การจำแนกประเภทของวิธีการที่ได้รับอนุภาคนาโนและวัสดุนาโน วิธีการที่ได้รับวิธีใช้งานทางกายภาพและทางเคมีในการได้รับ Nanosystems

โครงสร้างและดังนั้นคุณสมบัติของวัสดุนาโนจึงเกิดขึ้นในขั้นตอนการผลิตของพวกเขา มูลค่าของเทคโนโลยีค่อนข้างชัดเจนเพื่อให้มั่นใจถึงลักษณะการทำงานที่มั่นคงและเหมาะสมของวัสดุนาโน นี่เป็นสิ่งสำคัญในแง่ของเศรษฐกิจ

สำหรับเทคโนโลยีของ nanomaterials ตามความหลากหลายของหลังการรวมกันเป็นลักษณะในมือข้างหนึ่งวิธีการทางกายภาพทางกายภาพทางเคมีและชีวภาพและเทคนิคอื่น ๆ แบบดั้งเดิมและพื้นฐานใหม่ ดังนั้นหากวิธีการส่วนใหญ่ที่ครอบงำการได้รับวัสดุนาโนที่ค่อนข้างดั้งเดิมนั้นค่อนข้างดั้งเดิมจากนั้นการดำเนินงานเช่นการผลิตเช่น "ปากกาควอนตัม" โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อุโมงค์สแกนการก่อตัวของจุดควอนตัมของอะตอมของอะตอมหรือการใช้ไอออน - เทคโนโลยีติดตามเพื่อสร้างโครงสร้างที่มีรูพรุนในวัสดุโพลีเมอร์ตามวิธีการทางเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน

วิธีการของเทคโนโลยีชีวภาพโมเลกุลมีความหลากหลายมาก ทั้งหมดนี้ทำให้คำแถลงพื้นฐานของเทคโนโลยีนาโนมีรายละเอียดเกี่ยวกับเทคโนโลยีจำนวนมาก ("ความรู้") ผู้เขียนอธิบายเฉพาะในแง่ทั่วไปและมักจะมีข้อความโฆษณา จากนั้นวิเคราะห์เฉพาะเทคนิคหลักและลักษณะเฉพาะ

เทคโนโลยีวัสดุรวม

เทคโนโลยีผง

ภายใต้ผงเข้าใจการรวมกันของของแข็งขนาดเล็ก (หรือมวลรวม) ของขนาดเล็กในการติดต่อ - จากนาโนเมตรหลายตัวไปหนึ่งพันไมครอน [วัสดุผง / andrievsky r.a. - ม.: โลหะผสม, 1991 - 205 p.] เกี่ยวกับการผลิต nanomaterials ผง Ultrafine ใช้เป็นวัตถุดิบ I.e. อนุภาคไม่เกิน 100 อนุภาครวมถึงผงขนาดใหญ่ที่ได้รับภายใต้เงื่อนไขการบดแบบเข้มข้นและประกอบด้วยผลึกขนาดเล็กที่มีขนาดคล้ายกับที่ระบุไว้ข้างต้น

การดำเนินงานที่ตามมาของเทคโนโลยีผง - การกด, การเผา, การกดร้อน, ฯลฯ - ถูกออกแบบมาเพื่อให้ตัวอย่าง (ผลิตภัณฑ์) ของรูปแบบที่ระบุและขนาดที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติที่สอดคล้องกัน การรวมกันของการดำเนินการเหล่านี้มักถูกเรียกว่าที่ข้อเสนอของ M.Yu balshchin, การรวม ในความสัมพันธ์กับ nanomaterials การรวมควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าในมือข้างหนึ่งซึ่งเป็นตราประทับที่สมบูรณ์เกือบ (เช่นการขาดงานในโครงสร้างของแมโครและ micropores) และในทางกลับกันรักษาโครงสร้างนาโนที่เกี่ยวข้องกับขนาดเริ่มต้นของผง Ultrafine ( IE วัสดุที่เผาขนาดเกรนควรมีน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และในกรณีใด ๆ น้อยกว่า 100 นาโนเมตร)

วิธีการรับผงสำหรับการผลิตวัสดุนาโนมีความหลากหลายมาก พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นสารเคมีและทางกายภาพพื้นฐานซึ่งบ่งบอกถึงผง Ultrafine ที่มีลักษณะเฉพาะส่วนใหญ่จะแสดงในตารางที่ 1

ตารางที่ 1. วิธีการพื้นฐานสำหรับการผลิตผงสำหรับการผลิตวัสดุนาโน

พิจารณาวิธีการบางอย่างสำหรับการผลิตผง ultrafine

วิธีการควบแน่น . วิธีนี้เป็นที่รู้จักกันมานานและมีการศึกษาตามแผนทางทฤษฎีให้มีการศึกษาในระดับที่ยิ่งใหญ่ที่สุด มีตัวอ่อนที่เป็นเนื้อเดียวกันและแตกต่างกันของตัวอ่อน (กลุ่ม)

ในกรณีแรกเชื้อโรคเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและการเปลี่ยนระบบกันสะเทือนของระบบ (การเพิ่มหรือลดแรงดันไอน้ำแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิกระบวนการ) คุณสามารถปรับรัศมีของตัวอ่อนที่สำคัญและเพื่อให้ได้ขนาดอนุภาคที่ต้องการของผงที่เป็นผลลัพธ์ การระเหยในสื่อที่เป็นกลางและแนะนำพื้นผิวต่างประเทศเป็นพื้นที่ระเหยเป็นไปได้ที่จะกระตุ้นการก่อตัวของตัวอ่อนที่แตกต่างกันซึ่งความสูงของอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นของการก่อตัวของตัวอ่อนที่สำคัญนั้นต่ำกว่ามากเมื่อเทียบกับการควบแน่นที่เป็นเนื้อเดียวกันเป็นจำนวนมาก ดังนั้นจึงมีเงื่อนไขที่จำเป็นอย่างน้อยสองประการและเพียงพอสำหรับการได้รับผง ultrafine ที่มีวิธีการควบแน่น - การดูดขนาดใหญ่และการปรากฏตัวในคู่ของโมเลกุลก๊าซที่เป็นกลางแบบย่อ

การติดตั้งในห้องปฏิบัติการสำหรับการผลิตผง ultrafine โลหะได้รับการพัฒนาที่สถาบันฟิสิกส์เคมีของ USSR Academy of Sciences ในปี 1960 [วิธีการลอยตัวสำหรับการได้รับผง ultrafine ของโลหะ / ยีน M.Ya. , Miller A.V พื้นผิว ฟิสิกส์เคมีกลศาสตร์ - 1983. №2., P. 150-154] การหยดโลหะหลอมเหลวที่แขวนอยู่ในสนามเหนี่ยวนำถูกปลิวด้วยลำธารของอาร์กอนที่มีความบริสุทธิ์สูงซึ่งมีอนุรักษ์อนุภาคนาโนรวมเป็นคอลเล็กชั่นผงพิเศษการขนถ่ายซึ่งดำเนินการในบรรยากาศจางันต์ควบคุม การจัดเก็บข้อมูลที่ตามมาของผงและการดำเนินงานทางเทคโนโลยีที่สอดคล้องกันจะดำเนินการในอาร์กอน

วิธีการควบแน่นถูกนำมาใช้ในการติดตั้ง Blatter (รูปที่ 1) ซึ่งการเตรียมผง Ultrafine ในชั้นบรรยากาศของก๊าซเฉื่อย Sparse นั้นสอดคล้องกับการกดสูญญากาศ กล้ามเนื้อบนพื้นผิวของกระบอก Nanoparticle ที่หมุนได้จะถูกลบออกโดยมีดโกนพิเศษและประกอบในรูปแบบการกด 2 กดล่วงหน้า (กดสูงถึง 1 GPA) แล้วในรูปแบบการกดพิเศษ 1 การบดอัดจะดำเนินการที่สูงขึ้น (สูงถึง 3-- 5 เกรดเฉลี่ย) แรงกดดัน ประสิทธิภาพของการติดตั้ง Gllather มีขนาดเล็กมี จำกัด โดยอัตราการระเหยต่ำ

รูปที่ 1 รูปแบบการติดตั้ง Glerper: 1 - โหนดขนาดกะทัดรัดที่แรงดันสูง 2 - โหนดกดล่วงหน้า; 3 - เครื่องระเหย; 4 - ตัวสะสมหมุนได้เย็นด้วยไนโตรเจนเหลว 5 - มีดโกน

วิธีการควบแน่นในหลักการให้การผลิตของผง Ultrafine ที่มีขนาดอนุภาคเป็นนาโนเมตรหลายตัว แต่ระยะเวลาของการได้รับวัตถุดังกล่าว (และดังนั้นค่าใช้จ่าย) ค่อนข้างใหญ่ ตามคำร้องขอของผู้บริโภคฟิล์มโพลิเมอร์บางที่ป้องกันการรวมตัวกันและการสัมผัสการกัดกร่อนสามารถนำไปใช้กับพื้นผิวของผงได้

