Научно- техническая библиотека путешествие в наномир

©	Миницер Е.Д.,2009
©	Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет,2009

Вы не знаете, что такое нанотехнологии? На что похож фуллерен и чем уникальна нанотрубка? Никогда не слышали про Космический лифт, который NASA планирует построить к 2018 году? А про японские автомобили на экологически чистых топливных ячейках? Не знаете из чего можно сделать наноробота и как работают самоочищающиеся покрытия? Так вот знайте, что в США и Японии об этом уже знает каждая домохозяйка...

Нанотехнологии - это "самые высокие" технологии, на развитие которых ведущие экономические державы тратят сегодня миллиарды долларов. По прогнозам ученых нанотехнологии в XXI веке произведут такую же революцию в манипулировании материей, какую в ХХ произвели компьютеры в манипулировании информацией, а их развитие изменит жизнь человечества больше, чем письменность, паровая машина или электричество.

Устранение отрицательного влияния деятельности человека на окружающую среду, защита озонового слоя, производство любой ткани, любого вида топлива, физическое бессмертие организма – вот лишь краткий список того, что принесет в нашу жизнь эта область науки.

Предлагаем вам совершить увлекательное путешествие в наномир с помощью новейших изданий из фонда научно-технической библиотеки СамГТУ, представленных в данном аннотированном списке литературы.

В список включены книги и статьи из периодических изданий, которые раскроют перед вами основные направления развития и применения нанотехнологий в таких областях науки и техники, как экономика, физика, химия, материаловедение, электроника, машиностроение, нефтяная промышленность.

Список содержит также перечень полезных ресурсов Интернета по проблемам нанотехнологий.

Нанотехнологии. Общие вопросы
Книги
1. 539.183 О-753 Абрамян А.А. Основы прикладной нанотехнологии: Моногр. /А.А.Абрамян, В.И.Балабанов, В.И.Беклемышев и др.- М.:ИД"МАГИСТР-ПРЕСС",2007.-206 с.:ил.
2. 620.3 Б-43 Белая книга по нанотехнологиям: Исслед.в обл. наночастиц, наноструктур и нанакомпозитов в РФ: По материалам Первого Всерос.совещ.учен.,инженеров и производителей в обл. нанотехнологий /Рос. акад.наук. Комис.по нанотехнологиям; [Сост.:В.И.Аржанцев, С.Е.Шишов, В.А.Жабрев и др.].-М.:[Изд-во ЛКИ], [2008].-327с.
3. 539.183 Г-611 Головин Ю.И. Введение в нанотехнику.-М.:Машиностроение,2007.-493 с.:ил.
4. 539.183 Г-812 Гречихин Л.И. Наночастицы и нанотехнологии.- Минск:Право и экономика, 2008.-74 с.:ил.,табл.
5. 621.315 К-55 Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию: Учеб. :Пер.с яп.-М.:БИНОМ. Лаб. знаний, 2005 .-134 с.:ил.
6. 530.1 М-507 Менский М.Б. Человек и квантовый мир: Странности квантового мира и тайна сознания.-Фрязино:Век,2005.-318 с.:ил .-(Наука для всех).
7. 539.183 Н-254 Нанотехнологии. Наноматериалы. Наносистемная техника. Мировые достижения-2008 год: Сб./Под ред. П. П. Мальцева.-М.:Техносфера,2008.-430 с.:ил.,табл.-(Мир материалов и технологий).
8. 620.3 (075.8) П-884 Пул Ч. Нанотехнологии: Учеб. пособие:Пер. с англ./Ч.Пул,Ф.Оуэнс.-3-е изд. , доп .-М.:Техносфера,2007.-375 с.:ил.
9. 621.315 Н-254 Роко М.К. Нанотехнология в ближайшем десятилетии: Прогноз направления исследований/Под ред.:М.К.Роко, Р.С.Уильямса, П.Аливисатоса; Пер.с англ. А. В. Хочояна .-М.:Мир,2002.-292 с.:ил.,граф.,табл.Библиогр.в конце гл.
10. 620.3(075.8) С-773 Старостин В.В. Материалы и методы нанотехнологии: Учеб.пособие /Под ред.Л.Н.Патрикеева.- М.:БИНОМ.Лаб.знаний,2008.-431с.
11. 539.21С-893 Суздалев И.П. Нанотехнология: Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов.-М.:[КомКнига,2006].-589с. :ил.-(Синергетика:от прошлого к будущему).

