Chemia powierzchni

Z Wikipedii

Chemia powierzchni - interdyscyplinarny dział z pogranicza chemii i fizyki, który bada zjawiska fizykochemiczne zachodzące na granicy faz ciała stałego, cieczy oraz gazów. Wyniki tych badań znajdują szereg zastosowań, stanowiąc bazę teoretyczną dla katalizy heterogenicznej, produkcji układów scalonych na powierzchni płytek krzemowych, ogniw paliwowych, opracowywanie środków powierzchniowo czynnych (farb, lakierów, klejów), ma też kluczowe znaczenie przy zapobieganiu korozji. Chemia powierzchni jest także silnie powiązana z badaniami materiałowymi.

Chemia powierzchni zajmuje się badaniem reakcji chemicznych zachodzących na granicy faz. Mechanizm samych reakcji jest taki sam, niezależnie od tego czy zachodzą one na powierzchni, czy też wewnątrz substancji, jednakże silny wpływ mają na nie rozmaite zjawiska powierzchniowe, takie jak adsorpcja, adhezja, kohezja, desorpcja, gromadzenie się powierzchniowego ładunku elektrycznego, a także zjawiska zachodzące tuż przy powierzchni, takie jak dyfuzja i przepływ. Na te zjawiska z kolei silny wpływ ma sama struktura powierzchni. Stąd chemia powierzchni zawiera w sobie zarówno elementy klasycznej chemii, jak i chemii fizycznej oraz fizyki ciała stałego.

[edytuj] Historia

Reakcje chemiczne zachodzące na powierzchniach, ze względu na trudności w ich badaniu, były przez wiele lat ignorowane przez badaczy. Nabrały one jedna znaczenia w związku z zastosowaniem katalizy heterogenicznej w przemyśle, które były możliwe dzięki badaniom Paula Sabatiera, Fritza Habbera i Carla Bosha, noblistom z roku 1919, którzy opracowali metodę otrzymywania amoniaku bezpośrednio z azotu i wodoru na początku XX wieku.^[1].

Irving Langmuir, noblista z roku 1932 był także jednym z "ojców" fizykochemii powierzchni. Równanie zwane izotermą Langmuira, było jednym z pierwszych opisów matematycznych zjawiska adsorpcji chemicznej, powodującej osadzanie się monowarstw na powierzchni ciał stałych. Badania zjawisk adsorpcji zapoczątkowane przez Langmuira miały decydujące znaczenie dla wyjaśnienia takich zjawisk jak zaparowywanie szyb, czy też powstawanie filmu farby w trakcie malowania, a także procesów klejenia.

Gerhard Ertl, noblista z 2007 r, w 1974 r. zbadał i udowodnił po raz pierwszy dokładny przebieg adsorpcji wodoru na powierzchni palladu za pomocą techniki LEED.^[2]. Później przeprowadzono podobne badania na powierzchni platyny^[3], niklu^[4] Badania te rozwinęły znacznie zrozumienie zjawisk katalizy heterogenicznych, umożliwiając opracowanie nowych generacji układów katalitycznych stosowanych w przemyśle - a także w katalizatorach samochodowych.

[edytuj] Techniki analityczne

W ramach chemii powierzchni rozwinięte wiele nowych i unikalnych metod badawczych. M.in:

• fotoelektronową spektroskopię rentgenowską (XPS), które j odmianą jest ESCA
• dyfrakcję elektronów niskiej energii (LEED)
• elektronową mikroskopię skaningową (SEM)
• skaningową mikroskopię tunelową (STM)
• mikroskopię sił atomowych (AFM)

i wiele innych. Metody analityczne wypracowane przez badaczy chemii powierzchni znalazły następnie wiele innych zastosowań, m.in. umożliwiły rozwój wielu nanotechnologii.

Przypisy

Molestowana seksualnie? Szefowie tak mają

PRZEGLĄD PRASY. Bulwersujące zapisy rozmów z inspektorami pracy publikuje piątkowy "Dziennik".

J.Kaczyński: Do wyborców dotrzemy przez parafie

PRZEGLĄD PRASY Jarosław Kaczyński ujawnia w Rzeczpospolitej plan Prawa i Sprawiedliwości na przyciągnięcie nowych zwolenników. "Punktem dotarcia dla naszych działaczy, posłów, senatorów jest parafia" - mówi prezes PiS w wywiadzie dla "Rzeczpospolitej".

"Wychodzi Tusk na mównicę..." - nowe dowcipy posłów

PRZEGLĄD PRASY. "Dlaczego tak dużo pszczół lata wokół Kancelarii Prezesa Rady Ministrów, odkąd Tusk został premierem? Bo czują lipę" - to jeden z dowcipów krążących wśród posłów. Do aktualnych poselskich anegdot dotarł "Dziennik".

Pożar w kopalni "Halemba" w drugą rocznicę katastrofy

Jeden górnik został poważnie poparzony, a 18 skierowano na badania, aby sprawdzić, czy nie podtruli się dymem w wyniku pożaru w podziemnej stacji transformatorów kopalni "Halemba" w Rudzie Śląskiej.

Zwrot w aferze przeciekowej? Kaczmarek nie musiał być źródłem

PRZEGLĄD PRASY. Janusz Kaczmarek nie musiał być źródłem przecieku w tzw. aferze gruntowej - uważa Prokuratura Apelacyjna. Jej zdaniem, śledztwo początkowo nakierunkowane było na jedną wersję, przedstawioną na słynnej konferencji - informuje "Rzeczpospolita". "Rz" wspólnie z Radiem Zet, dotarła do informacji, które w nowym świetle stawiają śledztwo wyjaśniające, kto spalił akcję CBA w resorcie rolnictwa. To może być zwrot w tzw. aferze przeciekowej - uważa dziennik.

Strumień myśli posła Ziobry

Jeszcze nie dotarliśmy do materii, która jest przedmiotem komisji śledczej - przewodniczący komisji Andrzej Czuma (PO) przerwał wczoraj w 25. minucie wystąpienie Zbigniew Ziobry, byłego ministra sprawiedliwości.

Papała i sekret Mazura - cd.

Milczanowski: Zacharski nie spotkał Mazura na Majorce. Ktoś chce go wrobić

Premier: Emerytalne plany skorygujemy

- Nie ma sporu o emerytury dla nauczycieli w koalicji - mówi premier. Tymczasem minister pracy z PSL nadal forsuje swój projekt, który oficjalnie nie podoba się Platformie.

Polskie śledztwo w sprawie „Sirius Star”

Polska prokuratura chciałaby postawić przed sądem piratów, którzy porwali statek „Sirius Star”

Władze Opola: Dewianci won!

Nie odbędzie się w miejskiej placówce „żywa biblioteka” z udziałem Romów, posła Mniejszości Niemieckiej, luteranki, feministki, anarchisty, punkowca, alkoholika, geja i lesbijki. Bo prezydenci oświadczyli, że nie życzą sobie tu dewiantów