Kitaptaki Soru Metni ve Verilenler
3. Tema/Sürdürülebilirlik Nanoparçacıkların eldesi, özellikleri, verimliliği ve kullanım alanları kimya bili minin güncel araştırma konuları arasındadır. Buna bağlı olarak metal nano parçacıkların (metal NP) sentezi son yıllarda önemli ölçüde artmıştır. Metal nanoparçacıklar, 1 ila 100 nanometre arasında değişen genellikle kolloidal nanoparçacıklardır. Nanoparçacıklar malzeme, elektronik, kozmetik, kap lama, paketleme, biyoteknoloji gibi alanlarda kullanılır. Örneğin ev aletlerinde özellikle antibakteriyel özelliğinden dolayı sağlık endüstrisinde, gıda saklama uygulamalarında ve tekstil ürünlerinde gümüş nanoparçacıklardan yararlanı labilir. Bakır metaline kıyasla bakır nanoparçacıklar çok daha iletkendir. Bakır metali ile yapılamayan iletken mürekkep bakır nanoparçacıklar (CuNP) ile elde edilmektedir. Bu mürekkep; elektrik devrelerinin, elektronik malzemelerin, çiplerin ve elektronik tekstillerin tasarımını kolaylaştırır. Nanoparçacık sentezinde genellikle yukarıdan aşağıya ve aşağıdan yukarıya olmak üzere iki farklı yaklaşım vardır (Görsel 3.11). Yukarıdan aşağıya yakla şımında enerji kullanılarak yığınlar yavaş yavaş nanoboyuta ayrılır. Örneğin kurşun kalem ucundan (grafit) elektrik enerjisi kullanılarak grafen (nanopar çacık) eldesi bu yaklaşıma örnektir (Görsel 3.12). Aşağıdan yukarıya yaklaşı mında ise atomik veya moleküler boyuttaki malzemeler tepkimeye sokularak nanoparçacık oluşturulur. Bu yaklaşım nanoparçacıkların kimyasal ve biyolo jik sentezlerinde yaygın olarak kullanılır. Nanoparçacık eldesi için uygulanan fiziksel ve kimyasal sentez yöntemlerinde kullanılan kimyasalların çevresel ve biyolojik risklerinin olduğu ve ekonomik olmadığı bilinmektedir. Bu sebeple günümüzde nanoparçacıkların sentezinde daha ekonomik, çevre dostu, toksik etkisi olmayan biyolojik yöntemler (yeşil sentez) tercih edilmektedir. Yeşil sen tez için bakteri, maya, bitkilerin kök, gövde, yaprak ve çiçek gibi kısımları veya evsel atıklar kullanılmaktadır. Bu sentezde inorganik metal iyonlarının metal nanoparçacıklara dönüşmesi sırasında daha az kimyasal kullanılmaktadır. Görsel 3.12: Grafit ve grafenin yapısı 1 cm 100 μm 10 μm 1 μm 100 nm 10 nm 1 nm 0,1 nm 0,01 nm Nanometrik ölçek Yığın Toz Nanoparçacıklar Kümeler Atom/Molekül/Yapı taşı Yukarıdan aşağıya yaklaşım Aşağıdan yukarıya yaklaşım Fiziksel sentez yöntemleri Kimyasal sentez yöntemleri Biyolojik sentez yöntemleri Yeşil sentez Görsel 3.11 Nanoparçacık sentezinde kullanılan yaklaşımlar Grafit Grafen
Ayrıntılı Adım Adım Çözüm
1 mol herhangi bir madde 6,022·10²³ adet tanecik içerir. Mol sayısı bağıntısı: n = m / M_A (kütle üzerinden) veya n = N / N_A (tanecik sayısı üzerinden) hesaplanır.
Normal şartlar altında (0°C ve 1 atm) 1 mol ideal gaz 22,4 litre hacim kaplar.