 År!
http
://no
.wikip
ed
ia.o
rg/w
iki/Mito
kon
driu
m
![Page 10: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/10.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
Solceller Kostand og effektivitet
Utnytter bare 16 til 18 prosent av sollyset.
Silisiumceller fanger bare opp lys innenfor et lite energiområde.
Si
Gallium og arsenikk:Utnytte så mye som 41 prosent av sollyset. Bedre utnyttelse
med nanoteknologi
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Solar_Spectrum.png
![Page 11: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/11.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
Materialer og energibånd
Stort båndgap, elektroner kan ikke eksiteres til ledningsbåndet
Båndgap hvor elektroner kan eksiteresopp til ledningsbånd.
Metall Halvleder Isolator
Båndgapet til nanopartikler avhenger av størrelsen
![Page 12: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/12.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
3. generasjon solceller
Tandemceller kan fange opp lys fra et større energispekter.
Nanopartikler kan benyttes til å endre energien pålysstrålene som treffer solcellen slik at energien optimaliseres.
Forventer en tredobling av effekten i forhold til dagens Si baserte solceller.
E1 E2 E3
![Page 13: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/13.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
Termoelektriske materialer og Peltier elementer
Material krav:Høy elektrisk ledningsevneogLav termisk ledningsevne
The Cassini Spacecraft
Ingen bevegelige delerhttp://en.wikipedia.org/wiki/File:USB_Beverage_Cooler.jpg
Genererer varme fra plutonium (Pu-238) alphadecay og strøm vha termoelementer
Elektrisitet fra spillvarme
![Page 14: Materialer, energi og nanoteknologi](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062422/56813696550346895d9e23ac/html5/thumbnails/14.jpg)
Anette Eleonora Gunnæs
Mer om nano? Et godt utgangspunkt:
Studie ved Universitetet i Oslo!!!
Websiden: nano&me Nanotechnology in our lives
http://www.nanoandme.org