บดพลังงานสูง . การสังเคราะห์เครื่องกล . การเจียรเป็นตัวอย่างทั่วไปของเทคโนโลยีแบบ type-down การบดในโรงสี disintegrators, แอตทาร์สถ์และการติดตั้งการกระจายตัวอื่น ๆ เกิดขึ้นเนื่องจากการบด, แยก, ตัด, รอยขีดข่วน, เลื้อย, ผลกระทบหรือเป็นผลมาจากการรวมกันของการกระทำเหล่านี้ รูปที่ 2 แสดงให้เห็นถึงรูปแบบผู้แทนซึ่งผลกระทบและผลกระทบอย่างฉับพลันและแผนภาพของโรงสีสั่นสะเทือนการออกแบบซึ่งรับประกันความเร็วสูงของลูกบอลและความถี่ของลูกบอลรวมกัน สำหรับการทำลายล้างการบดมักจะดำเนินการภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิต่ำ ผลของการบดได้รับอิทธิพลจากอัตราส่วนของมวลของลูกบอลและส่วนผสมของพื้นดินซึ่งมักจะรักษาในช่วง 5: 1 ถึง 40: 1

รูปที่ 2 รูปแบบสำหรับการบด:

a - Atriktor (1 - ร่างกาย, 2 - ลูก, 3 - ใบพัดหมุน); B - โรงสีสั่น (1 - เครื่องยนต์, 2 - เครื่องสั่น, 3 - สปริง, 4 - กลองพร้อมลูกบอลและค้างคาวบด)

การให้บริการในหลักการประสิทธิภาพที่ยอมรับได้การบดอย่างไรก็ตามไม่นำไปสู่ผงบาง ๆ เนื่องจากมีขีด จำกัด การบดบางอย่างที่ตอบสนองต่อความสำเร็จของความสมดุลที่แปลกประหลาดระหว่างกระบวนการทำลายอนุภาคและการรวมตัวกันของพวกเขา แม้ในขณะที่การสับวัสดุที่เปราะบางขนาดของอนุภาคที่ได้รับมักจะไม่ต่ำกว่าประมาณ 100 นาโนเมตร อนุภาคประกอบด้วยผลึกที่มีขนาดอย่างน้อย 10--20 นาโนเมตร ควรคำนึงถึงความจริงที่ว่าในกระบวนการของการบดมักจะเป็นผลิตภัณฑ์ที่ปนเปื้อนด้วยวัสดุที่มีลูกบอลและซับในรวมถึงออกซิเจน

การสังเคราะห์พลาสม่า [Troitsky V.N. ได้รับผง Ultrafine ในพลาสมาไมโครเวฟ - การปล่อย // เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลาสม่าไมโครเวฟ: ฟิสิกส์, เครื่องใช้, แอปพลิเคชัน / Battenin V.M. et al. - ม.: Energoatomizdat, 1988 - P. 175-221] การสังเคราะห์ในพลาสมาอุณหภูมิต่ำดำเนินการที่อุณหภูมิสูง (สูงถึง 6,000-8,000 k) ซึ่งให้การส่งระดับสูงอัตราการปฏิกิริยาและกระบวนการควบแน่นสูง ใช้เป็นไฟฉายพลาสม่าอาร์คและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลาสม่า (ไมโครเวฟ) สูงและเป็นพิเศษ เครื่อง ARC มีประสิทธิภาพและเข้าถึงได้มากขึ้น แต่การติดตั้งไมโครเวฟให้ผงที่ละเอียดอ่อนและสะอาดกว่า รูปแบบของการติดตั้งดังกล่าวจะแสดงในรูปที่ 3 เป็นผลิตภัณฑ์ต้นฉบับสำหรับการสังเคราะห์สารเคมีพลาสม่าคลอไรด์โลหะผงโลหะซิลิคอนและการเชื่อมต่ออินทรีย์ - อินทรีย์

รูปที่ 3 รูปแบบการติดตั้งไมโครเวฟของการสังเคราะห์สารเคมีพลาสม่า:

I - อุปกรณ์ไฟฟ้า (1 - เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไมโครเวฟ); II - อุปกรณ์เทคโนโลยีหลัก (2 - พลาสม่า torus, 3 - การป้อนข้อมูลอุปกรณ์ของรีเอเจนต์, 4 - เครื่องปฏิกรณ์, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน 5, 6 - ตัวกรอง, 7 - คอลเลกชันผง, 8 - เครื่องจ่ายน้ำรีเอเจนต์, 9 - เครื่องกำจัดน้ำยา III, IV - ตามลำดับอุปกรณ์เทคโนโลยีเสริมเสริมเสริม (10 - วาล์ว, 11 - ROTAMETERS, 12 - มาตรวัดความดัน, 13 - ระบบทำความสะอาดแก๊ส, 14 - Scrubber, 15 - อินพุตของก๊าซขึ้นรูปพลาสม่า, 16 - อินพุตผู้ให้บริการ, 17 - ก๊าซเอาท์พุท)

โดยอาศัยคุณสมบัติของการสังเคราะห์สารเคมีพลาสม่า (ความเป็นธรรมชาติของกระบวนการความเป็นไปได้ของการแข็งตัวของอนุภาค ฯลฯ ) การกระจายของอนุภาคที่ได้รับในกรณีส่วนใหญ่ค่อนข้างกว้าง

การสังเคราะห์ภายใต้การสัมผัสอัลตร้าซาวด์ [การใช้งานอัลตร้าซาวด์กับวัสดุเคมี / Suslick K.S. ราคา G.J วิทยาศาสตร์การตรวจสอบประจำปีวิทยาศาสตร์ - 1999. V.2., P. 295-326] วิธีนี้เรียกว่าการสังเคราะห์ Sonochemical ซึ่งขึ้นอยู่กับผลของฟองสบู่กล้องจุลทรรศน์ Cavitation เมื่อ cavitation ในปริมาณน้อยแรงดันสูงผิดปกติได้รับการพัฒนา (สูงถึง 50-100 mn / m 2) และอุณหภูมิสูง (สูงถึง 3000 K และสูงกว่า) และอัตราความร้อนและความเย็นขนาดใหญ่ (สูงสุด 10 10 k / s) ประสบความสำเร็จ ในแง่ของ cavitation ฟองกลายเป็นเหมือน nanoreactor การใช้สภาวะสุดขั้วภายใน Cavitation Bubbles, โลหะ Nanocrystalline (อสัณฐาน) จำนวนมาก, โลหะผสมและการเชื่อมต่อทนไฟจะได้รับ (เช่น fe, ni และ co และ nanoparticles จาก carbonyl, ทองคำและคอลลอยด์ทองแดง, nanooxide zr et al.)

การระเบิดของสายไฟฟ้า [nanopowders ที่ได้รับโดยใช้วิธีการกระตุ้นความร้อนของเป้าหมาย / แมว Yu.A วัสดุมุมมอง - 2003. №4., P. 79-81] มันได้รับการสังเกตมานานแล้วว่าเมื่อผ่านพัลส์ที่ค่อนข้างบางพัลส์ปัจจุบัน 10 4 -10 6 A / มม. 2 เกิดการระเหยของโลหะระเบิดด้วยการควบแน่นของไอระเหยของมันในรูปแบบของอนุภาคของการจ่ายอนุภาคที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการก่อตัวของอนุภาคโลหะ (สื่อเฉื่อย) หรือผงออกไซด์ (ไนไตรด์) อาจเกิดขึ้น (สื่อออกไซด์หรือไนโตรเจน) ขนาดอนุภาคที่ต้องการและประสิทธิภาพของกระบวนการจะถูกควบคุมโดยพารามิเตอร์ของวงจรคายประจุและเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดที่ใช้ รูปร่างของอนุภาคนาโนเป็นทรงกลมส่วนใหญ่การกระจายของอนุภาคขนาดเป็นปกติลอการิทึม แต่กว้างพอ สำหรับอนุภาคนาโนที่มีขนาด 50-100 นาโนเมตรของโลหะเช่นอัล, Cu, FE และ NI กำลังการติดตั้งคือ 50-200 กรัม / ชั่วโมงในการใช้พลังงานเป็น 25-50 kWh / kg Nanopowders ออกไซด์ (AL 2 O 3, TIO 2, ZRO 2, MGAL2O 4 ฯลฯ ) สามารถทำและหลังจากการรักษาตะกอนขนาดอนุภาคอาจมีขนาดเล็กมาก (20-30 น.)

