Ремпель Андрей Андреевич, Валеева

3
Введение
In search of novel properties of solid materials, Gleiter and 
co-workers in 1984 have initiated studies of polycrystals with 
very small crystallite sizes (5–10 nm) which are called nano-
meter-sized polycrystalline materials, or abbreviated nano-
crystalline materials.
(В поисках новых свойств твердых материалов Гляй-
тер и его коллеги в 1984 году начали исследования по-
ликристаллов с очень маленькими размерами кристал-
литов (5–10 нм), которые называются наноразмерными 
поликристаллическими материалами, или сокращенно 
нанокристаллическими материалами.)
H.-E. Schaefer, R. Würschum, R. Birringer and H. Gleiter, 
Physical Review B (1988)
Н
аучная дисциплина «Материалы и методы нанотехнологий 
(ММНТ)» дает знания о методах нанотехнологий, с помо-
щью которых можно синтезировать и получать материа-
лы, полезные своими свойствами для фундаментальной науки, при-
кладных исследований и практического использования. Кроме того, 
эта дисциплина дает подробные знания о наноматериалах, которые 
получаются благодаря использованию нанотехнологий. В частности, 
в курсе представлена информация о морфологии наноматериалов, их 
атомной структуре, физико-химическим свойствам и возможным об-
ластям применения. Проводится сравнительный анализ свойств веще-
ства в крупно-зернистом состоянии и в наносостоянии. Большое вни-
мание уделяется размерным эффектам на свойствах наноматериалов.
Известно, что нанотехнологии — это способы получения нанома-
териалов, способы создания наноустройств и способы оперирования 
с нанообъектами. Систематическая и целенаправленная разработка 
фундаментальных основ нанотехнологий началась в 80-х годах XX века. 
В настоящее время фундаментальные разработки претворяются в прак-
тические решения и начинают влиять на жизнь каждого человека. Дей-
ствительно, в настоящее время наноматериалы используются в различ-
ных областях физики, химии, техники, биологии и медицины.

4
Введение
В основном интерес к наноматериалам связан с тем, что умень-
шение размера частиц твердого вещества ниже некоторого критиче-
ского может приводить к значительному изменению их свойств. Кри-
тический размер частиц, при котором происходит скачкообразное 
изменение свойств, для большинства известных в настоящее время 
твердых веществ варьируется от 1 до 100 нм. Поскольку этот размер 
лежит в области нанометров, то и материалы, в которых наблюдают-
ся размерные эффекты на свойствах, называются наноматериалами.
Методы нанотехнологий для получения наноматериалов мож-
но подразделить на два принципиально разных типа: снизу-вверх 
и сверху-вниз. В первой группе методов нанотехнологий реализуется 
образование наночастиц из атомов и молекул, т. е. достигается укруп-
нение исходных частиц до частиц нанометрового размера. Во второй 
группе методов нанотехнологий нанометровые размеры частиц дости-
гаются с помощью дробления крупных частиц, порошков или зерен 
в твердых телах. Деление нанотехнологий на две группы проводит-
ся с учетом ключевой стадии, при которой собственно и образуется 
наноструктура. Например, типичными представителями нанотехно-
логий снизу-вверх являются плазмохимический синтез и осаждение 
из жидких растворов, а типичными представителями нанотехноло-
гий сверху-вниз являются механический размол и интенсивная пла-
стическая деформация. Можно сказать, что первая группа методов 
нанотехнологий в большей степени основана на химическом подхо-
де, а вторая — на физическом.
Благодаря популярности науки о наноматериалах (nanoscience) по-
нятия о наноматериалах и нанотехнологиях в научной и в особенно-
сти популярной литературе постоянно расширяются и приобретают 
все новые, а часто и ошибочные оттенки. В связи с этим в начале кур-
са необходимо сравнить понятие о наноматериале и других близких, 
а иногда и родственных понятиях.
Часто наноматериалами называют все материалы, строительные 
блоки в которых имеют размер от 1 до 100 нм. В этом случае суть тер-
мина «наноматериал» сужена до простой констатации размера блоков, 
и становится непонятным, почему появление нанотехнологий сравни-
вают с новой революцией в технике, наступающей вслед за промыш-
ленной революцией XVI–XVII веков. Следовательно, в понятие о на-
номатериале необходимо включать не только размер строительных 

5
Введение
блоков, но и то скачкообразное изменение свойств вещества, кото-
рое происходит в наноматериале благодаря малому размеру состав-
ляющих его блоков.
Необходимо учитывать, что понятие о наноматериале отличает-
ся от таких широко известных и распространенных понятий, как вы-
сокодисперсные системы, ультрамелкозернистые, сверхмелкозерни-
стые или сверхтонкие вещества. Отличие связано с тем, что понятие 
о наноматериале включает в себя количественную характеристику: 
размер частиц, зерен или строительных блоков отражен приставкой 

жүктеу/скачать 3.3 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: