📄Работа №188283
Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА ПОРОШКА КРЕМНИЯ, ПОЛУЧЕННОГО МЕХАНИЧЕСКИМ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕМ
Характеристики работы
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Химия
Объем:
57 листов
Год:
2023
Просмотров:
75
4570
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 3
Введение 4
1 Теоретическая часть 7
1.1 Кремний 7
1.1.1 Общая характеристика и свойства кремния 8
1.1.2 Структура кристаллического кремния 11
1.1.3 Электрические свойства кремния 12
1.1.4 Аморфный кремний 16
1.1.5 Кластеры кремния 18
1.2 Нанокремний 19
1.2.1 Спектральные проявления 20
1.2.2 Оптические и структурные свойства нанокремния в SiO2 23
1.2.3 Комбинационное рассеяние света в кремниевых наноструктурах ... 24
1.3 Солнцезащитные фильтры 27
1.3.1 Действие солнечного излучения на кожу 28
1.3.2 Классификация химических фильтров 30
1.3.3 Применение нанокремния в состав солнцезащитных средств 32
2 Экспериментальная часть 35
2.1 Применяемая аппаратура и реактивы 37
2.2 Получение образцов кремния 37
2.3 Методы исследования 40
2.3.1 Измерение спектров комбинационного рассеяния прокаленного
кремния 41
2.3.2 Измерение спектров поглощения прокаленного кремния 42
2.3.3 Измерение спектров поглощения дисперсионной среды кремния ... 43
2.3.4 Измерение ИК-спектров кремния и аргинина 45
2.3.5 Измерение спектров поглощение образцов эмульсионных
композиций с кремнием 46
2.4 Результаты и обсуждения 49
Заключение 51
Список использованных источников и литературы 54
Введение 4
1 Теоретическая часть 7
1.1 Кремний 7
1.1.1 Общая характеристика и свойства кремния 8
1.1.2 Структура кристаллического кремния 11
1.1.3 Электрические свойства кремния 12
1.1.4 Аморфный кремний 16
1.1.5 Кластеры кремния 18
1.2 Нанокремний 19
1.2.1 Спектральные проявления 20
1.2.2 Оптические и структурные свойства нанокремния в SiO2 23
1.2.3 Комбинационное рассеяние света в кремниевых наноструктурах ... 24
1.3 Солнцезащитные фильтры 27
1.3.1 Действие солнечного излучения на кожу 28
1.3.2 Классификация химических фильтров 30
1.3.3 Применение нанокремния в состав солнцезащитных средств 32
2 Экспериментальная часть 35
2.1 Применяемая аппаратура и реактивы 37
2.2 Получение образцов кремния 37
2.3 Методы исследования 40
2.3.1 Измерение спектров комбинационного рассеяния прокаленного
кремния 41
2.3.2 Измерение спектров поглощения прокаленного кремния 42
2.3.3 Измерение спектров поглощения дисперсионной среды кремния ... 43
2.3.4 Измерение ИК-спектров кремния и аргинина 45
2.3.5 Измерение спектров поглощение образцов эмульсионных
композиций с кремнием 46
2.4 Результаты и обсуждения 49
Заключение 51
Список использованных источников и литературы 54
📖 Введение
Ежедневно человек подвергается воздействию ультрафиолетового (УФ) излучения, обладающего способностью поражать клетки и ткани на генетическом уровне, провоцирующего серьезные ожоги, онкологические заболевания, дерматит, фотостарение, а также фототоксикоз. В 2020 г. из-за чрезмерного воздействия УФ-излучения произошло около 64 000 случаев преждевременной смерти от немеланомных опухолей кожи и 57 000 случаев смерти от меланомы [11].
Ультрафиолетовое излучение представляет собой коротковолновое электромагнитное невидимое глазом излучение, обладающий способностью нарушать состав клеток и тканей на генетическом уровне.
Для решения данной проблемы были созданы солнцезащитные кремы, в состав которых входят химические (хромофорные группы, поглощающие УФ-излучение) или физические фильтры (мелкодисперсные системы на основе диоксида титана или оксида цинка, рассеивающие, поглощающие и отражающие УФ-излучение. Однако, у всех фильтров имеется ряд недостатков. Так, химические фильтры не экологичны и вредят окружающей среде, часто вызывают аллергию и раздражение на коже, а также имеют возможность проникновения в кровоток через кожу. Физические фильтры на основе оксида титана фотокаталитически активны и вызывают побочные химические реакции на поверхности кожи, фильтры на основе оксида цинка, обладающие амфотерными свойствами, приводят к гидролизу и высвобождению ионов цинка, вызывая сухость кожи. Все вышеперечисленное вызывает необходимость появления нового типа солнцезащитных фильтров, безвредных для организма и природы. Такими фильтрами могут являются материалы на основе наночастиц кремния. Кремний не является фотокатализатором, биоразлагаем, биосовместим с
кожей и имеет высокий коэффициент поглощения в ультрафиолетовой области спектра.