วิธีการบางอย่างในการได้รับ nanopowders ซึ่งพิจารณาข้างต้นโดยทั่วไปเป็นสิ่งจำเป็น ทางเลือกของวิธีการที่ดีที่สุดควรขึ้นอยู่กับข้อกำหนดสำหรับ nanopowor และ nanomaterial โดยคำนึงถึงการพิจารณาทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม

วิธีการรวม เกือบทุกวิธีที่รู้จักกันในเทคโนโลยีผง: การกดและการเผาตัวเลือกการกดร้อนต่าง ๆ การอัดขึ้นรูปร้อน ฯลฯ - ใช้ได้กับผง Ultrafine ในการตั้งค่าประเภทที่ปรากฎในรูปที่ 1 แม้จะมีแรงกดดันกดสูงค่อนข้างสูง (สูงถึง 2-5 เกรดเฉลี่ย) แม้ในสภาพสูญญากาศและที่ตัวอย่างขนาดเล็ก (สูงสุด 1 มม.) ก็เป็นไปได้ที่จะได้รับ ตัวอย่างที่มีความพรุนอย่างน้อย 10-15% สำหรับผง ultrafine การบดอัดต่ำนั้นโดดเด่นด้วยการกดเนื่องจากผลกระทบที่สำคัญของลักษณะแรงเสียดทานระหว่างอนุภาค ในเทคโนโลยีการกด Nanopowders ที่อุณหภูมิห้องการใช้การสั่นด้วยอัลตร้าซาวด์ซึ่งลดลำดับความยืดหยุ่นหลังจากลบโหลดเมื่อกดและค่อนข้างเพิ่มความหนาแน่นสัมพัทธ์ของผลิตภัณฑ์บีบอัดขยายผู้ผลิตในรูปแบบของแขนเสื้อและรูปแบบอื่น ๆ [ กดอัลตราโซนิกของ Seramic Ultrafine Powders / Khasanov OL ข่าวของมหาวิทยาลัย ฟิสิกส์. - 2000. №5., P. 121-127.]

เพื่อกำจัดความพรุนตกค้างการประมวลผลความร้อนของตัวอย่างที่ถูกบีบอัดเป็นสิ่งที่จำเป็น - การเผา อย่างไรก็ตามในความสัมพันธ์กับการผลิตวัสดุนาโนโหมดการเผาแบบดั้งเดิมของวัตถุผงไม่อนุญาตให้รักษาโครงสร้างเส้นนาโนเดิม กระบวนการเจริญเติบโตของธัญพืช (การตกผลึก) และแมวน้ำการเผา (การหดตัว) การควบคุมการแพร่กระจายอยู่ในแบบคู่ขนานทับซ้อนกันและรวมความเร็วการปิดผนึกสูงด้วยการป้องกันการตกผลึกการตกผลึกไม่ใช่เรื่องง่าย

ดังนั้นการใช้วิธีการรวมพลังงานพลังงานสูงที่เกี่ยวข้องกับการใช้ความดันคงที่และความดันแบบไดนามิกสูงและอุณหภูมิปานกลางทำให้สามารถชะลอการเติบโตของธัญพืชในระดับหนึ่ง

โหมดการกดแบบปกติและการร่อนผง Ultrafine สามารถใช้เพื่อให้ได้รับผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่มีรูพรุนซึ่งอยู่ภายใต้การรวมการดำเนินการประมวลผลแรงดันทั้งหมด ดังนั้นผงทองแดงที่ได้รับจากวิธีการควบแน่นด้วยขนาดอนุภาค 35 นาโนเมตรกับออกไซด์ (CU 2 O 3) กับฟิล์มที่มีความหนา 3.5 นาโนเมตรหลังจากกดที่ความดัน 400 MPa และการเผาที่ไม่ใช่กามในไฮโดรเจน สูงถึง 230 єс (อัตราความร้อน 0.5 єс / นาที) ได้รับความหนาแน่นสัมพัทธ์ 90% กับขนาดข้าว 50 NM [การผลิตวัสดุโครงสร้างนาโนจำนวนมากจาก Nanopowders โลหะ: โครงสร้างและพฤติกรรมทางกล / แชมป์ Y. , Guerin- Mailly S. , Bonnentien J.-L. materialia scripta - 2001. V.44 N8 / 9. , P. 1609-1613] การอัดขึ้นรูปแบบไฮสทัศน์ที่ตามมานำไปสู่การได้รับรูปแบบแมโครที่ไม่ได้ปูด้วยความแข็งแรงสูงและเป็นพลาสติก (ความแข็งแรงของผลผลิตด้วยการบีบอัด 605 MPa การยืดตัวที่สัมพันธ์กัน 18%)

เป็นไปได้ที่จะกักตัวการเติบโตของธัญพืชใน Sinter ปกติโดยใช้โหมดความร้อนที่ไม่ใช่กามพิเศษ ในกรณีนี้เป็นไปได้ที่จะเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการของตราประทับเนื่องจากการแข่งขันไม่รวมปรากฏการณ์การตกผลึก [Fiosiko-Himichn Kinictic ในระบบนาโนโครงสร้าง / หอก, VV, Uvarova i.v. , Ragula A.V - Kiiv: Academician, 2001 - 180 p.] การเผาไฟฟ้าที่ดำเนินการโดยการส่งผ่านกระแสไฟฟ้าผ่านตัวอย่างจากการเผาและการประมวลผลความดันของวัตถุผง (เช่นการปลอมหรือการอัดขึ้นรูป) ยังสามารถนำไปสู่การเบรกของการตกผลึกและใช้เพื่อรับ nanomaterials การเผาของวัสดุนาโนเซรามิกภายใต้สภาวะความร้อนไมโครเวฟที่นำไปสู่การกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอทั่วสโคปตัวอย่างยังก่อให้เกิดการเก็บรักษาโครงสร้างนาโน อย่างไรก็ตามขนาดของผลึกในรูปแบบการรวมที่จดทะเบียนมักจะอยู่ที่ระดับขีด จำกัด บนของธัญพืชของโครงสร้างนาโน, I. มักจะไม่ต่ำกว่า 50--100 น.

ในวันที่มีวิธีการและวิธีการจำนวนมากสำหรับการได้รับการพัฒนาวัสดุนาโน นี่เป็นเพราะความหลากหลายขององค์ประกอบและคุณสมบัติของ nanomaterials ในมือข้างหนึ่งและอีกอันหนึ่งช่วยให้คุณสามารถขยายช่วงของสารของคลาสนี้สร้างตัวอย่างใหม่และมีเอกลักษณ์ การก่อตัวของโครงสร้าง Nanoscale สามารถเกิดขึ้นได้ในกระบวนการของกระบวนการเช่นการแปลงเฟสการมีปฏิสัมพันธ์ทางเคมีการตกผลึกการตกผลึก Amorphization โหลดเชิงกลสูงการสังเคราะห์ทางชีวภาพ ตามกฎแล้วการก่อตัวของ nanomaterials เป็นไปได้ในการปรากฏตัวของการเบี่ยงเบนที่สำคัญจากสภาวะสมดุลของการดำรงอยู่ของสารซึ่งต้องมีการสร้างเงื่อนไขพิเศษและบ่อยครั้งที่ซับซ้อนและอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำ การปรับปรุงวิธีการใหม่ที่รู้จักกันก่อนหน้านี้และการพัฒนาสำหรับการได้รับ nanomaterials กำหนดข้อกำหนดขั้นพื้นฐานที่พวกเขาต้องปฏิบัติตาม ได้แก่ :

·วิธีการต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุขององค์ประกอบที่ควบคุมด้วยคุณสมบัติที่ทำซ้ำได้

·วิธีการนี้จะต้องรับรองความเสถียรชั่วคราวของ nanomaterials, i.e. ก่อนอื่นการปกป้องพื้นผิวของอนุภาคจากการเกิดออกซิเดชันที่เกิดขึ้นเองและการเผาในระหว่างกระบวนการผลิต

·วิธีการต้องมีประสิทธิภาพสูงและมีประสิทธิภาพ

·วิธีการควรให้ nanomaterials กับขนาดอนุภาคหรือธัญพืชและขนาดการกระจายของพวกเขาจะต้องเป็นถ้าจำเป็นค่อนข้างแคบ

