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

структуру

вручную,

помещая

высокопрофессиональная,

нанообъекты

в требуемые

точки

междисциплинарная

область,

пространства один за другим –

объединяющая

на

равных

усилия

создаваемые условия таковы, что

дипломированных химиков, физиков,

нанообъекты делают это сами и

материаловедов,

математиков,

одновременно.

Процессы,

медиков, специалистов в области

использующие создание таких особых

вычислительных методов и др. Лишь

условий, и называются процессами

междисциплинарные

коллективы

самосборки, уже сейчас они играют

способны

обеспечить

важнейшую роль во многих областях

нанотехнологический

прорыв.

В

науки и техники.

области

наноматериалов

Подобно атомарным ансамблям и

удивительным

образом

переплетены

макросферам

сферические

как глубоко фундаментальные научные

наночастицы

способны

спонтанно

основы, так и прорывные аспекты

собираться в упорядоченные агрегаты

практического

использования

(сверхрешетки).

Основными

человеческих

знаний.

Развитие

причинами

такого

«слипания»

нанотехнологий (НТ) внесет большой

наночастиц

являются

различные

вклад

в

формирование

основных

слабые силы (электростатические и

направлений

успешного

развития

капиллярные

взаимодействия,

Российской Федерации в ближайшем и

поверхностное натяжение), которые, в

более

отдаленном

будущем.

целом, стремятся уменьшить общую

Нанотехнологии,

являясь

площадь поверхности наночастиц и,

междисциплинарной

и

следовательно,

их

поверхностную

«прибороемкой»

областью

энергию. Тип организации наночастиц

исследований, в отличие от обычных

и структура образующегося

массива

технологий

принципиально

зависят от условий синтеза, диаметра

отличаются

повышенной

частиц,

природы

поверхностно-

"наукоемкостью" и затратностью,

активного вещества и даже от

необходимостью

интеллектуальной

и

дисперсионной среды. В настоящее

экспертной деятельности, и поэтому в

время известны, конечно, и примеры

них

резко

снижена

вероятность

того, как с помощью различных

обычного

пути

решения

проблем

методов

самосборки

удавалось

методом "проб и ошибок", который

получать

полезные

упорядоченные

традиционно используется

во

многих

структуры из микрочастиц. Для

прикладных

разработках.

Поэтому

создания особых условий, при которых

путь от лаборатории к наноиндустрии,

георгафические широту и долготу.

Гагарин вышел за рамки Земли -

Затем разнообразные капитаны Немо

человек начал покорять Космос.

исследовали глубины океана, а Юрий

Это,

несомненно,

дало

значительны более быстрые, чем,

чрезвычайно многое - и перспективы

скажем, выстрел или удар молнии. Это

освоения

новых

горизонтов,

и

было уже четвертое измерение,

понимание процессов, происходящих

дающее ключ к пониманию того, как

на нашей Земле и вне ее, особенно в

именно все ранее изученные процессы

области

освоения

новых источников

происходят в действительности. На

энергии. Людям покорилось третье

рубеже 20 и 21 веков случилось,

измерение. Потом люди задумались о

наконец, новое чудо - мы вплотную

времени

и

постепенно

научились

приблизились к

покорению пятого

изучать

как

геологические

и

измерения - Микромира, что и

космические

события,

длящиеся

ознаменовалось

возникновением

миллиарды лет, так и быстротечные

нанотехнологий.

фемтосекундные

процессы,

"Гагариным" микрокосмоса был

результатов

могут

кардинадльно

изобретатель

первой

увеличительной

различаться.

линзы - Левенгук. В настоящий момент

Исследование микро- и наномира

даже

самые

дорогие

оптические

современных материалов

не

только

микроскопы, увы, для визуализации

приносит

глубокое

эстетическое

нанообъектов неприемлемы из-за

удовлетворение

от

созерцания

его

малого

достижимого

увеличения,

приоткрывшихся тайн, но и дает

которое должно составлять не тысячу

возможность

существенно

упростить

крат

(это

предел

оптических

путь их создания. Здесь собрана

микроскопов), а сотни тысяч и

фотогалерея избранных микроструктур

миллионы

раз.

Так,

типичные

перспективных

классов

современных

нанообъекты в сотни и тысячи раз

неорганических

материалов

и

меньше бактерий, которые наблюдал

наноматериалов. В настоящее время в

Левенгук. Они во столько же раз

связи с бурным развитием технических

меньше нас с вами, во сколько раз

возможностей, которые еще совсем

человеческое

тело

меньше

планеты

недавно были не более, чем мечтой

Земля. Поэтому сейчас бороздить

многих ученых, все большее значение

просторы микромира могут лишь те,

приобретают

различные

методы

кто обладает дорогим оборудованием -

визуализации

микроструктуры

наисовременнейшими электронными и

материалов – как на уровне сотых и

атомно-силовыми

микроскопами,

тысячных долей миллиметра (ОМ,

которые, в отличие от оптических

РЭМ), так и на наноуровне – то есть на

микроскопов, стоят сотни тысяч и даже

шкале размеров всего десятков или

миллионы долларов. И даже этого мало

сотен атомов (АСМ, ПЭМ).

- этим оборудованием нужно уметь

Красота, как известно, обманчива,

профессионально пользоваться. В то

поэтому

в

инструментальном

плане

же

время,

добиться

стадии

исследования

микроструктуры

визуализации - необходимо, но

материала

должны

дополняться

совершенно

недостаточно

для

мощным комплексом других методов

принадлежности

к

исследователям

физико-химического анализа: состава

наномира. Для продвижения в этом

(РСМА), структуры (РФА, РСтА, ЭД,

направлении

необходимо

сочетание

ИКС, УФС) и свойств (ТГА, ВАХ,

новых

идей,

современного

СКВИД, БЭТ и пр.).

оборудования

и

поддержки

Микроструктурные

исследования,

академического

сообщества,

сколь бы эффектными они ни были,

государства или крупных корпораций.

должны

быть

информативными

в

Нанотехнологии

имеют

различный

целом для исследования того или

смысл, значимость и наукоемкость в

иного типа материалов, а не являться

зависимости

от их

практического

самоцелью.

Анализ

микроструктуры

приложения к той или иной области

может играть также ключевую роль в

человеческой

деятельности.

Иными

понимании

механизмов

и

контроле

словами, нанотехнологии применимы в

процессов формирования материалов с

различной степени практически во всех

желаемыми

характеристиками

в силу

значимых областях, однако методы и

существования

фундаментальных

целесообразность их применения, а

корреляций типа «состав - структура-

также

способы

использования их

микроструктура - свойства».