Статьи

12. Алфёров Ж.И. О программе Российской академии наук в области нанотехнологий / Ж. И. Алфёров // Вестн. РАН.-2008.-№ 5.-С. 427–434.

Проблемы нанонауки и нанотехнологии являются комплексными, а их решение следует искать на стыке ряданаучных и технических дисциплин.

В статье автор дает понятие нанотехнологий, перпективы развития и рынок нанотехнологий.

В публикации приводится краткое описание 10 многообещающих технологий, которые в ближайшем будущем могут оказать ощутимое влияние на развитие цивилизации и также приводится список 10 технологий, которые вскоре могут исчезнуть.

Обоснована необходимость всестороннего комплексного осмысления развития и внедрения нанотехнологий как национального мегапроекта в социокультурном и философском аспектах.

24. Семирухин Л. В. Нанотехнологии и сознание / Л. В.Семирухин // Философские науки.- 2008.- № 1.- С. 80–96.

Развитие нанотехнологий требует привлечения ученых новой формации, для этого предлагается создать Объединенный институт нанотехнологий и наноматериалов как комплексный научный центр с широким международным участием.

О презентации научно-образовательного центра "Нанотехнологии", состоявшейся 18 марта 2008 г. в Физтехе Московском физико-техническом институте (государственном университете) в рамках национального приоритетного проекта "Образование", ставшего первым такого рода учреждением, призванным дать мощный импульс в развитии системы полготовки научных и технических кадров высшей квалификации в сфере нанотехнологий.

27. Шольце С. Нанотехнологии: трезвый взгляд /Симона Шольце. //Alma Mater: Вестник высшей школы.-2007.-N 7. - С. 47-52 .

Нанотехнология только начала развиваться, но уже встали серьезные проблемы. Идут ожесточенные дебаты по этическим, правовым и социальным аспектам.

За какое время можно сегодня заработать несколько миллионов долларов? За час! Это реально, если использовать новые технологии, компьютерные сети, Интернет. Что такое нейрокомпьютер? Где уже «работают» нано-технологии? Что нам дает новая наука эконометрика? Автор предлагает читателю краткий экскурс в мир возможностей, которые открываются сегодня перед человеком, ориентирующимся в «Зазеркалье» Интернета

Статья посвящена формированию инновационного потенциала будущего. Раскрываются перспективы технологического развития на основе нанотехнологий и альтернативной энергетики.Показаны достижения инновационного развития Китая и др. стран, состояние и прогнозы развития науки в России.

Стратегическое управление инновационной политикой в экономике России.

В 1987 г. К. Эрроу предложил назвать наноэкономикой теорию поведения индивидуальных экономических агентов в рыночных и нерыночных условиях. В статье исследуются особенности наноэкономической теории ("экономики физических лиц") в сопоставлении с микро-, мезо- и макроэкономической теориями. Наноэкономика в модифицированном виде в российской экономике.

19 декабря 2002 г. в новом здании Президиума РАН состоялась научная сессия Общего собрания РАН,в которой приняли участие академики и члены- корреспонденты РАН, делегированные научные сотрудники научных учреждений РАН (на правах института), директора научных учреждений,председатели президиумов научных центров, президенты научных обществ и асоциаций,руководители управлений и самостоятельных отделов Президиума РАН.

На основе решения граничной задачи резонансной оптики, в которой монослой металлических наночастиц на поверхности диэлектрика взаимодействует с плоской электромагнитной волной, вычислены оптические поля внутри и вне монослоя металлических наночастиц.

Рассмотрены существующие модели структурообразования наноматериалов. Изложена синергетическая модель наноструктурирования, основанная на учете эволюционного развития атомов при объединении их в молекулу или кластер.

Предложен подход к теоретической метрологии, основанный на выведении фундаментальных физических констант из начальных принципов квантовой теории и космологической инфляции.

В приближении статических флуктуаций в модели Хаббарда вычисляются антикоммутаторные функции Грина, термодинамические средние, характеризующие возможности перескоков электронов от узла к узлу, корреляционные функции, свидетельствующие о вероятности нахождения двух электронов на одном узле наносистемы.

Разработанная физико-химическая модель позволяет объяснить закономерности образования металлических наночастиц и ультрадисперсных алмазов из карбоксилатов металлов при ударно-волновом воздействии.