ควรสังเกตว่าในปัจจุบันไม่มีวิธีการที่ตรงกับความต้องการเต็มรูปแบบ ขึ้นอยู่กับวิธีการได้รับลักษณะของวัสดุนาโนเช่นขนาดเฉลี่ยและรูปร่างของอนุภาคการกระจายขนาดอนุภาคของพวกเขาค่าของพื้นผิวที่เฉพาะเจาะจงเนื้อหาของสิ่งสกปรกในนั้น ฯลฯ สามารถผันผวนในขอบเขตที่กว้างมาก . ตัวอย่างเช่น nanopowders ขึ้นอยู่กับวิธีการและเงื่อนไขการผลิตอาจมีทรงกลมเกล็ดเข็มหรือรูปร่างเป็นรูพรุน โครงสร้างสัณฐานหรือละเอียด วิธีการที่ได้รับ nanomaterials แบ่งออกเป็นกลไกทางกายภาพเคมีและชีวภาพ ที่. การจำแนกประเภทนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของการสังเคราะห์นาโนเทคโนโลยี พื้นฐานของวิธีการเชิงกลของการได้รับคือผลกระทบของการเปลี่ยนรูปแบบขนาดใหญ่: แรงเสียดทาน, แรงดัน, การกด, การสั่นสะเทือนกระบวนการ cavitation ฯลฯ วิธีการทางกายภาพของการได้รับขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ: การระเหย, การควบแน่น, ระเหิด, การระบายความร้อนที่คมชัดหรือความร้อน, การฉีดพ่นละลาย ฯลฯ สารเคมีรวมถึงวิธีการขั้นตอนการกระจายตัวหลักซึ่งเป็น: กระแสไฟฟ้า, การกู้คืน, การสลายตัวของความร้อน วิธีการทางชีวภาพของการได้รับขึ้นอยู่กับการใช้กระบวนการทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นในร่างกายโปรตีน วิธีการบดเชิงกลที่สัมพันธ์กับ nanomaterials มักเรียกว่า Mechanontez พื้นฐานของ Mechanosintite คือการประมวลผลเชิงกลของของแข็ง กระแทกทางกลเมื่อวัสดุบดเป็นแรงกระตุ้น I.e. การเกิดขึ้นของฟิลด์ของความเครียดและการผ่อนคลายที่ตามมาเกิดขึ้นไม่ได้ในช่วงเวลาทั้งหมดของการพำนักของอนุภาคในเครื่องปฏิกรณ์ แต่ในช่วงเวลาของการชนกันของอนุภาคและในช่วงเวลาสั้น ๆ หลังจากนั้น ผลกระทบทางกลยังเป็นเครื่องในท้องถิ่นเนื่องจากไม่ได้เกิดขึ้นในมวลทั้งหมดของสารแข็งและในกรณีที่ฟิลด์แรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้นแล้วผ่อนคลาย เนื่องจากแรงกระตุ้นและท้องที่ในพื้นที่ขนาดเล็กของวัสดุในช่วงเวลาสั้น ๆ โหลดขนาดใหญ่จะเน้น สิ่งนี้นำไปสู่การเกิดขึ้นของข้อบกพร่องความเครียดแถบเฉือนการเปลี่ยนรูปรอยแตก เป็นผลให้การบดของสารเกิดขึ้นการถ่ายโอนมวลจะเร่งและผสมส่วนประกอบการปฏิสัมพันธ์ทางเคมีของรีเอเจนต์ของแข็งถูกเปิดใช้งาน อันเป็นผลมาจากการขัดถูเชิงกลและฟิวชั่นเชิงกลความสามารถในการละลายซึ่งกันและกันขององค์ประกอบบางอย่างในสถานะทึบสามารถทำได้เกินกว่าที่เป็นไปได้ในสภาวะสมดุล การบดจะดำเนินการในลูกบอล, ดาวเคราะห์, การสั่นสะเทือน, vortex, gyroscopic, อิงค์เจ็ทมิลส์, คุณลักษณะ การเจียรในอุปกรณ์เหล่านี้เกิดขึ้นจากแรงกระแทกและการเสียดสี วิธีการบดเชิงกลที่หลากหลายเป็นวิธีการใช้กลไก ด้วยการบดบาง ๆ ของส่วนผสมของส่วนประกอบต่าง ๆ ระหว่างพวกเขาการมีปฏิสัมพันธ์จะถูกเร่ง นอกจากนี้อาจมีปฏิกิริยาเคมีที่เมื่อการสัมผัสไม่มาพร้อมกับการบดไม่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิดังกล่าว ปฏิกิริยาเหล่านี้เรียกว่า mechanchochemical เพื่อที่จะสร้างโครงสร้างนาโนในวัสดุจำนวนมากใช้รูปแบบการเปลี่ยนรูปแบบเชิงกลแบบพิเศษซึ่งทำให้สามารถทำให้เกิดการบิดเบือนโครงสร้างของตัวอย่างที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ ดังนั้นวิธีการต่อไปนี้รวมถึงการเสียรูปพลาสติกอย่างเข้มข้น: - การบิดแรงดันสูง; - การกดเชิงมุมอย่างสมทัด (RCU กด); - วิธีการตีที่ครอบคลุม - สารสกัดเชิงมุม (RCU-Extract); - วิธีการของ "นาฬิกาทราย"; - วิธีแรงเสียดทานแบบเร่งรัดด้วยการเลื่อน ปัจจุบันผลลัพธ์ส่วนใหญ่จะได้รับจากสองวิธีแรก เมื่อเร็ว ๆ นี้วิธีการที่ได้รับนาโนที่ใช้การสัมผัสทางกลกับสภาพแวดล้อมต่าง ๆ กำลังได้รับการพัฒนา วิธีการเหล่านี้รวมถึง cavitation-hydrodynamic, วิธีการสั่นสะเทือน, วิธีการสั่นสะเทือนคลื่น, การขัดอัลตราซาวนด์และการสังเคราะห์ระเบิด วิธีการ Cavitation และ Hydrodynamic ใช้เพื่อให้ได้สารแขวนลอย nanopowders ในสื่อกระจายต่าง ๆ cavitation - จาก lat. คำว่า "ความว่างเปล่า" - การก่อตัวในฟันผุเหลว (ฟองสบู่หรือฟันผุ) ที่เต็มไปด้วยก๊าซเรือข้ามฟากหรือส่วนผสมของมัน ในระหว่างกระบวนการเอฟเฟกต์ cavitation ที่เกิดจากการก่อตัวและการทำลายของ microbubbles ก๊าซไอระเหยในของเหลวเป็นเวลา 10-3 - 10-5 วินาทีที่แรงกดดันของคำสั่งของ 100-1000 MPA พวกเขานำไปสู่ภาวะโลกร้อนไม่เพียง แต่ ยังเป็นของแข็งโทร. ผลกระทบนี้ทำให้เกิดการบดของอนุภาคของแข็ง การบดอัลตร้าซาวด์นั้นขึ้นอยู่กับการตกตะกอนของการโจมตีของ Cavitation วิธีการสั่นสะเทือนสำหรับการได้รับ nanomaterials ขึ้นอยู่กับลักษณะของผลกระทบและปรากฏการณ์ที่มีการใช้พลังงานน้อยที่สุดในระหว่างกระบวนการและการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันในระดับสูงของ Multiphase Media หลักการของการดำเนินงานคือเรือใด ๆ ภายใต้ผลการสั่นสะเทือนด้วยความถี่และความกว้างบางอย่าง Nanoparticles Almaz สามารถรับได้โดยการสังเคราะห์การระเบิด วิธีการใช้พลังงานของการระเบิดในขณะที่ความดันทำได้ในบรรยากาศหลายแสนและอุณหภูมิสูงถึงหลายพันองศา เงื่อนไขเหล่านี้สอดคล้องกับพื้นที่ของความมั่นคงทางอุณหพลศาสตร์ของเฟสเพชร วิธีการรับทางกายภาพของวัสดุรวมถึงวิธีการฉีดพ่นกระบวนการระเหยควบแน่นเทคโนโลยีระเหิดสูญญากาศเทคนิคในสถานะทึบ วิธีการฉีดพ่นกระแสละลายด้วยของเหลวหรือก๊าซคือเจ็ทบาง ๆ ของวัสดุของเหลวจะถูกส่งไปยังห้องที่มันแตกเป็นหยดเล็ก ๆ ด้วยกระแสของก๊าซเฉื่อยอัดหรือเจ็ทของเหลว ในฐานะที่เป็นก๊าซในวิธีนี้ใช้อาร์กอนหรือไนโตรเจน เป็นของเหลว - น้ำ, แอลกอฮอล์, อะซิโตน, acetaldehyde การก่อตัวของโครงสร้างนาโนสามารถทำได้โดยการจัดการสถานะของเหลวหรือการปั่น วิธีนี้ประกอบด้วยการได้รับริบบิ้นบาง ๆ โดยใช้ด่วน (อย่างน้อย 106 k / s) ละลายการระบายความร้อนบนพื้นผิวของดิสก์หมุนหรือกลอง วิธีการทางกายภาพ วิธีการระเหย - การควบแน่นขึ้นอยู่กับการเตรียมผงเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของไอน้ำ - ร่างกายที่เป็นของแข็งหรือไอน้ำ - ร่างกายที่มั่นคงในปริมาณก๊าซหรือบนพื้นผิวที่ระบายความร้อน สาระสำคัญของวิธีการคือวัสดุเริ่มต้นระเหยผ่านความร้อนที่รุนแรงแล้วเย็นลงอย่างรวดเร็ว ความร้อนของวัสดุที่ระเหยสามารถทำได้ในรูปแบบต่าง ๆ : ทานเลเซอร์, พลาสม่า, ไฟฟ้าส่วนโค้ง, การเหนี่ยวนำ, ไอออนิก กระบวนการของการควบแน่นของการระเหยสามารถดำเนินการได้ใน Vacuo หรือปานกลางก๊าซที่เป็นกลาง การระเบิดของการระเบิดของไฟฟ้าจะดำเนินการในอาร์กอนหรือฮีเลียมที่ความดัน 0.1 - 60 MPa ในวิธีนี้สายโลหะบาง ๆ ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.1 - 1 มม. อยู่ในห้องและกระแสไฟสูงแรงกระตุ้น ระยะเวลาของชีพจรคือ 10-5 - 10-7 วินาทีความหนาแน่นปัจจุบันคือ 104-106 A / MM 2 ในเวลาเดียวกันสายไฟจะอุ่นขึ้นทันทีและระเบิด การก่อตัวของอนุภาคเกิดขึ้นในเที่ยวบินฟรี