Micro "împotriva" nano „de analiză, nanotehnologie popnano ru

Astăzi, valoarea prefixul „nano“ poate fi literalmente miliarde de ruble, dar prefixul „micro“, a servit timp de mai mulți ani de securitate a țării și anti-teroare, nu mai este la modă, sincer - nu a avut loc în mare cinste și chiar periculoase din punct de vedere financiar. Ei bine, să presupunem că definim limitele „Nano“, cu punctul de vedere academic corectă, dând în mod forțat una dintre zeci de posibile definiții, și va trimite toți banii pe „nano“, ignorând „micro“.

Păcat, pentru că atunci nu submarine cu corp solid de titan cu microstructura „ultra-fine“ sau avioanelor militare cu materiale compozite armate sau „nanoceramics“, care este de fapt aproape un „micro“ sau filme subțiri și Heterostructuri microelectronice au nici o șansă în mod liber și cu demnitate intra în clubul de elită a nanomaterialelor - du-te și dovedi că nu sunt „micro“ (nu o cămilă)! Un „nano adevărat“ - cine sunteți și când se amortizează? Hei, nanorobotii cu ochii mari și vezdessuschie! Cu toate acestea, există cu siguranță, procesul de exemplul formidabil „adversarul“!

Cei mai importanți parametri sunt dimensiunea nano-dimensiuni, stivuire și funcționalitate. Încorporând toate aceste caracteristici generează nano- și microstructurate materiale au cea mai mare, așa cum se spune, potențialul de inovare și într-adevăr în măsură să determine toate noi progrese în domeniul nanotehnologiei. Să începem cu truism.

O nanometri (nm prescurtat) - este o miliardime dintr-un metru. Prefixul „nano“ vine la noi din Grecia antică, când sunt traduse în limba română înseamnă „pitic“ sau „pitic» (ηαηοσ). În latină, „nano“ este setat la „mic“, „mic“. Intr-adevar, un nanometru - o foarte mică valoare, pentru a vedea cu ochi goi obiectele de această dimensiune este imposibil. Pentru comparație, parul uman creste la o rata de 10 nm pe secundă (și nu observăm!), Și grosimea unui singur fir de păr este o mare valoare - aproape 100 de mii de nanometri, sau de 100 de microni. scara nanosized utilizate pentru caracterizarea celor mai mici obiecte, de exemplu, atomi și molecule. Dimensiunea atomului de siliciu este de 0,24 nm, iar moleculele „fullerene“ C60 ( „minge de fotbal“, formată din șaizeci de atomi de carbon), - 0,75 nm. Reprezentanții nano-grupuri pot fi considerate, de asemenea, capabil să rețină până la câteva sute de atomi, și diverse „nanostructuri“, dimensiunea dintre care cel puțin una dintre dimensiunile nu depășește câteva zeci de nanometri. nanostructuri World este extrem de interesant, pentru că au proprietăți fizice, care sunt diferite de cele ale materialelor în vrac. Nanometrii sunt unități obișnuite pentru a descrie lungimi de undă de lumină. De exemplu, lumina vizibila are lungimi de undă variind de la 400 nm până la 700 nm. In nanometri măsurate dimensiunile, microorganismele, celule și părțile componente ale acestora, biomolecule. Iată câteva exemple:
- Diametrul helix al ADN-ului uman - 2 nm;
- Lungimea o spiră a ADN-ului - 3,4 nm;
- O moleculă de hemoglobină - 6,4 nm;
- Pikonanovirusy - 20 nm;

- Molecule hemocianină - 50 nm;
- Bacteriile Mycoplasma 100-250 nm;
- Mimovirusy - 500 nm
- eritrocitele umane - 8000 nm (pentru 8 microni).