Рассматривается новый теоретический подход к изучению светорассеивающих характеристик наноразмерных объектов на основе решения уравнения Томаса-Ферми и квазиклассического приближения.

Современное состояние исследований механизма образования ионов, полиароматических углеводородов, нанотрубок, фуллеренов и частиц сажи в пламени предварительно перемешанных смесей.

О создании наночастиц и манипулирования ими, интегрированию их в различные системы и функционированию этих систем. Дан анализ химических, электрических и магнитных свойств объектов нанотехнологий - нанокластеров, нанотруб и нанопроволок.

Исследованы физико-химические свойства нанодисперсных углеродных материалов и изучена эффективность их применения в качестве наполнителей эластомерных композиций.

В последнее время в научный оборот вошли такие понятия, как "нанобиотехнология" и "наномедицина", то есть формируются новые направления нанотехнологии, в которых "строительными блоками" при конструировании наноструктур служат молекулы биологического происхождения. Статья посвящена вопросам наноконструирования с помощью молекул нуклеиновых кислот и возможностям практического применения таких структур.

Работа посвящена процессу получения металлополимерных композитов, который включает в себя образование частиц металлов и их стабилизацию в матрице органического полимера.

Одному из новых,динамично развивающихся направлений - физикохимии наносистем - было посвящено научное сообщение члена-корреспондента РАН И.В.Мелихова на заседании Президиума РАН.Публикуется научное сообщение и материалы состоявшегося обсуждения.

Получение на основе оксидов металов нанообъектов. На примере кольцеобразных кластеров показаны достижения в нанохимии - в проведении реакций по избранным реакционным центрам хорошо охарактеризованных нанообъектов. Структура самого крупного из известных кластеров, содержащего 368 атомов молибдена и имеющего лимонообразную форму.

Проведен анализ влияния размеров наночастиц высокодисперсных систем на свойства системы. Установлен предел, ограничивающий принадлежность дисперсной системы к наноносителям.

Вклад советских ученых, в частности академика Николая Николаевича Семенова, в современное развитие нанокриохимии.

59. Создание катализаторов для производства углеродных нанотрубок/А. Г.Ткачев [и др. ] //Известия вузов. Химия и химическая технология.-2008.-Т. 51, вып. 1.- С. 86-90.

О проблеме синтеза углеродных наноматериалов, область применения которых расширяется с каждым годом.

60. Третьяков Ю.Д. Процессы самоорганизации в химии материалов. //Успехи химии.-2003.-Т.72,N8.-С.731-763.

О явлениях консервативной и диссипативной самоорганизации в физико-химических системах. Показано, что использование подходов нелинейной динамики облегчает оптимальную организацию реакционной зоны при синтезе материалов в неравновесных условиях, а процессы биомимикрии и биоминерализации открывают новые возможности в дизайне материалов.

Представлена история развития представлений о наноматериалах и нонотехнологиях. Раскрыты причины обуславливающие интерес к новому классу материалов. Определены подходы к классификации наноматериалов, представлены основные типы структур наноматериалов.

Анализируются методы изготовления нанокомпозитов на основе тугоплавких карбидов, нитридов и боридов с величиной кристаллитов примерно до 100 нм.

Обзор в основном результатов собственных работ авторов по влиянию нано- и субмикрокристаллической структуры, полученной методами интенсивной пластической деформации, такими как равноканальное угловое прессование и интенсивная пластическая деформация кручением, на сверхпластичность сплавов при относительно низкой температуре и/или высокой скорости деформации.

Создан фоторефрактивный (ФР) материал на основе полимера с высокой температурой стеклования, в которой "замораживается" хаотическое распределение ориентации функциональных добавок, полученное при поливе слоев из раствора.

Последние достижения, содержащиеся в теоретическом описании наночастиц и нанотехнологий, открывают новые возможности в получении наноконструкционных материалов разного назначения с предварительным их описанием путем компьютерного моделирования.

Морфологическое описание структурного строения наноструктурированных материалов (НМС) позволило выявить основные критерии их классификации: химический состав, атомное и электронное строение, форму и размер кристаллов, границы раздела структурных составляющих материала, дефекты кристаллического строения.

Аналитический обзор докладов международной научно-практической конференции.

Рассказывается о работе отечественных ученых над улучшением свойств и расширениеми диапазона применения материалов с помощью наноструктурирования их поверхности, достигаемого специальной обработкой либо нанесением на нее соответствующего покрытия.