เทคโนโลยีการระเหิดสูญญากาศของการได้รับ nanomaterials ประกอบด้วยสามขั้นตอนหลัก ในขั้นตอนแรกโซลูชั่นดั้งเดิมของสารที่ผ่านการบำบัดหรือสารหลายชนิดเตรียมไว้ ขั้นตอนที่สอง - การแช่แข็งของโซลูชัน - มีจุดมุ่งหมายเพื่อแก้ไขการกระจายตัวสม่ำเสมอของส่วนประกอบที่มีอยู่ในของเหลวเพื่อให้ได้ขนาดต่ำสุดของผลึกในเฟสของแข็ง ขั้นตอนที่สามคือการกำจัดตัวทำละลายของตัวทำละลายจากสารละลายแช่แข็งโดยการระเหิด มีวิธีการหลายวิธีในการรับนาโนที่การกระจายตัวที่ดำเนินการในเรื่องที่มั่นคงโดยไม่ต้องเปลี่ยนสถานะรวม วิธีการหนึ่งในการได้รับนาโนขนาดใหญ่เป็นวิธีการตกผลึกที่ควบคุมจากรัฐสัณฐาน วิธีการที่เกี่ยวข้องกับการได้รับวัสดุอสัณฐานโดยการชุบแข็งจากสถานะของเหลวแล้วในเงื่อนไขของการควบคุมความร้อนการตกผลึกของสารจะดำเนินการ ปัจจุบันวิธีที่พบมากที่สุดในการรับ Nanotubes คาร์บอนคือวิธีการฉีดพ่นความร้อนของอิเล็กโทรดกราไฟท์ในพลาสมาของการปล่อยอาร์ค กระบวนการสังเคราะห์จะดำเนินการในห้องที่เต็มไปด้วยฮีเลียมแรงดันสูง เมื่อพลาสมากำลังลุกไหม้จะมีการระเหยทางความร้อนที่รุนแรงของขั้วบวกในขณะที่การตกตะกอนเกิดขึ้นบนพื้นผิวสุดท้ายของแคโทดซึ่งมีท่อนาโนคาร์บอนที่เกิดขึ้น ท่อนาโนที่ส่งผลให้มีความยาวประมาณ 40 ไมครอน พวกเขาเติบโตบนแคโทดตั้งฉากกับพื้นผิวเรียบของจุดสิ้นสุดของมันและเก็บรวบรวมในคานทรงกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 50 μm คาน nanotube เป็นประจำครอบคลุมพื้นผิวของแคโทดสร้างโครงสร้างมือถือ สามารถตรวจพบได้โดยพิจารณาการตกตะกอนบนแคโทดด้วยตาเปล่า ช่องว่างระหว่างคาน nanotube นั้นเต็มไปด้วยการผสมผสานของอนุภาคนาโนที่ไม่เป็นระเบียบและท่อนาโนเดียว เนื้อหาของ nanotubes ในตะกอนคาร์บอน (เงินฝาก) สามารถเข้าใกล้ 60% วิธีการทางเคมีในการรับวัสดุ Nanoscale สามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มในหนึ่งซึ่งสามารถรวมถึงวิธีการที่ nanomaterial ได้รับจากปฏิกิริยาเคมีเฉพาะที่มีการใช้สารเคมีบางประเภท ตัวเลือกอื่นสำหรับปฏิกิริยาไฟฟ้าทางเคมีไฟฟ้าสามารถนำมาประกอบกับสิ่งอื่นได้ วิธีการสะสมประกอบด้วยการสะสมของสารประกอบต่าง ๆ ของโลหะจากการแก้ปัญหาของเกลือโดยใช้มือใหม่ ผลิตภัณฑ์ที่ตกตะกอนเป็นโลหะไฮดรอกไซด์ การควบคุมค่า pH และอุณหภูมิของการแก้ปัญหาเป็นไปได้ที่จะสร้างเงื่อนไขการสะสมที่ดีที่สุดสำหรับการรับนาโนภายใต้อัตราการตกผลึกที่เพิ่มขึ้นและมีการเกิดไฮดรอกไซด์ที่กระจายสูง จากนั้นผลิตภัณฑ์จะถูกเผาและหากจำเป็นกู้คืน nanopowders ของโลหะที่เกิดขึ้นมีขนาดอนุภาคจาก 10 ถึง 150 นาโนเมตร รูปร่างของอนุภาคแต่ละชิ้นมักจะใกล้เคียงกับทรงกลม อย่างไรก็ตามด้วยวิธีนี้แตกต่างกันไปตามพารามิเตอร์ของกระบวนการสะสมคุณสามารถรับผงเข็ม, scaly, รูปร่างผิดปกติ วิธี Sol-Gel ถูกออกแบบมาเพื่อให้ได้ผงเหล็ก มันผสมผสานกระบวนการของการทำให้บริสุทธิ์ทางเคมีกับกระบวนการกู้คืนและขึ้นอยู่กับการตกตะกอนจากสารละลายที่เป็นน้ำของสารประกอบโลหะที่ไม่ละลายในรูปแบบของเจลที่ได้รับโดยใช้ตัวดัดแปลง (Polysaccharides) ด้วยการกู้คืนที่ตามมาของพวกเขา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื้อหา PE ในผงคือ 98.5 - 99.5% เกลือของเหล็กสามารถใช้เป็นวัตถุดิบเช่นเดียวกับการผลิตโลหะ: เศษโลหะหรือสารละลายฟิล์มเสีย ผ่านการใช้วัตถุดิบทุติยภูมิวิธีการให้ความเป็นไปได้ในการผลิตเหล็กที่สะอาดและราคาถูก วิธีนี้ยังสามารถรับได้จากวัสดุอื่น ๆ ของวัสดุอื่น ๆ ในนาโนแบริ่ง: เซรามิกออกไซด์, โลหะผสม, เกลือโลหะ, ฯลฯ การฟื้นฟูของออกไซด์และสารประกอบโลหะที่เป็นของแข็งอื่น ๆ เป็นหนึ่งในวิธีที่พบบ่อยที่สุดและประหยัด ก๊าซจะใช้เป็นตัวแทนลด - ไฮโดรเจน, คาร์บอนมอนอกไซด์, ก๊าซธรรมชาติที่แปลงแล้ว, ตัวแทนลดทึบ - คาร์บอนไดออกไซด์ (โค้ก, เขม่า), โลหะ (โซเดียม, โพแทสเซียม), โลหะไฮโดรตร วัตถุดิบเริ่มต้นอาจจะออกไซด์สารประกอบทางเคมีต่าง ๆ ของโลหะแร่และความเข้มข้นหลังจากการเตรียมการที่เหมาะสม (การเพิ่มปริมาณการกำจัดสิ่งสกปรก ฯลฯ ) ขยะและผลพลอยได้จากการผลิตโลห ขนาดและรูปร่างของผงที่เกิดขึ้นได้รับอิทธิพลจากองค์ประกอบและคุณสมบัติของวัสดุต้นฉบับลดเอเจนต์รวมถึงเวลาอุณหภูมิและการกู้คืน สาระสำคัญของวิธีการลดสารเคมีของโลหะจากโซลูชั่นคือการคืนค่าไอออนโลหะจากโซลูชั่นน้ำให้กับเกลือของพวกเขาด้วยสารลดต่าง ๆ : H2, Co, Hydrazine, Hypophosphite, ฟอร์มาลดีไฮด์ ฯลฯ ในวิธีการของปฏิกิริยาเคมีเฟส nanomaterials จะดำเนินการเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์ทางเคมีในชั้นบรรยากาศของการเชื่อมต่อ VaporTechy Vapor Nanopoproops ยังผลิตขึ้นโดยใช้การแยกความร้อนหรือกระบวนการไพโรไลซิส การสลายตัวขึ้นอยู่กับเกลือของกรดอินทรีย์น้ำหนักโมเลกุลต่ำ: จัดรูปแบบออกซาเลทโลหะอะซิเตทรวมถึงคาร์บอเนตและคาร์บอนิลของโลหะ ช่วงเวลาของการแยกตัวของอุณหภูมิคือ 200 - 400 o C. วิธีการขั้วไฟฟ้าจะตกตะกอนด้วยผงโลหะจากสารละลายน้ำของเกลือเมื่อผ่าน DC ประมาณ 30 โลหะจะได้รับจากวิธีการอิเล็กโทรไลซิส พวกเขามีความบริสุทธิ์สูงเนื่องจากการกลั่นเกิดขึ้นในช่วงอิเล็กโทรไลซิส โลหะตกตะกอนบนแคโทดขึ้นอยู่กับภาวะอิเล็กโทรไลซิสสามารถรับได้เป็นผงหรือฟองน้ำ Dendrites ที่ง่ายต่อการบดกลไก ผงดังกล่าวถูกกดอย่างดีซึ่งมีความสำคัญในการผลิตผลิตภัณฑ์ nanomaterials สามารถดำเนินการในระบบชีวภาพ เมื่อปรากฎว่าธรรมชาติใช้วัสดุของ Nanoscalem หลายล้านปี ตัวอย่างเช่นในหลายกรณีระบบการใช้ชีวิต (แบคทีเรียบางตัวสิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุดและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) ผลิตแร่ธาตุด้วยอนุภาคและโครงสร้างกล้องจุลทรรศน์ในช่วงนาโนเมตรของขนาด พบว่าวัสดุนาโนชีวภาพแตกต่างจากผู้อื่นเนื่องจากคุณสมบัติของพวกเขาได้รับการพัฒนาโดยวิธีวิวัฒนาการเป็นเวลานาน ในกระบวนการ Biominalization กลไกการควบคุมชีวภาพชั้นดีกำลังดำเนินการส่งผลให้วัสดุมีลักษณะที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน สิ่งนี้ทำให้มั่นใจในระดับสูงของการเพิ่มประสิทธิภาพคุณสมบัติของพวกเขาเมื่อเทียบกับวัสดุ Nanoscale สังเคราะห์จำนวนมาก สิ่งมีชีวิตแบบสดสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดโดยตรงที่มีคุณสมบัติสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขการสังเคราะห์ทางชีวภาพหรือระหว่างการประมวลผลหลังจากการสกัด nanomaterials ที่ได้รับจากวิธีการทางชีวภาพสามารถเป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับวิธีการสังเคราะห์มาตรฐานบางอย่างและการประมวลผลนาโนรวมถึงในเทคโนโลยีกระบวนการจำนวนมาก ในขณะที่ยังคงทำงานในพื้นที่นี้เล็กน้อย แต่มีจำนวนตัวอย่างที่แสดงว่ามีศักยภาพที่สำคัญสำหรับความสำเร็จในอนาคตในทิศทางนี้ ปัจจุบัน Nanomaterials สามารถรับได้จากวัตถุชีวภาพจำนวนมากคือ:

