besorolás nanoanyagok

Nanoanyag lehet meghatározni, mint olyan anyagból álló nanoméretű elemek vagy tartalmazó nanométer zárványok, amely erősen függ annak tulajdonságait. Ahhoz, közé tartoznak a különböző nanoanyagok gyártási technológia és a funkcionális jellemzői anyagok, amelyek egyesülnek csak a mérete a szerkezeti elemek.

Ris.184 nulla-dimenziós (a), egy két-dimenziós (b) egydimenziós és (c) a diszpergált fázisban.

Zero-dimenziós nanoanyagok. A nulla-dimenziós nanoanyagok vagy diszperz rendszerek (ris.184a) közé nano- (ultrafinom) porok és nanorészecskék 1-100nm.

A nanorészecskék. A nanorészecskék úgynevezett részecskék kisebbek, mint 100 nm. Nanorészecskék áll kisszámú atomok és tulajdonságaik eltérnek a tulajdonságait az ömlesztett anyag, amely azonos atomokból (lásd. Ábra. 185). Nanorészecskék mérete kisebb, mint 10 nm, az úgynevezett nanoclusters. Jellemzően, a nanocluster tartalmaz akár 1000 atomot.

Ábra. A fotografikus kép 185 ezüst nanorészecskék

A fém klaszterek néhány atom végre lehet hajtani

kovalens vagy fémes kötés típusát. Fém nanorészecskék nagy reaktivitása, és gyakran használják katalizátorként.

Fém nanorészecskék jellemzően a helyes formáját oktaéder, ikozaéder tetradekaedra (ris.186).

Ris.186 lehetséges formái fém nanorészecskék

Ábra. Modell 187 a fém nanorészecskék.

Ezüst nanorészecskék széles körben használják a kozmetikumokban, fogkrém, fertőtlenítő szerek, stb Az egyedülálló tulajdonságokkal magyarázható elektrokémiai potenciál a felület (ris.187).

Agglomerátumok (összesített) - kevés részecske belépett a nagyobb képződmények. Az agglomerátumok és az aggregátumok megkülönböztetni a jelenléte a porozitás. Az agglomerátumok jelen vannak részecskék közötti üregek és aggregátumok - nincs.

Klaszterek inert gázok. Ez a legegyszerűbb nanorészecskék (nanoobjektumoknak). Az atomok inert gázok (hélium, neon, argon, stb) (Ris.188) egy teljesen kitöltött elektronhéjak kölcsönhatásba gyengén egymással útján Van der Waals erők. A leírásban az ilyen részecskék egy kellően jó pontossággal modell alkalmazható szilárd golyók. A kötési energia, azaz a energiát. töltött egyetlen atom szétválasztása a nanorészecskék nagyon kicsi, azonban, ezek a részecskék léteznek nagyon alacsony hőmérsékleten (nem magasabb, mint 10-50 0 C).

Ábra. 188 nanoclusters 16, és az argon atomok Ris.189Model ionos chastitsyNaCl.

Ionic klaszterek. Ion klaszterek képviselik a klasszikus mintát hasonló ionos kötést illusztráció kristályos reshetkeNaCl (ris.189). Ha az ionos részecskék elég nagy, akkor a struktúra közel van, hogy az ömlesztett anyag.

Ilyen ionos vegyületeket használunk létrehozása nagy felbontású fényképészeti film, különböző területein mikroelektronika és elektro-optika.

Fractal klaszter. Fraktál objektum egy elágazó szerkezetű. Ezek fekete, kolloidok azrozoli, aerogélek. A fraktál egy objektum, ahol a növekvő nagyítással lehet vizuálisan tekinteni, mint egy és ugyanazon szerkezettel ismétlődik minden szinten és bármilyen méretű (ris.190).

Ris.190 Model fraktál részecskék

Ris.191 fullerén C60

Fullerének. Fullerének üreges kialakult részecskék poliéder (5 és 6-szögek) a kapcsolódó szénatom kovalens kötés. Különös fullerének zajlik között részecskék 60 szénatomos C60, hasonlít egy futball-labda (ris.191).

A fullerének lehet használni, hogy új súrlódáscsökkentő bevonatok és kenőanyagok, az új üzemanyagok, gyémánt-szerű vegyületek ultra-nagy keménység például érzékelők és a különböző festékek.