Развитая экспериментальная база для реализации методов молекулярной архитектуры в органическом материаловедении,высокий уровень рентгеновских и синхротронных исследований, общепризнанные достижения в диагностике наноразмерных систем позволяют утверждать,что органические наноматериалы и наносистемы,являясь одним из главных направлений современной науки,станут основой многих новых технологий XXI в.

Рассмотрены процессы термо-временной обработки Co-B расплавов, обеспечивающие получение методом спиннингования аморфных лент с высокими магнитными характеристиками, на основе которых могут быть созданы высокоэффективные композитные материалы для экранирования электромагнитного поля в диапазоне от радиочастот до СВЧ.

Разработка методов получения объемных (массивных) нанокристаллических заготовок с равномерной структурой по сечению заготовки,без пор, микротрещин и других дефектов структуры - актуальная задача, решение которой позволит расширить применение наноматериалов конструкционного назначения.

Разработаны принципы создания многослойных радиопоглощающих покрытий и пленочных материалов на основе нанокомпозитов и киральных структур.

Рассмотрен метод получения консолидированного нанокристаллического порошкового сплава на основе вольфрама.

Неисчерпаем класс наноматериалов, в котором колоссальный диапазон свойств определяется не химическим составом, а устойчивыми структурными самоорганизующимися элементами. Прогнозируется, что технологии на такой основе могут повысить эффективность использования невозобновляемых природных ресурсов как минимум в десять раз по сравнению с существующими.

Изучены особенности формирования нанокристаллической структуры и наведения магнитной анизотропии в сплавах FeCuNbSiB после термомеханической обработки.

Одним из возможных путей развития современной металлургии является применение плазменных технологий, в том числе и для производства порошковых наноматериалов.

В данной работе впервые получены порошки из полиметаллических наночастиц, состоящих из свинца, меди и вольфрама и из алюминия и свинца.

Обзор технологических условий получения, особенностей микроструктуры и магнитных свойств нанокристаллических материалов, полученных методом контролируемой кристаллизации аморфной матрицы.

Целью данной работы является выяснение влияния соотношения атомов Fe и B в сплаве НАНОПЕРМ на его структурное поведение.

Основой построения как наноэлектромеханических систем, так и других приборов молекулярного масштаба является нанотехнология - технология получения веществ и устройств с наперед заданными свойствами и молекулярной структурой путем их поатомной сборки

В современной полупроводниковой электронике все шире используются нанотехнологии, которые обладают атомной точностью при получении полупроводниковых наноструктур с необходимым химическим составом и конфигурацией, оснащены методами комплексной диагностики наноструктур, в том числе и в процессе изготовления, что позволяет управлять технологическими процессами. В статье рассмотрены возможности нанотехнологий в решении основных задач полупроводниковой электроники.

Важнейший процесс в микро- и наноэлектронных процессах - литография. Наряду с оптической литографией получили развитие методы,с помощью которых уже теперь формируются отдельные аноструктуры и прототипы устройств на наноэлектронных приборах - ИМПРИ-НТ и электронная литография.

Современные нанотехнологии и компьютерная техника.

Описаны эмиссионные характеристики углеродных слоев, состоящих из нанотрубок. Данные структуры могут быть использованы в плоских вакуумных дисплеях и вакуумных СВЧ-приборах.

Представлена краткая история развития электронных средств отображения информации.

Рассматриваются принцип работы устройство, вольтамперные характеристики резонансно-туннельных, туннельных и многобарьерных наноэлектронных диодов на основе многобарьерных гетероструктур с поперечным токопереносом, а также направления их использования для нелинейных преобразований радиосигналов.

Проведен анализ возможных решений построения электронно-оптических систем катодо-люминесцентных индикаторов и плоских дисплеев с автоэмиссионными катодами на основе пленок из углеродных нанотрубок и углеродных нанокластеров.

Разработан, создан и запатентован прибор нанолюминограф, позволяющий получать уникальную информацию о физико-химических свойствах поверхностных и приповерхностных слоев твердых тел и ультратонких пленок.

Методом нанолитографии получены наноструктуры на основе органических полупроводников с минимальным характерным размером до 100 нм. Показана возможность практического использования этих материалов в качестве активных веществ в микроэлектронных приборах - фотоэлементах и полевых транзисторах.