1) Ferritines และโปรตีนที่เกี่ยวข้องที่มีเหล็ก;

2) แบคทีเรีย magnetotactic;

3) pseudocubs ของหอยบางตัว;

4) ด้วยความช่วยเหลือของจุลินทรีย์โดยการแยกโลหะบางชนิดออกจากสารประกอบธรรมชาติ

Ferritins เป็นคลาสของโปรตีนที่ให้สิ่งมีชีวิตที่มีชีวิตความสามารถในการสังเคราะห์อนุภาคของ Hydroxides และ Oxyphosphates ของขนาดนาโนเมตรเหล็ก นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะได้รับ nanomeal กับจุลินทรีย์ กระบวนการของการใช้จุลินทรีย์สามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่มได้ กลุ่มแรกรวมถึงกระบวนการที่ใช้ในอุตสาหกรรม ซึ่งรวมถึง: การชะล้างแบคทีเรียของทองแดงจากวัสดุซัลไฟด์ชะล้างแบคทีเรียของยูเรเนียมจากแร่การแยกสิ่งสกปรกลึกลับจากดีบุกและทองคำเข้มข้น ในบางประเทศสูงถึง 5% ของทองแดงยูเรเนียมและสังกะสีจำนวนมากได้รับจากวิธีการทางจุลชีววิทยา กลุ่มที่สองรวมถึงกระบวนการทางจุลชีววิทยาการศึกษาอย่างดีในห้องปฏิบัติการ แต่ไม่ได้นำไปใช้กับการใช้งานอุตสาหกรรม ซึ่งรวมถึงกระบวนการสกัดแมงกานีสบิสมัทตะกั่วประเทศเยอรมนีจากแร่คาร์บอเนตที่ไม่ดี เมื่อมันเปิดออกด้วยความช่วยเหลือของจุลินทรีย์คุณสามารถเปิดทองคำที่มีขนยาวในสารอาร์เซ็นเทรริก ทองคำซึ่งเกี่ยวข้องกับโลหะที่ยากต่อการออกซิไดซ์ภายใต้อิทธิพลของสารประกอบของแบคทีเรียบางชนิดและเนื่องจากสิ่งนี้สามารถสกัดจากแร่ กลุ่มที่สามรวมถึงกระบวนการที่เป็นไปได้ทางทฤษฎีที่ต้องการการศึกษาเพิ่มเติม เหล่านี้เป็นกระบวนการของการผลิตนิกเกิลโมลิบดีนัมไทเทเนียม Thallium เป็นที่เชื่อกันว่าภายใต้เงื่อนไขบางประการการใช้จุลินทรีย์สามารถใช้ในการแปรรูปแร่ที่ไม่ดีทิ้ง "หาง" ของโรงงานแปรรูปตะกรัน

ส่งงานที่ดีของคุณในฐานความรู้นั้นง่าย ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักเรียนนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษานักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงานของพวกเขาจะขอบคุณคุณมาก

โพสโดย http://www.allbest.ru/

nanomaterials

หากมีการลดลงของปริมาณของสารใด ๆ ในหนึ่งพิกัดหนึ่งสองหรือสามเท่ากับขนาดของขนาดนาโนเมตรคุณภาพใหม่เกิดขึ้นหรือคุณภาพนี้เกิดขึ้นในองค์ประกอบจากวัตถุดังกล่าวการศึกษาเหล่านี้ควรเกิดจากวัสดุนาโน และเทคโนโลยีใบเสร็จรับเงินของพวกเขาและทำงานต่อกับพวกเขา _ ไปยังนาโนเทคโนโลยี ปรากฏการณ์ทางกายภาพส่วนใหญ่ที่ครอบงำที่ Nanoscale เกิดจากลักษณะของคลื่นของอนุภาค (อิเล็กตรอน ฯลฯ ) พฤติกรรมที่อยู่ภายใต้กฎหมายของกลศาสตร์ควอนตัม วิธีที่ง่ายที่สุดในการชี้แจงตัวอย่างของเซมิคอนดักเตอร์ เมื่อตามพิกัดหนึ่งหรือมากกว่านั้นขนาดของการสั่งซื้อและน้อยกว่าความยาวคลื่นของไม้กวาดของผู้ให้บริการชาร์จ _ โครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์กลายเป็นรูสเตอร์และสเปกตรัมของผู้ให้บริการชาร์จ _ ไม่ต่อเนื่อง เช่นเดียวกันกับกระจก X-ray ความหนาของเลเยอร์ที่มีความสามารถในการสะท้อนในเฟสเอ็กซเรย์อยู่ในช่วงนาโนเมตร ในกรณีอื่น ๆ การเกิดขึ้นของคุณภาพใหม่สามารถเชื่อมโยงกับปรากฏการณ์ภาพที่น้อยลง ดูเหมือนว่าวิธีนี้ช่วยให้คุณสร้างความคิดที่ค่อนข้างสมบูรณ์ของวัสดุนาโนและพื้นที่ใช้งานที่เป็นไปได้

โครงสร้างนาโนเซมิคอนดักเตอร์

การใช้วิธีการของ "โซนวิศวกรรม" และ "ฟังก์ชั่นวิศวกรรมของคลื่น" สามารถสร้างโครงสร้างที่ใช้ควอนตัมด้วยสเปกตรัมอิเล็กตรอนที่กำหนดและคุณสมบัติทางแสงไฟฟ้าและอื่น ๆ ที่จำเป็น ดังนั้นจึงสะดวกมากสำหรับการใช้งานเครื่องมือ nanomaterials เซมิคอนดักเตอร์โมเลกุลแม่เหล็ก

หลุมควอนตัม คำนี้หมายถึงระบบที่มีการเคลื่อนที่ของมิติของการเคลื่อนที่ของผู้ให้บริการชาร์จในทิศทางเดียว ในขั้นต้นการศึกษาหลักของหลุมควอนตัมถูกดำเนินการในช่องทางผกผันของทรานซิสเตอร์ซิลิโคน MOS ในภายหลังและจนถึงปัจจุบันคุณสมบัติของหลุมควอนตัมใน Heteroscures ถูกตรวจสอบอย่างกว้างขวาง ปรากฏการณ์ทางกายภาพหลักในควอนตัมเวลส์: การวัดขนาดมิติของสเปกตรัมอิเล็กทรอนิกส์ผลควอนตัมของห้องโถง (จำนวนเต็มและเศษส่วน) ด้วยการเตรียมการพิเศษของการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอน วิธีการพื้นฐานสำหรับการได้รับหลุมควอนตัมบนโครงสร้าง HeterOSOTURY: Epitaxy แก๊สโลหะผสมและลำแสงโมเลกุล

การใช้งานตราสาร: ทรานซิสเตอร์ฟิลด์ความถี่สูงที่มีการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนสูง heterolauses เซมิคอนดักเตอร์และไฟ LED จากไฟใกล้สีน้ำเงินถึงไฟสีฟ้าเลเซอร์ช่วงระยะยาวแหล่งกำเนิดแสงพารามิเตอร์ของช่วง IR กลาง, PhotoDetectors ของช่วง IR กลาง ของช่วงระยะยาวของช่วงรับช่วงระยะยาวเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์มอดูเลเตอร์ในช่วง IR ใกล้ IR