Kvantumpontok - apró piramisok 50-100 atomok anyag helyezni egy egykristály másik anyag (ris.192). A méret a kvantum dot néhány tíz nanométer. Az elektronikus spektruma ideális kvantumpont felel meg egy elektronikus spektrumát egyetlen atom, bár a tényleges kvantum egység ebben az esetben állhat több százezer atomok. Ez az oka annak, hogy a kvantum pontok is az úgynevezett „mesterséges atom”. Tekintettel a kicsinysége miatt a kvantum dot alapján meg lehet építeni a különböző félvezető eszközök alkalmazásával annak működését a kvantum méretű hatások. egy új generációs lézerek alapján kvantumpontok geterostukturah működik tökéletesen, megerősítve a régi igazság, hogy a tudomány nem sérthetetlen dogma. Sokáig azt hitték, hogy nő a kristály darab más anyag belsejében hibátlan lehetetlen. Mi tette száz laboratóriumi bányák JI Alferov, lehet nevezni

Ris.192 kvantumpont

forradalom lézerfizikai. Ha a korábbi tudósok, növekvő kristályok lézerek, kénytelenek voltak teljes mértékben ellenőrizni a folyamatot, de most más a helyzet - meg kell strukturálni maga növekszik! „Ez az új technológia a termesztés anyag” - mondta a akadémikus Alferov. - „Hagyományosan heterostructure anyagok, mint a gallium-arzenid, és indium arzenidet kapjuk rátenni egy rétegenként. Sok évvel ezelőtt, ebből tanulmányban alkalmazott rétegek egymás kezét. Ez a munka szükséges nagy figyelmet és a stressz. De most már megoldotta ezt a problémát, és a természet segít nekünk, hogy a folyamat egyre nagyobb a különböző együttesek kvantumpontok. A tény az, hogy ha helyesen, hogy vegye fel az összes paramétert: hőmérséklet, a leválasztási sebesség, az arány a fluxus az atomok, a kristály növekszik hibamentes. És ő fog emelkedni. Ez drámaian javítja a tulajdonságait félvezető eszközök, például a hőmérséklet stabilitását a lézerdiódák. "

Az egyik résztvevő a munka Nyikolaj Ledentsov, beszélt egy nemzetközi szeminárium „Nanotechnológia a fizika, a kémia és biotechnológia”, viccelődött, hogy most, ismerve a törvényi nanoanyagok növekedést, és szórakoztató lehet: helyezzük a kvantum pontok a csészealjak, sző gyöngyök pontok létrehozása nagyobb és kis nanoislands. Mert ez a vicc egy nagy jövő - változó helyét kvantumpontok lehet változtatni, és állítsuk be a tulajdonságait a kristály.

Kétdimenziós nanoanyagok. Diszpergálhatósága kétdimenziós testek jellemzi két dimenzió, amelyeket meghatározott két egymásra merőleges irányban, és a harmadik L mérete nem befolyásolja a diszpergálhatóságot. Kétdimenziós rendszerek tartalmaznak rost, szál, kapillárisok, amelyek makrodlinu és a másik két dimenzió mérése nanométerben (ris.184b). Ie dimenziós nanoanyagok - objektumok formájában szálak. Ezek a tárgyak lehetnek nanoszál átmérője 1 és 100 nm izmetalla, félvezető (ZnO), szulfid (CdS), nitrid (GaN); szén nanocsövek és kalkogenidek (vegyületek szelén, MoSe2); nanorudakat egy tipikus átmérője körülbelül 10 nM; DNS-molekulák és a vírusok.

Quantum huzal - egy sor kvantum pontok által letétbe helyezett pásztázó mikroszkóp egy kristályon szubsztrát. Ezek lehetővé teszik, hogy módosítsa a tulajdonságokat

kristályok és hozzon létre a különböző villamosan vezető útvonalak.

Egydimenziós nanoanyagok. Abban az esetben, egydimenziós testek csak egy méret határozza meg a variancia (ris.184v). A egydimenziós anyagok közé filmek, membránok, bevonatok - amelyek vastagsága nanométerben van mérve (1-100nm), és a másik két dimenzió a makroszkopikus méretű. Ez magában foglalhatja vékony félvezető felszínétől, kétdimenziós tömbök nanorészecskék fémek, félvezetők és mágneses anyagok.

Néz a felszínen tócsák, tavak, tavak szivárvány sarok által benzin vagy dízelolaj, rasteksheysya a víz felszínén. Ez egy példa a film vastagsága néhányszor nm. Filmek a különböző anyagok mintegy vastagsága az egyik objektum a nanotechnológia.

A legtöbb vékony film áll egy atomi réteg lerakódott anyag felületén egy szilárd vagy folyékony. Ilyen filmeket nevezik Langmuir-Blodgett filmek.

Ris.193 Model heterostructure

Filmek vagy rétegek összeállítva félvezető anyagok, az úgynevezett heterostructure (ris.193). A heterostructure állhat egy szekvencia félvezető rétegek több tíz több nanométer vastag. Ez a fajta heterostructures létrehozásához használt LED-ek.