28 Eki 2021

Malzemeci Amca

Tüm Mühendislik Ders Notları

Malzeme Kimyası (Materials Chemistry)

İşlevsel malzemeler modern toplumun yapı taşlarıdır ve teknolojinin evriminde kritik bir rol oynar. Malzeme kimyası, yeni madde biçimlerini tasarlamak, yaratmak ve anlamak için

İşlevsel malzemeler modern toplumun yapı taşlarıdır ve teknolojinin evriminde kritik bir rol oynar. Malzeme kimyası, yeni madde biçimlerini tasarlamak, yaratmak ve anlamak için entelektüel temeli sağlamada benzersizdir, bırakın organik, inorganik veya hibrit malzemeler olsun.

Nanomalzemeler ve moleküler cihazlardan polimerlere ve genişletilmiş katılara kadar kimya, katalizörler, sensörler, moleküler taşıyıcılar, yapay iskeleler, moleküler filtreler ve ışık yayan veya elektron ileten topluluklar gibi yeni malzemelerden oluşan bir dünya yaratıyor.

İstisnai ve çok çeşitli enstitüler, merkezler ve eğitim programları tarafından desteklenen Stanford bilim adamları, atomik ve moleküler davranışları tam olarak gözlemlemek ve kontrol etmek için yeni yaklaşımlar geliştiriyor; atomik ve moleküler davranışı malzemelerin makroskopik özellikleriyle ilişkilendirmek için yeni stratejiler; ve tanımlanmış yapı, özellik ve işlevde malzemeler oluşturmak için yeni yöntemler.

Ekonomik ve çevresel olarak sürdürülebilir teknolojiler, kimya bilimi ve teknolojisine yeni yaklaşımlar gerektirecektir; Stanford bilim adamları, ekonomik ve minimum çevresel etki ile üretilebilen, aynı zamanda kullanışlı ömürlerinin sonunda kolayca geri kazanılan, yeniden kullanılabilen ve yeniden entegre edilebilen malzemelerin moleküler tasarımıyla bu sorumluluğa liderlik ediyor.

Akılcı Moleküler Tasarım


Beklenen yeni özellikler için yenilikçi moleküler yapılar tasarlıyor ve yaratıyor ve malzemelerin rasyonel moleküler tasarımına izin vermek için yapı-özellik ilişkilerini anlıyorlar. Kimyanın moleküler ilkelerini kullanarak, döngüsel polimerler ve şekle dayanıklı merdiven polimerler, antiaromatiklik içeren konjuge π sistemleri, dinamik polimer ağları, çeşitli uyaranlara tepki veren akıllı malzemeler ve enerji için organik / inorganik perovskitler gibi karmaşık makromoleküler mimariler yarattılar. ve elektronik uygulamalar.

Nanomalzemeler


Karbon bazlı nanomateryallerin öncüleri, elektronik, enerji depolama ve biyotıpta yararlı özelliklere sahip karbon nanotüpler ve grafen nanoribbonlar üzerinde çok sayıda varyant yaratmış ve karakterize etmiştir. Grubun nanokarbon-inorganik parçacık hibrit malzemeleri, su ayırma katalizörleri ve oksijen azaltma için elektrokatalizörlerle enerji araştırmalarında yeni yönler açarken, grafit katotlu alüminyum iyon bataryaları, batarya biliminde önemli bir atılımı temsil ediyor.

Ultra Hızlı Zaman Ölçeklerinde Mezoskopik Özellikler


Kimyagerler, moleküler dinamikleri ve etkileşimleri ortaya çıktıkça incelemek için ultra hızlı yöntemler icat ederek, nanoskopik ortamlarda hapsolmuş su, metal organik çerçeveler ve gözenekli silika gibi karmaşık mezoskopik moleküler sistemlerde dinamikler, yapı ve moleküller arası etkileşimler arasındaki ilişkileri ortaya çıkarmıştır. Bu teknikler, onlarca femtosaniyeden on mikrosaniyeye kadar benzeri görülmemiş bir zaman ölçeğinde süreçleri takip etmeyi mümkün kılar.

Sürdürülebilir Malzemeler


Kimyagerler, yenilenebilir ve sürdürülebilir kaynaklardan yapılan yeni malzemelerin üretilmesinde ve incelenmesinde yeni gelişmelerin ön saflarında çalışır. Karmaşık makromoleküler mimarilerin sentezi için katalizörler oluşturmak için mekanik ilkeleri kullanarak, sürdürülebilir polimerler, sentetik yakıtlar ve biyoaktif moleküller geliştirirler.

Sentetik kimya araçlarını kullanarak, organik moleküllerin yapısal ayarlanabilirliğini genişletilmiş inorganik katıların çeşitli elektronik ve optik özellikleriyle birleştiren hibrit malzemeler tasarlarlar. Bu çabalar, özellikle çevresel kirleticileri yakalamak için sorbentler, şarj edilebilir piller için elektrotlar ve güneş pilleri için emiciler gibi temiz enerji uygulamaları olan malzemeleri hedeflemektedir.

Buna ek olarak, fakültemiz, yüksek derecede kararlı, seçici ve geri dönüştürülebilir yanma sonrası CO2 sorbentleri elde etmeyi amaçlayarak, mezogözenekli silika ve karbon bazlı malzemelerin sentezi ve kovalent modifikasyonu için yeni gelişen stratejiler geliştirmektedir.

Biyotıp


Devam eden araştırmalar, ilaçları ve probları hücrelere iletmek için “moleküler taşıyıcılar” olarak işlev gören fonksiyonel bozunabilir polimerler ve oligomerler, hücre transplantasyonu ve rejeneratif hücre tedavisi için yapay hücre iskelesi görevi gören ayarlanabilir hidrojeller ve biyolojik fonksiyonları araştırmak için hücre altı sensörler olarak nanopillar geliştirmektedir. yaşayan hücreler. Teorik ve hesaplama çabaları, proteinler, DNA ve lipid membranlar dahil olmak üzere yumuşak malzemelerin istatistiksel mekaniğini anlamaya çalışır.