ลวดควอนตัม _ ระบบเหล่านี้เป็นระบบที่การเคลื่อนไหวของผู้ให้บริการชาร์จเป็นตัวเลขสองทิศทาง สายควอนตัมแรกที่ดำเนินการบนพื้นฐานของควอนตัมมันเทศโดยการสร้างโล่งอกที่มีศักยภาพโดยใช้บานประตูหน้าต่างสองบานที่อยู่เหนือ POM ควอนตัม ปรากฏการณ์ทางกายภาพขั้นพื้นฐานในสายควอนตัม: ค่าการนำไฟฟ้าการขนส่งอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความสัมพันธ์อย่างยิ่ง วิธีการหลักในการรับลวดควอนตัมเหมือนกับหลุมควอนตัมรวมถึงการใช้การแกะสลักที่แม่นยำหรือบานประตูหน้าต่างพิเศษ ยังไม่มีการใช้งานเครื่องมือวัด

จุดควอนตัม _ nanoobjects ซึ่งการเคลื่อนไหวของผู้ให้บริการชาร์จเป็นจำนวนมากในทั้งสามทิศทาง มีสเปกตรัมพลังงานแบบไม่ต่อเนื่อง (อะตอมประดิษฐ์) ปรากฏการณ์ทางกายภาพหลักในจุดควอนตัม: ปรากฏการณ์อิเล็กตรอนเดียวและโฟตอนเดียว วิธีการที่จะได้รับเช่นเดียวกับควอนตัมหลุมอย่างไรก็ตามโหมดอื่น ๆ อีกหลายโหมดหากเพิ่มขึ้นตามธรรมชาติในจุดควอนตัมตามกลไกกลยุทธ์ Krastanov หรือการใช้การพิมพ์หินที่มีความแม่นยำเพื่อสร้างจุดควอนตัมจากมูลควอนตัม

การใช้งานเครื่องมือ: เลเซอร์และไฟ LED ในช่วง IR ใกล้กับ PhotoDetEtter สำหรับช่วง IR กลางตัวรับสัญญาณโฟตอนเดียวเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโฟตอนเดียวทรานซิสเตอร์อิเล็กตรอนอิเล็กตรอนเดียว

โครงสร้างด้วยอุปสรรคอุโมงค์ที่โปร่งใส (ระบบของควอนตัมบ่อและ Superlattice) ปรากฏการณ์ทางกายภาพหลักในระบบดังกล่าว: การขุดอุโมงค์เรื่อย ๆ การก่อตัวของสเปกตรัมรองใน Superlattices _ ระบบเป็นระยะที่มีรูควอนตัมจำนวนมากคั่นด้วยอุปสรรคที่โปร่งใสของอุโมงค์; ปรากฏการณ์ไฟฟ้าและแสงแบบไม่เชิงเส้นใน Superlattices วิธีการปลูกโครงสร้างเหล่านี้เหมือนกับควอนตัมหลุม

แอปพลิเคชั่นเครื่องมือ: ไดโอดรังสี - อุโมงค์ (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเครื่องผสมใน Gigarets และ Terahertz Bands); เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเครื่องผสมที่มีประสิทธิภาพบน Superlattices: Cascading Lasers ของช่วง IR ขนาดกลางและระยะยาว

คริสตัลโฟตอน _ ระบบที่มีสเปกตรัมโซนสำหรับโฟตอน ปรากฏการณ์ทางกายภาพขั้นพื้นฐาน: ไม่มีแบนด์วิดธ์ (การสะท้อนที่สมบูรณ์) ของแสงในช่วงความถี่เฉพาะสถานะ photon เรโซแนนต์ มีหลายวิธีในการแสดงผลึกโทนิค แต่พวกเขายังไม่สมบูรณ์

การใช้งานเครื่องมือที่เป็นไปได้: เลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพที่มีเกณฑ์ต่ำระบบควบคุมแสงสว่าง

โครงสร้างนาโนแม่เหล็ก

การพัฒนาวิธีการฉีดพ่นฟิล์ม Ultrathins และ Nanolithography ได้นำไปสู่การศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างนาโนแม่เหล็กในทศวรรษที่ผ่านมา แรงจูงใจของกิจกรรมนี้เป็นแนวคิดของการสร้างนาโนแม่เหล็กใหม่สำหรับการป้อนข้อมูลที่มีความหนาแน่นและความหนาแน่นของข้อมูล สันนิษฐานว่าแต่ละอนุภาคมีข้อมูลหนึ่งบิต หากระยะห่างระหว่างอนุภาคคือ 100 นาโนเมตรความหนาแน่นของการบันทึกที่คาดหวังคือ 10 GB / CM 2 ข้อ จำกัด หลักของความหนาแน่นของการบันทึกที่มีวิธีการนี้คือการมีปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคและความผันผวนของความร้อนที่สำคัญ หลังมีความจำเพาะอย่างมากสำหรับอนุภาค ferromagnetic ขนาดเล็กซึ่งแสดงให้เห็นถึงตัวเองในการเติบโตแบบทวีคูณของความน่าจะเป็นของการสลายตัวของรัฐแม่เหล็กที่มีขนาดอนุภาคลดลง (superparamyagnetism)

ความสำเร็จของ nanomaterials ในการศึกษาวัสดุนาโนควรได้รับการยอมรับว่าเป็นการเปิดผลของผลกระทบของแม่เหล็กยักษ์ สาระสำคัญของเอฟเฟกต์ประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน (ประมาณหลายสิบเปอร์เซ็นต์) ของโครงสร้างหลายชั้นของเลเยอร์ ferromagnetic และ diamagnetic บางเฉียบ (ตัวอย่างเช่น ดังนั้น/cu.) เมื่อเปลี่ยนการสั่งซื้อ ferromagnetic ในโครงสร้างบน antiferromagnetic อาจกล่าวได้ว่าโครงสร้างหลายชั้นดังกล่าวเป็นโครงสร้างใหม่ของโครงสร้างโดเมนของ Ferromagnet ซึ่งฟิล์ม Ferromagnetic มีบทบาทของโดเมนและผนังโดเมนเป็นภาพยนตร์ Diamagnet เอฟเฟกต์นี้ค้นหาแอปพลิเคชันเมื่อสร้างเซ็นเซอร์สนามแม่เหล็กใหม่เช่นเดียวกับเมื่อพัฒนาสภาพแวดล้อมสำหรับการบันทึกข้อมูลที่หนาแน่นมาก

ความคืบหน้าต่อไปในพื้นที่ขนาดเล็กนำไปสู่การเปิดตัวของปรากฏการณ์ใหม่ _ อุโมงค์ของช่วงเวลาแม่เหล็กในอนุภาค ferromagnetic ต่ำพิเศษ กลุ่มนาโนนี้รวมถึงคริสตัลประดิษฐ์ที่มีกลุ่มแม่เหล็ก เอ็มน. 12 ฉัน fe 3. ช่วงเวลาแม่เหล็กของกลุ่มดังกล่าวคือ 10 โบรอน Magnetons, I. มันใช้ตำแหน่งระดับกลางระหว่างแรงบิดแม่เหล็กของอะตอมและอนุภาคแบบ macroscopic การมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างคลัสเตอร์ในคริสตัลขาดหายไปและ Anisotropy แม่เหล็กสูงมาก ดังนั้นความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนควอนตัมระหว่างสภาวะสมดุลแม่เหล็กในกลุ่มจะปรากฏขึ้น การศึกษากระบวนการเหล่านี้น่าสนใจและมีความสำคัญในแง่ของการพัฒนาฐานองค์ประกอบของคอมพิวเตอร์ควอนตัม

โครงสร้างหลายมิติหลายมิติจากฟิล์มหนานาโนเมตร

ในกรณีนี้การรวมกันของวัสดุดังกล่าวได้รับการพิจารณาซึ่งทำให้การสะท้อนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แข็งแกร่งที่สุด ความยาวคลื่นรังสีมีประสิทธิภาพการโต้ตอบกับโครงสร้างหลายอย่างมีประสิทธิภาพและระยะเวลาของมันมีความสัมพันธ์กับความสัมพันธ์ที่ _ เป็นมุมของการเลื่อนลำแสงที่ตกกระทบ ช่วงความยาวคลื่นที่การใช้อุปกรณ์เหล่านี้มีประสิทธิภาพยืดออกจากรังสีอัลตราไวโอเลตสุดขีด (NM) เป็น X-ray แข็ง (NM), I. ช่วงที่คลื่นยาวที่สุดคือ 6,000 เท่าสั้นที่สุด สำหรับแสงที่มองเห็นได้อัตราส่วนนี้คือ ~ 2 ดังนั้นจำนวนปรากฏการณ์ธรรมชาติอาการทางกายภาพซึ่งอยู่ในภูมิภาคสเปกตรัมนี้

โครงสร้างเป็นผลึกหนึ่งมิติประดิษฐ์จากฟิล์มหนาของนาโนเมตรและนอกเหนือจากความสามารถในการใช้งานเพื่อควบคุมรังสีขึ้นอยู่กับวัสดุของเลเยอร์ (อิเล็กทริกเซมิคอนดักเตอร์โลหะตัวนำยิ่งยวด) พวกเขายังสามารถที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานทางกายภาพอื่น ๆ ดังนั้นหากหนึ่งในวัสดุของโครงสร้างนาโนหลายชั้นทำหน้าที่เป็นตัวนำยิ่งยวดนี่คือระบบของหลาย ๆ รวมถึงการเปลี่ยน Josephshs ที่เหมือนกันอย่างสมบูรณ์ หากโลหะสลับกับเซมิคอนดักเตอร์ _ เป็นระบบที่เปิดใช้ไดโอด Schottky อย่างต่อเนื่อง

