🗊Презентация Виды наноструктур. Особенности наночастиц и наноструктурированных материалов

Лекция 2 Виды наноструктур. Особенности наночастиц и наноструктурированных материалов.

Основные термины и понятия ННС (…..) Нанообъект – объект, линейный размер которого хотя бы в одном измерении имеет величину 1-100 нм. Наносистема – система, содержащая структурные элементы размером порядка 1-100 нм, определяющие ее основные свойства и характеристики в целом. По сути – это множество нанообъектов, окруженных газовой или жидкой фазой. К разряду наносистем относятся, в том числе, и наноматериалы. Наноматериалы, созданные с использованием наночастиц и/или посредством нанотехнологий, обладающие какими-либо уникальными свойствами, обусловленными присутствием этих частиц в материале. Нанотехнологии – технологии, направленные на создание и эффективное практическое использование нанообъектов и наносистем с заданными свойствами и характеристиками. Наноиндустрия – интегрированный межотраслевой и междисциплинарный комплекс научных, образовательных, промышленных, финансовых и иных предприятий различных форм собственности, обеспечивающих и осуществляющих целенаправленную деятельность по разработке и коммерциализации нанотехнологий. Продукция наноиндустрии (нанотехнологическая продукция) - высококонкурентоспособная продукция (товары, работы, услуги), произведенная с использованием нанотехнологий и обладающая вследствие этого ранее недостижимыми технико-экономическими показателями.

К наноструктурам относятся следующие объекты: Наночастицы (НЧ). Это тела, наноразмерные во всех трёх направлениях. Квазинульмерные – (содержат от нескольких десятков до нескольких тысяч атомов, сгруппированных в ансамбли или связки). Нанотрубки (НТР). Это цилиндры, у которых диаметр наноразмерный, а длина намного больше. Квазиодномерные Наноплёнки (НП). Это свободные плёнки, у которых наноразмерная только толщина. Двумерные Нанопокрытия (НПК). Это плёнки, зафиксированные на подложке, у которых только толщина наноразмерная. Наносуспензии (НС). Это взвеси твёрдых НЧ в жидкости. Наноэмульсии ( Н. Э.). Это взвеси жидких НЧ в жидкости, в которой они не растворимы.

Что можно отнести к нанообъектам: Крупные молекулы органических циклических соединений; Молекулы полимеров и дендримеров; Фуллерены; Нанотрубки; Наносферы; Наноцилиндры; Нановолокна; Нанопроволоки; Нанодиски; Графен; Комбинации и ансамбли наночастиц.

Определение нанотехнологий- символ новой третьей научно-технической революции Определение, данное Нобелевским лауреатом Жоресом Ивановичем Алферовым в журнале «Микросистемная техника» №8, 2003: «Если при уменьшении объема какого-либо вещества по одной, двум или трем координатам до размеров нанометрового масштаба возникает новое качество, или это качество возникает в композиции из таких объектов, то эти образования следует отнести к наноматериалам, а технологии их получения и дальнейшую работу с ними – к нанотехнологиям.» Близко к истине определение нанотехнологии, данное А.Франксом в 1987 г. : «Нанотехнология – это производство с размерами и точностями в области 0,1–100 нм». Совокупность методов производства продуктов с заданной атомарной структурой путем манипулирования атомами и молекулами.

Какова же роль наночастиц при создании наноматериалов? Нужно исходить из особенностей наночастиц, зависящих, в первую очередь, от размеров и от места наночастиц среди других видов материальных объектов.

Кластеры и наночастицы обладают колоссальной химической активностью Четких границ между понятием кластер и наночастица нет. Термин «кластер» чаще используют для частиц с небольшим количеством атомов, а термин «наночастица» для более крупных агрегатов атомов. Кластеры –группа близко расположенных тесно связанных друг с другом атомов, молекул, ионов. По числу атомов, образующих остов кластера их делят на малые (3-12), средние (13-40), крупные (41-100) и сверхкрупные (более 100). Под наносистемой понимается взвесь наночастиц размером не более 100 нм в некоторой среде. При этом сами наночастицы – системы, состоящие из более мелких единиц – кластеров.

Изменение доли поверхностной (δп) и внутренней (δв) областей в зависимости от диаметра сферического нанообъекта. Изменение доли поверхностной (δп) и внутренней (δв) областей в зависимости от диаметра сферического нанообъекта.

Прозрачный нанобетон