В работах Ищенко А.А., Фетисова Г.В., Асланова Л.А. “Нанокремний: свойства, получение, применение, методы исследования и контроля” и Т Никитина и Л. Хрячева “Оптические и структурные свойства
нанокристаллов Si в пленках SiO2”. подробно рассмотрены свойства и методы синтеза наночастиц кремния, описаны их электронные и оптические свойства, и впервые высказана идея об использовании нанокремния в составе солнцезащитных средств. Однако, исследованные в данных работах частицы, которые поглощают в области 300-400 нм, имеют малый размер (до 10 нм). При нанесении на кожу в составе наружного средства они способны проникать через мембраны клеток и накапливаться в организме. Именно поэтому они запрещены к применению в косметике. Кроме того, методики их синтеза не позволяют получать материал в большом объеме.
Отличие данной научной работы заключается в использовании частиц кремния, полученных механическим измельчением в шаровой мельнице в среде этанола. Размер таких частиц достаточно велик, но термическая обработка может привести к образованию слоя оксида, внутри которого сохраняется кремниевое ядро, активно поглощающее УФ-лучи. Нами было предложено использовать частицы кремния большого размера, с последующим их окислением и травлением в качестве солнцезащитных фильтров. Работа рассматривает оптические и структурные свойства кремния и посвящена актуальной теме - защита кожи человека от опасного УФ- излучения, путем введения частиц кремния в состав солнцезащитных фильтров.
В связи с этим целью работы является исследование влияния способов обработки на оптические и структурные свойства кремния и возможность использования кремния, полученным методом механического измельчения, в качестве физического фильтра от ультрафиолетового излучения
Для достижения поставленной цели были выполнены такие задачи, как:
1. Получение частиц кремния путем помола кристаллического материала и исследование их свойства.
2. Исследование влияния термообработки на оптические свойства частиц кремния
3. Исследование влияния травления в растворе аргинина на оптические свойства частиц кремния
4. Исследовать оптические свойства эмульсий с частицами кремния
Ультрафиолетовое излучение представляет собой коротковолновое электромагнитное невидимое глазом излучение, обладающий способностью нарушать состав клеток и тканей на генетическом уровне.
Для решения данной проблемы были созданы солнцезащитные кремы, в состав которых входят химические (хромофорные группы, поглощающие УФ-излучение) или физические фильтры (мелкодисперсные системы на основе диоксида титана или оксида цинка, рассеивающие, поглощающие и отражающие УФ-излучение. Однако, у всех фильтров имеется ряд недостатков. Так, химические фильтры не экологичны и вредят окружающей среде, часто вызывают аллергию и раздражение на коже, а также имеют возможность проникновения в кровоток через кожу. Физические фильтры на основе оксида титана фотокаталитически активны и вызывают побочные химические реакции на поверхности кожи, фильтры на основе оксида цинка, обладающие амфотерными свойствами, приводят к гидролизу и высвобождению ионов цинка, вызывая сухость кожи. Все вышеперечисленное вызывает необходимость появления нового типа солнцезащитных фильтров, безвредных для организма и природы. Такими фильтрами могут являются материалы на основе наночастиц кремния. Кремний не является фотокатализатором, биоразлагаем, биосовместим с
кожей и имеет высокий коэффициент поглощения в ультрафиолетовой области спектра.
В работах Ищенко А.А., Фетисова Г.В., Асланова Л.А. “Нанокремний: свойства, получение, применение, методы исследования и контроля” и Т Никитина и Л. Хрячева “Оптические и структурные свойства
нанокристаллов Si в пленках SiO2”. подробно рассмотрены свойства и методы синтеза наночастиц кремния, описаны их электронные и оптические свойства, и впервые высказана идея об использовании нанокремния в составе солнцезащитных средств. Однако, исследованные в данных работах частицы, которые поглощают в области 300-400 нм, имеют малый размер (до 10 нм). При нанесении на кожу в составе наружного средства они способны проникать через мембраны клеток и накапливаться в организме. Именно поэтому они запрещены к применению в косметике. Кроме того, методики их синтеза не позволяют получать материал в большом объеме.
Отличие данной научной работы заключается в использовании частиц кремния, полученных механическим измельчением в шаровой мельнице в среде этанола. Размер таких частиц достаточно велик, но термическая обработка может привести к образованию слоя оксида, внутри которого сохраняется кремниевое ядро, активно поглощающее УФ-лучи. Нами было предложено использовать частицы кремния большого размера, с последующим их окислением и травлением в качестве солнцезащитных фильтров. Работа рассматривает оптические и структурные свойства кремния и посвящена актуальной теме - защита кожи человека от опасного УФ- излучения, путем введения частиц кремния в состав солнцезащитных фильтров.