Кремний остается неизменной основой для производства полупроводников в течение обозримого будущего. Но в корпорации Intel и в других корпорациях идет активный поиск других, альтернативных материалов. Большие ожидания в этом плане связаны с применением т.н. нанотехнологий. Нанотехнология включает производственно-технологические процессы, материалы и структурные схемы устройств, используемые для создания транзисторов и элементов схем размером менее 100 нанометров.

Нанотехнология сегодня определяет пути дальнейшего развития вычислительной техники. В постоянно совершенствуемых цифровых ЭВМ уже близок предел миниатюризации их элементной базы, когда отдельные молекулы используются как переключающиеся элементы. Для выполнения все более усложняющихся вычислительных задач создают принципиально новые устройства, реализующие биологические принципы обработки информации.

Представлен обзор состояния разработок нанотранзисторных структур, а также проблем, связанных с такими разработками. Рассмотрены наноэлектронные транзисторные структуры, транзисторы "кремний на изоляторе", гетеротранзисторы, транзистор на квантовых точках, нанотранзисторы на основе углеродных нанотрубок.

На математической модели показана принципиальная возможность стабилизации положения оси быстроходного ротора с помощью системы обратной связи по отклонению оси от теоретического положения.

Практика металлообработки методами резания и давления подтверждает эффективность электроискровой обработки для увеличения износостойкости инструментов, что обеспечивается за счет наноструктурированного покрытия с рациональными физико-механическими свойствами поверхностного слоя и формирования на рабочей поверхности инструмента благоприятного рельефа из совокупности выступов ограниченной длины.

Приведены основные направления применения нанотехнологий и наноматериалов при техническом сервисе.

Раскрыта суть принципиально нового способа литья закалочным затвердеванием, позволяющий получить заготовки диаметром от 50 до 120 мм и длиной до 300 мм из Al-сплавов с наноструктурным и сфероидальным кремнием.

Описан опыт по ремонту агрегатов с восстановлением и упрочнением изношенных деталей путем создания на их рабочих поверхностях наноструктурированных покрытий электроискровой обработкой в газовой среде.

Предложена концепция проектирования технологических процессов обработки изделий, отвечающая требованиям качества и надежности изделий машиностроительной промышленности на уровне завтрашнего дня.

Основу контактно-эрозионного избирательного способа шлифования составляют трибо-электро-физико-химические процессы.

Представлена технология обработки эбонитовой ручки для достижения параметра шероховатости поверхностного слоя Ra = 0, 55 мкм.

На приведенной в статье шкале указаны области характерных размеров для ряда наноразмерных технологий обработки, которые определяют направления развития станкоинструментальной промышленности.

Приводятся основы нанотехнологии обработки материалов. При размерах, составляющих от половины до десятой доли микрометра, процессы возникающие в зоне обработки, подчиняются квантовым законам.

Анализ результатов предварительных исследований влияния обработки ССФ (сигналом специальной формы) различных объектов и технологических процессов позволяют наметить перспективные направления лабораторных поисковых исследований и производственных испытаний ССФ-технологии, которые позволят получить количественные оценки возможности и эффективности ее применения в конкретных технологических процессах добычи, транспортировки и переработки нефти.

Рассмотрены проблемы использования новых катализаторов, их роль в создании нанотехнологий, а также подходы к модификации традиционных процессов нефтехимии с целью создания экологически чистых и ресурсосберегающих производств. Дан анализ способов получения катализаторов как существенного фактора, влияющего на их физико-химические характеристики.

Рассуждения экспертов и аналитиков по нефти и газу о нанотехнологиях в топливно-энергетическом комплексе и нефтедобывающей промышленности.

Энергетические корпорации находятся на пути к внедрению нанотехнологий.

Организация высокотехнологичной переработки нефти -основная задача структурной перестройки экономики, существенно повышающая эффективность и конкурентоспособность. Это в полной мере относится к отечественной нефтепереработке, значительно отстающей от мирового уровня. В то же время, имеющееся отставание позволяет объективно оценить состояние, потенциал и недостатки освоенных в мире технологических решений. Появляется возможность выбрать для масштабной модернизации отрасли наиболее эффективный и экономичный технологический подход. В качестве такого подхода, не имеющего за рубежом аналогов по технико-экономическим показателям, предложена новая нано-технология глубокой переработки нефти.

Описаны примеры значимости нанотехнологий в добыче нефти.

● "Российская корпорация нанотехнологий"

● Наномир

● НаноДайджест