Материал: Микро- и наноструктурированные материалы. Репортаж из пятого измерения (Третьяков), 2008, c.182

1. Введение - 4

4. Нанотрубки - 51

2. Удивительные (нано)частицы – 21

Слоистые двойные гидроксиды

– 21

Квантовые точки – 24 Разнообразие наночастиц – 28 Фотонные кристаллы - 31

Нуль- и одномерные системы

5.Неорганические волокна – 61

Немного о химии

«усов» - 61

3. Пористые материалы –

40

Аэрогели - 40

Мезопористые материалы – 42 Анодное окисление

алюминия – 45

Манганитные вискеры - 69 Гибкие электроды - 81

Базальт - 85

6. Тонкие пленки - 88

9. Высокотемпературные сверхпроводники – 108

Магнитная левитация - 108 Самотекстурирование - 112 Сверхпроводящая керамическая пена - 114

Токонесущие элементы на основе ВТСП – 116

Из истории ВТСП (поэма) - 132

11. Сканирующая зондовая микроскопия – 155

«Совместный конкурс НТ МДТ и ФНМ МГУ»

нанокомпозиты - 105

Манганиты для спинтроники - 94

Ферриты - 98

10. Биоматериалы –

136

Планарные системы, ассоциаты нанообъектов, консолидированные

материалы и композиты Рисунок из «молекул жизни» - 136 Убийцы грязи - 142 Делаем киборга - 150

«Технологии получения новых наноструктурированных материалов и их комплексное исследование»

Человеку, особенно неискушенному в «скучных» научных изысканиях, свойственно верить в чудеса и искать универсальные средства для достижения всех своих желаний. Сейчас как средство быстрого решения почти всех современных целей и вызовов, стоящих перед Человечеством, как своеобразная чудодейственная панацея, рассматриваются нанотехнологии. Оправдан ли этот эйфорический оптимизм и как можно воплотить нанотехнологиические мечты в реальность?

Пространственная шкала масштабов

Нанометр (сокращенно нм) – это одна миллиардная часть метра. Приставка «нано» пришла к нам из древней Греции, в переводе на русский язык она означает «гном» или «карлик»

(ηαηοσ). В латыни «нано» имеет значение «маленький», «крошечный». И действительно, один нанометр - это очень маленькая величина, увидеть невооруженным глазом объекты такого размера невозможно. Для сравнения заметим, что волосы человека растут со скоростью 10 нм в секунду, а толщина одного волоска составляет огромную величину – почти 100 тысяч нанометров или 100 микрон. Наноразмерный масштаб (Рисунок 1) используют для характеристики самых маленьких объектов, например, атомов и молекул. Размер атома кремния составляет 0.24 нм, а молекулы «фуллерена» С60 (“футбольного мяча”, состоящего из шестидесяти атомов углерода) – 0.75 нм. К представителям наномира также можно отнести кластеры, способные содержать до нескольких сотен атомов, и различного рода «наноструктуры», размер которых хотя бы в одном из измерений не превышает нескольких десятков нанометров. Нанометры являются привычными единицами для описания длины волн света. Например, видимый свет имеет длины волн в диапазоне от 400 до 700 нм. В нанометрах измеряют также размеры микроорганизмов, клеток и их частей, биомолекул. Вот лишь некоторые примеры:

•Диаметр спирали ДНК человека – 2 нм;

•Длина одного витка ДНК – 3.4 нм;

•Молекула гемоглобина – 6.4 нм;

•Пиконановирусы – 20 нм;

•Молекула гемоцианина – 50 нм;

•Бактерии Mycoplasma mycoides 100250 нм;

•Мимовирусы – 500 нм

•Эритроциты человека – 8000 нм (уже 8 микрон);