В связи с этим целью работы является исследование влияния способов обработки на оптические и структурные свойства кремния и возможность использования кремния, полученным методом механического измельчения, в качестве физического фильтра от ультрафиолетового излучения
Для достижения поставленной цели были выполнены такие задачи, как:
1. Получение частиц кремния путем помола кристаллического материала и исследование их свойства.
2. Исследование влияния термообработки на оптические свойства частиц кремния
3. Исследование влияния травления в растворе аргинина на оптические свойства частиц кремния
4. Исследовать оптические свойства эмульсий с частицами кремния
✅ Заключение
Данная исследовательская работа посвящена изучению влияния способов обработки на оптические и структурные свойства кремния, полученного механическим измельчением в шаровой мельнице в среде этанола. Изучены химические и физические свойства частиц кристаллического кремния и наночастиц кремния.
Кремний является один из наиболее привлекательных материалов для использования в составах солнцезащитных кремов. Наночастицы кремния (от 5 нм и меньше) обладают эффектом размерного квантования, что дает возможность контролирования и управления оптических свойств в УФ- области спектра. С увеличением температуры прокаливания увеличивается размер частиц, в следствии энергии термического расширения, это способствует увеличению ширины запрещенной зоны кремния, что ведет к смещению края поглощения наночастиц кремния в видимую и ультрафиолетовую области спектра. Данный эффект приводит к активному поглощению УФ-излучения.
Ультрафиолетовое излучения можно разделить на три основных областей по степени воздействия на кожу:
1. лучи с длинами волн 200-290 нм (УФ-C);
2. лучи с длинами волн 290-320 нм (УФ-B);
3. лучи с длинами волн 320-400 нм (УФ-A).
УФ-С лучи практически полностью задерживаются в атмосфере Земли и не несут опасности излучения для человека, 90% УФ-В и 10% УФ-А лучи. Поэтому главным образом, химические фильтры должны поглощать и защищать кожу от УФ-В и УФ-А лучей (280-400 нм).
Солнцезащитные фильтры подразделяются на:
1. Химические фильтры: органические соединения, поглощающие УФ- излучение. Однако, данные фильтры опасны для организма и окружающей среды
2. Физические фильтры: TiO2 (дорог и фотоактивен без покрытия) и ZnO (подвергается гидролизу с выделением ионов цинка). Оставляют белый след на коже.
Так как, широко применяемые солнцезащитные фильтры имеют ряд недостатков, было предложено использовать кремний, в качестве активного поглощающего агента в составе солнцезащитных кремов.
Преимущества использования кремния в качестве физического фильтра:
1. Дешевизна
2. Инертность
3. Безопасность для организма человека
4. Безопасность для окружающей среды
В ходе выпускной квалификационной работе была достигнута цель исследовательской работы - исследована возможность использования частиц кремния, полученных механическим помолом, для защиты от УФ-А излучения. Для достижения цели работы были выполнены поставленные задачи и сделаны конкретные выводы по проделанной работе.
Кремний является один из наиболее привлекательных материалов для использования в составах солнцезащитных кремов. Наночастицы кремния (от 5 нм и меньше) обладают эффектом размерного квантования, что дает возможность контролирования и управления оптических свойств в УФ- области спектра. С увеличением температуры прокаливания увеличивается размер частиц, в следствии энергии термического расширения, это способствует увеличению ширины запрещенной зоны кремния, что ведет к смещению края поглощения наночастиц кремния в видимую и ультрафиолетовую области спектра. Данный эффект приводит к активному поглощению УФ-излучения.
Ультрафиолетовое излучения можно разделить на три основных областей по степени воздействия на кожу:
1. лучи с длинами волн 200-290 нм (УФ-C);
2. лучи с длинами волн 290-320 нм (УФ-B);
3. лучи с длинами волн 320-400 нм (УФ-A).
УФ-С лучи практически полностью задерживаются в атмосфере Земли и не несут опасности излучения для человека, 90% УФ-В и 10% УФ-А лучи. Поэтому главным образом, химические фильтры должны поглощать и защищать кожу от УФ-В и УФ-А лучей (280-400 нм).
Солнцезащитные фильтры подразделяются на:
1. Химические фильтры: органические соединения, поглощающие УФ- излучение. Однако, данные фильтры опасны для организма и окружающей среды
2. Физические фильтры: TiO2 (дорог и фотоактивен без покрытия) и ZnO (подвергается гидролизу с выделением ионов цинка). Оставляют белый след на коже.
Так как, широко применяемые солнцезащитные фильтры имеют ряд недостатков, было предложено использовать кремний, в качестве активного поглощающего агента в составе солнцезащитных кремов.
Преимущества использования кремния в качестве физического фильтра:
1. Дешевизна
2. Инертность
3. Безопасность для организма человека
4. Безопасность для окружающей среды
В ходе выпускной квалификационной работе была достигнута цель исследовательской работы - исследована возможность использования частиц кремния, полученных механическим помолом, для защиты от УФ-А излучения. Для достижения цели работы были выполнены поставленные задачи и сделаны конкретные выводы по проделанной работе.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.