Cu toate acestea, „nano“ - un segment scurt, deși foarte importantă, a „cincea dimensiune“ și importanța sa fundamentală constă în faptul că această bucată de scară spațială se realizează interacțiuni fizice și chimice cele mai interesante și, practic, importantă și. De fapt, orice obiecte și materiale pot și trebuie să fie studiate pe diferite scări spațiale, în special structura și proprietățile materialelor pe care (ierarhie structurală) numai în strânsă legătură predetermină proprietățile sale finale, care sunt importante pentru cercetarea de bază și, desigur, practica. De asemenea, macro (obiectul în ansamblu) și la nivel atomic (determinarea caracteristicilor fundamentale ale materialului) este de obicei emit scară nivel „micro“ (mărime caracteristică - microni, adică miimi de milimetru), care definește așa numitele proprietăți „sensibile la structura“ a materialului, în funcție, de exemplu, pe ceramica granulometrice. Rolul jucat de multe ori Big scara sub-microni. În ceea ce privește „nano“, IUPAC (Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată, Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată) a constatat că, dacă cel puțin o dimensiune a obiectului este mai mică de 100 nm (0,1 microni), atunci vorbim despre nanosisteme - acesta este nivelul scării nanometrice. Ar fi logic să se definească ce este un „nano reală“ începe cu Nano aspectul - modifică proprietățile fizice ale substanțelor asociate cu trecerea la aceste scale. Astfel, în cele din urmă, pentru a crea nanomateriale este importantă nu numai în structura lor (care determină proprietățile de bază), mărimea ( „modificarea“ caracteristici), dar, de asemenea, „dimensiunea“ (ceea ce face ca particulele neuniforme) și ordonarea în sistem (amplificare, „integrare“ proprietăţile obiectelor nanoscale într-un ansamblu). Acest lucru este tipic nanotehnologiei - o nouă calitate se obține de obicei doar la o structură organizată în mod corespunzător pe o scară mai mare decât nano.

Dezvoltarea de noi metode de obținere a nanomaterialelor este o dezvoltare modernă a substanțelor chimice prioritare. Relevanța cercetării în acest domeniu este legată în primul rând de faptul că formarea de nano-obiecte are loc, de obicei, în cadrul unor legi specifice, care nu sunt studiate anterior în secțiunile clasice ale chimiei. În special, unul dintre principiile de bază de pregătire a materialelor nanostructurate este o auto-organizare complexă în sisteme deschise, cu interacțiuni structură ierarhică pe diferite niveluri sau realizarea unei auto-asamblare controlată a elementelor sistemului existent - blocurile de construcție. Și, de fapt, și într-un alt caz, procesul de control al formării structurilor comandate pot fi puse în aplicare, de exemplu, prin utilizarea de template-uri special introduse - „șabloane“, care contribuie la formarea interacțiunilor necesare (de mai multe posibile) între elementele sistemului (a nu se confunda cu nanorobots - asamblorii! ).

Știați că în nanoworld se găsesc, de asemenea, obiecte similare cu obiecte ale macrocosmosului noastre - stele, flori, cuie, scoici, piepteni. Fie (în glumă, desigur) uite decât s-ar oferi „nanochelovechkov“, în cazul în care a existat dintr-o dată. Nano-oameni ar putea călători peste domeniul silice nanotsvetov (Fig. 1a), crescute din SiC și C în substratul de siliciu. Dacă este necesar pentru a construi ceva nanochelovechki nanogvozdyami ar putea beneficia de oxid de zinc (Fig. 1b), care se obțin prin depunere de vapori de oxid de zinc în prezența IN2 O3 pe grafit sau substrat de siliciu. Aceste nanosnezhinki remarcabile și nano-pinion (figura 1c.) - o formă de dioxid de mangan (β-MnO2). Acestea sunt preparate în condiții hidrotermale dintr-o soluție de Mn (NO3) 2. A din Fig. 1d prezinta nanooduvanchiki foarte real! sfere goale în interior au o VOOH compoziție și „crește“ în condițiile hidrotermale. Și aceste nanostructuri sub forma unui pieptene (fig. 1d), de asemenea, posibilitatea de a primi de oxid de zinc, dar într-un amestec cu pulbere de carbon. Nanorascheski „crescute“ pe un substrat de siliciu dopat cu aur. Cel mai mic dintre mătură lume (Fig. 1 e), în care perii de o mie de ori mai subtire decat un fir de păr uman a fost „în creștere“ nanotuburi de carbon de pe filamente siliciură de gaz fierbinte, saturat cu carbon. În acest caz, peria mâner acoperit cu un strat subțire de aur, pe care le-a permis să evite perii. Nanostructuri „os de pește“ (Fig. 1 g) a fost sintetizat prin încălzirea unui amestec de pulberi de MgO și Co pe un substrat de siliciu. MnO2 nanostructură forma neobisnuita „nanoozh mare“ (Fig. 1 h) a fost obținut prin metoda hidrotermală de dodecil sulfat de sodiu, iar Urchin mare reală este arătată în insert.