materialer, energi og nanoteknologi
Post on 03-Jan-2016
69 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Anette Eleonora Gunnæs
Materialer, energi og nanoteknologi
Anette Eleonora Gunnæs1. amanuensis og
Programrådsleder for studieprogrammet:Materialer Energi og Nanoteknologi (MENA)
UiO 200 år
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
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
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
Anette Eleonora Gunnæs
Nanoteknologiske produkterhttp://w
ww
.nanotechproject.org/inventories/consum
er/analysis_draft/
http://www.nanoandme.org/
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/
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**
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.
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
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
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
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
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
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
top related