Wie können Getränke, die aus Brüh- (z.B. Kaffee, Tee) oder aus Maischeprozessen (z.B. Bier) stammen, aus nanotechnischer Sicht auch bezeichnet werden?
„Kolloidale Submikro- / Nanopartikelsuspension“
Was sind die Gründe für die Stabilisierung der Getränke das diese nicht in sich zusammenfallen? Aus welchen drei Gründen kommt es bei den oben genannten Getränken nicht zu einer Sedimentation der Partikel?
Brownsche Molekularbewegung (BMP)
Reduzierte Gewichtskraft
Ausreichende Stabilisierung -> Bei Kaffe oder Tee wird die Stabilisierung automatisch durch elektrostatische Stabilisierung der Kolloide in wässriger Lösung erreicht.
Nach welchem Wirkungsprinzip reinigt ein Mikrofasertuch?
reinigt durch Schwache Van-der-Waals-Adhäsionskräfte (Millionen von Mikrofasern)
Wo liegt die untere Grenze für die Schmutzpartikelgröße, die noch entfernt werden können bei Mikrofasertüchern?
Mikrofasern können nichts entfernen, was kleiner ist als sie selbst
Wo werden Nanopartikel im Office Bereich eingesetzt?
Nanofarbpigmente werden in Druckertinten und Tonern eingesetzt
Welche drei Vorteile verspricht der Einsatz von Nanofarbpigmenten in Druckertinte?
zur Erzeugung von intensiven Farben
hohe Licht- und Wärmebeständigkeit
Schnelle Trocknung
Ab welcher Partikelgröße nimmt die direkte Interaktion mit Licht im sichtbaren Bereichn stark ab? Wie wird diese Grenze bezeichnet?
Wenn der Partikeldurchmesser kleiner ist als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts, nimmt die direkte Wechselwirkung ab
Bei Nanopartikeln d < 200 nm (Abbe Limit) nimmt die direkte Wechselwirkung mit sichtbarem Licht (380 - 790 nm) stark ab.
Was verstehen Sie unter dem Begriff „ultraschwarze Materialien - Vantablack“?
Materialien die eine außergewöhnlich große Menge des einfallenden Lichts über einen breiten Spektralbereich absorbieren können
Welchen Technologischen Nutzen hat man durch diese ultraschwarzen Materialien und was will man damit erreichen ?
maximale Lichtkontrolle
höchster Kontrast
höchste Messpräzision
gezielte optische Manipulation
Reflexionen vermeiden
Welche beiden Probleme ergeben sich bei der zunehmenden Steigerung der Leistungsfähigkeit von High-Performance Computern (HPC) wie dem „Frontier“?
Extremer Energieverbrauch und Raumbedarf
Mit welcher Lösung kann man die Probleme von HPCs lösen ?
Quantencomputern
Wie nennt sich die Wechselwirkung von Licht im sichtbaren Bereich und Objekten, die in der Größenordnung der Wellenlänge des Lichts sind (dS ∼γL)?
Mie-Streuung (Tyndall Effekt) –> Medium erscheint weißlich trüb
Nennen Sie 3 Beispiele für die die Mie-Streuung bzw. Tyndall-Effekt ?
Sonnenstrahlen im leichten Nebel
Blau-graue auspuffgase
Funktionsprinzip optischer Rauchmelder
Wie nennt sich die Wechselwirkung von Licht im sichtbaren Bereich und Objekten, die sehr viel kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind (dS ≪γL)?
Rayleigh-Streuung
Nennen Sie 3 Beispiele für die Rayleigh-Streuung?
Abendrot
Himmelsblau
Wasserblau
In welche beiden Energieformen kann die Wärmeenergie umgewandelt werden? Geben Sie die vollständige Energiegleichung an und definieren Sie alle dort enthaltenen Größen.
E = Energie der Gitterschwingung -> Wärmenergie
k = Boltzmann-Konstante
T = Temperatur (bestimmende Größe)
Ekin = kinetische Energie
Epot = potentielle Energie
C = Konstante (Freiheitsgrade der Atomschwingung)
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