ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 21
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-
Нанодисперсии
Нанодисперсия – это коллоидный раствор, частицы которого имеют размер 0,1-100 нм. Вследствии малых размеров агрегатов молекул, обладающих особыми свойствами. На поверхностный слой приходится до 50% всего вещества. Являются удобными транспортными средствами для плохорастворимых амфифильных и липофильных веществ. Гидрофильные нанодисперсии обладают очень важным свойством: они очень быстро проникают в клетки.
Нанодисперсии имеют различную природу. Нанодисперсия нитрида используется в составе косметических средств для придания уникальных сенсорных характеристик.
Обладают повышенной поверхностной энергией в связи с большим количеством атомов находящихся в возбуждённом состоянии и имеющем не менее одного свободного электрона на внешнем энергетическом уровне. Нанодисперсии имеют различную природу. В качестве диспергированных веществ могут выступать полиорганосилоксаны, металлические, оксидные, карбидные, нитридные наночастицы, углеродные нанотрубки и т.д. В качестве дисперсионной среды обычно используется вода или этиленгликоль. Нанодисперсии являются удобными транспортными средствами для плохорастворимых амфифильных и липофильных веществ.
Нанодисперсии могут стать основой многих новых жидкостей, включая мицеллярные растворы, ферромагнитные жидкости, диспергированные нанокристаллы. Их основное применение – контролируемая доставка лекарственных средств в организм. Некоторые новые области применения на- нодиспсрсии – это косметика (наночастицы парафина в воде) и материалы для реставрации фресок.
-
Наноструктурированные плёнки
Наноструктурированная пленка – это пленка, получаемая в результате создания наноразмерных элементов, таких как дислокации, границы зерен, дефекты. В отличие от других наноструктур, таких как наночастицы, сама пленка может иметь толщину до нескольких микрон, но обладает большой концентрацией наноразмерных элементов, однородно распределенных по всей пленке. Как и другие наноматериалы, наноструктурированные пленки вызвали большой интерес, поскольку они обладают уникальными свойствами, которых нет у объемного, ненаноструктурированного материала того же состава. В частности, наноструктурированные пленки были предметом недавних исследований из-за их превосходных механических свойств, включая
прочность, твердость и коррозионную стойкость по сравнению с обычными пленками из того же материала. Примеры наноструктурированных пленок включают пленки, полученные с помощью технологии границ зерен, такие как наноразмерная сверхмелкозернистая медь, или двухфазное наноструктурирование, такое как нанокомпозиты кристаллического металла и аморфного металлического стекла.
Важным преимуществом многофункциональных наноструктурных пленок является то, что можно получать сверхтвердые материалы с одинаковой твердостью, но различными значениями модуля упругости. Это означает, что тонкие пленки с одинаковой твердостью различаются значениями упругой деформации разрушения и сопротивления материала пластической деформации. Наноплёнки находят успешное применение для защиты поверхности изделий и инструмента, подвергающегося одновременному воздействию высоких температур, агрессивных сред и различных видов износа. Они оказываются незаменимыми для создания нового поколения биосовместимых материалов – ортопедических и дентальных имплантатов, имплантатов для черепно-челюстно-лицевой хирургии, фиксации шейного и поясничного отделов позвоночника и др.
Наноструктурированные пленки с превосходными механическими свойствами позволяют использовать ранее непригодные материалы в новых применениях, способствуя развитию областей, где покрытия широко используются, таких как аэрокосмическая промышленность, энергетика и другие инженерные области.
-
Нанопористые структуры
Нанопористые материалы – это материалы обладающие порами размеры, которых значительно меньше установленного предела 100 нм. Благодаря этому свойству, нанопористые материалы обладают значительными объемами внутренних поверхностей.
Условно такие материалы делятся на три группы по размерам пор:
- микропористые материалы (0.2 – 2 нм)
- мезопористы материалы (2 – 50 нм)
- макропористые материалы (50 – 1000 нм)
Чаще всего нанопористые материалы применяются в виде различных фильтров механической очистки жидкости и газов, их сушки и подогрева для их селекции (избирательной фильтрации), обогащения газов, для аэрации жидкостей, для дозирования и равномерного распределения жидкости или газа, для испарительного охлаждения высокотемпературных конструкций, в качестве регенераторов смесей, пылеуловителей, увлажнителей, опреснителей, ядерных мембранных фильтров, в качестве обкладок на суперконденсаторах (ионисторах) и др.
-
Нанокристаллы
Нанокристалл – отдельный однородный кристалл, имеющий непрерывную кристаллическую решётку и характеризующийся анизотропией свойств. Внешняя форма нанокристалла обусловлена его атомно-кристаллической структурой и условиями кристаллизации.
Идеальный нанокристалл – это трёхмерная частица совершенной структуры, лишенная всех дефектов строения, скорее это математический объект, имеющий полную, свойственную ему симметрию, идеально гладкие грани и т. Д. Идеальный нанокристалл (кристалл) является теоретической моделью, широко используемой в теории твёрдого тела.
Реальный нанокристалл всегда содержит различные дефекты, неровности на гранях и пониженную симметрию вследствие воздействия окружающей среды. Реальный нанокристалл вообще может не обладать кристаллографическими гранями, но у него сохраняется главное свойство – закономерное положение атомов в решётке.
Основной отличительный признак свойств кристаллов в том числе и нанокристаллов – их анизотропия, то есть зависимость их свойств от направления, тогда как в изотропных (жидкостях, аморфных твёрдых телах) или псевдоизотропных (поликристаллы) телах свойства от направлений не зависят.
Изделия и элементы, изготовленные из нанокристаллов, применяются в качестве различных преобразователей в радиоэлектронике, квантовой электронике, акустике, вычислительной технике. Первоначально в технике использовались природные нанокристаллы, однако их запасы ограничены, а качество не всегда достаточно высоко. В то же время многие ценные свойства были найдены только у синтетических кристаллов.
-
Кластер
Кластер — разновидность наночастиц, представляющая собой аморфную или поликристаллическую наноструктуру, хотя бы один характерный размер которой находится в пределах 1-10 нм. Нанокластер состоит из десятков, сотен или тысяч атомов и обладает определенными свойствами.
Свойства кластеров кардинально отличаются от свойств макроскопических объемов материалов того же состава. Из нанокластеров, как из крупных строительных блоков, можно целенаправленно конструировать новые материалы с заранее заданными свойствами и использовать их в каталитических реакциях, для разделения газовых смесей, хранения газов и пр.