ในช่วงที่สั้นที่สุดของ 0.01-0.02 NM, X-ray Mirrors ช่วยให้คุณสามารถโฟกัสรังสีของท่อ synchrotrons หรือท่อ x-ray บนวัตถุภายใต้การศึกษาหรือรูปแบบคานขนาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้งานของพวกเขาเพิ่มประสิทธิภาพของหลอด X-ray 30-100 ครั้งซึ่งทำให้สามารถแทนที่การแผ่รังสี Synchrotron ในการวิจัยทางชีวภาพโครงสร้างและวัสดุวัสดุ ประมาณในช่วงเดียวกันคือการแผ่รังสีของพลาสมาอุณหภูมิสูง (เลเซอร์และ tokamakov) ที่นี่กระจกได้พบว่าใช้องค์ประกอบการกระจายตัวสำหรับการศึกษาสเปกตรัม

ในช่วง 0.6-6 นาโนเมตรมีการปล่อยองค์ประกอบแสงจากโบรอนไปยังฟอสฟอรัส ที่นี่กระจก X-ray ยังใช้เพื่อศึกษา Spectra ในเครื่องมือของการวิเคราะห์องค์ประกอบของวัสดุ

เลนส์เอ็กซ์เรย์หลายชั้นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการกรองการกรองและการควบคุมโพลาไรซ์ในแหล่ง Synchrotron ในภูมิภาค 10-60 นาโนเมตรโกหกการแผ่รังสีของพลาสมาแสงอาทิตย์ เลนส์ของกล้องโทรทรรศน์จักรวาลจากกระจก X-ray อยู่ในวงโคจรและส่งภาพของดวงอาทิตย์บนโลกเป็นประจำในบรรทัด Fe ix_fe XI (17.5 NM) และไม่ใช่ II (30.4 nm)

สถานที่พิเศษถูกครอบครองโดยการใช้กระจกหลายชั้นในเทคโนโลยี Microelectronics เรากำลังเป็นพยานและผู้เข้าร่วมในเหตุการณ์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบอิเล็กทรอนิกส์ของแข็ง: การเปลี่ยนไปสู่ความยาวคลื่นนี้สั้นกว่า 10 เท่า (จาก 157 NM ถึง 13 NM) ในการพิมพ์หิน _ ที่ทำให้การเตรียมการของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และบูรณาการ วงจร มันเป็นความยาวของคลื่นรังสีที่ใช้ในการรับรูปภาพมีหน้าที่รับผิดชอบในขนาดขององค์ประกอบขั้นต่ำ จนถึงตอนนี้การเปลี่ยนแปลงความยาวของคลื่นรังสีจากรุ่นสู่การสร้างการติดตั้งการพิมพ์หินไม่เกิน 25% ในเวลาเดียวกันข้อกำหนดสำหรับความถูกต้องของการผลิตเลนส์และการกำหนดค่าและกลไกการเปิดรับแสงทั้งหมดเพิ่มขึ้น 10 เท่า ในความเป็นจริงนี่หมายถึงการเปลี่ยนผ่านของเทคโนโลยีการประมวลผลทั้งหมดไปยังความแม่นยำของอะตอม การไม่เข้าร่วมในกระบวนการนี้สามารถออกจากประเทศในอารยธรรมที่ผ่านมา

โครงสร้างนาโนโมเลกุล

วัสดุอินทรีย์เมื่อเร็ว ๆ นี้มีส่วนร่วมอย่างเข้มข้นในนาโนเทคโนโลยีและเป็นผู้เข้าร่วมที่สำคัญในกระบวนการเทคโนโลยีกระบวนการ (ตัวอย่างเช่นใน nanolithography) และเป็นวัตถุและอุปกรณ์อิสระ _ ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่าโมเลกุล

ความหลากหลายของโลกออร์แกนิกเป็นที่รู้จักกันดี (ประมาณ 2 ล้านสารประกอบสังเคราะห์และจำนวนนี้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง) _ จากคอมเพล็กซ์ "Semicode" (Carbon Clusters, Organometallic) ให้กับวัตถุชีวภาพ (DNA, Mhem) จากมุมมองของวัสดุสำหรับวัสดุสำหรับนาโนเทคโนโลยีและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โมเลกุลมันมีความโดดเด่นตามปกติโดยสามคลาสพื้นฐาน: โพลิเมอร์, วงดนตรีระดับโมเลกุล (ประกอบโมเลกุล, ระบบ SelfageGregated) และโมเลกุลเดี่ยว: หลังนี้เรียกอีกอย่างว่า "สมาร์ท" หรือ "ฟังก์ชั่น" โมเลกุล (โมเลกุลสมาร์ท)

ชั้นแรก มีการศึกษาเพื่อให้เข้มข้นที่สุดน่าจะเข้มข้นที่สุด นอกจากนี้คุณสมบัติอิเล็กทริก, แสงและแสงฟลูออเรสเซนต์ของโพลีและผู้อโกมิเซอร์ต่างๆมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคนิคและอิเล็กทรอนิกส์พวกเขาอยู่ใกล้กับตลาดและผลกระทบทางเศรษฐกิจมากที่สุด

ชั้นที่สอง _ ชุดโมเลกุลของขนาด Nano-meter - กำลังศึกษาค่อนข้างเร็ว ๆ นี้ ตัวอย่างเช่นรวมถึงมวลรวมบน porphyrins (รวมถึงคลอโรฟิลล์) และโมเลกุล Amphilic อื่น ๆ ที่ได้มาจากการแก้ปัญหา Supramolectrular (นั่นคือองค์กร OZM โมเลกุลลำดับชั้น) มีความซับซ้อนและน่าสนใจการศึกษาและการเชื่อมต่อกับ (ภาพถ่าย -) คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ส่องแสงในกระบวนการทางชีวภาพและธรรมชาติ (การขนส่งมือถือ, การสังเคราะห์ด้วยแสง) ความไวแสงที่ตรวจพบและที่สำคัญที่สุดคือการเลือกที่เป็นเอกลักษณ์ของระบบดังกล่าวต่ออิทธิพลภายนอก (แสงบรรยากาศการสั่นสะเทือน) ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถใช้ในเซ็นเซอร์ต่าง ๆ รวมถึงการนำไฟฟ้าอิเลคตรอนไอออนผสม การศึกษาแท่งนาโนหลอดและสายไฟ (แท่งโมเลกุลและสายไฟ) รวมถึงอินเทอร์เฟซระหว่างวัสดุอนินทรีย์ (ตัวอย่างเช่นขั้วโลหะสองชนิด) สันนิษฐานว่าในเวลานั้นจะมีการรวมเข้ากับแดชบอร์ดแบบคลาสสิก

โดยทั่วไประบบที่สร้างขึ้นส่วนใหญ่ใน Van Der Waals หรือพันธบัตรไฮโดรเจนมีแนวโน้มมากจากมุมมองของวัตถุการออกแบบร่างกายที่เป็นของแข็งที่มีสองระดับของอิสระ: โครงสร้างโมเลกุลซึ่งสามารถแก้ไขได้ (เปลี่ยนระหว่างการสังเคราะห์) และรับผิดชอบ ตัวอย่างเช่นสำหรับการดูดซึมหรือการปล่อยแสง; โครงสร้างแบบโมเลกุลซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยการเติบโตของคริสตัล (ฟิล์ม, ชั้น epitaxial) และที่รับผิดชอบปรากฏการณ์เฟสผู้ให้บริการขนส่งคุณสมบัติแม่เหล็ก ในฐานะที่เป็นตัวอย่าง: ทองแดง phthalocyanin และ phthalocyanin ทองแดงฟลูออไรด์อุปกรณ์ต่อพ่วงมีโครงสร้าง isomorphic แต่เป็นเซมิคอนดักเตอร์ - และ -type ตามลำดับ การเปลี่ยนแบบยืดเยื้อแบบอินทรีย์อย่างเต็มที่ตามเลเยอร์สูญญากาศที่ตกตะกอนได้รับการตรวจสอบอย่างเข้มข้นในปัจจุบัน ในเวลาเดียวกันการเติมฟิล์ม Phthalocyanine ที่มีตัวรับที่แข็งแกร่ง (ตัวอย่างเช่นไอโอดีน) เปลี่ยนโครงสร้างเฟสจนกว่าจะได้รับการนำไฟฟ้าโลหะเสมือนหนึ่งมิติ

กลุ่มที่สำคัญยังถือว่ามีการจัดตั้ง Monolayers ด้วยตนเอง (Monolayers ประกอบตัวเอง SAM) ขึ้นอยู่กับโมเลกุลหรือโซ่อินทรีย์ของอาคารต่าง ๆ ซึ่งมีการตรวจสอบทั้งวัสดุเกียร์ที่มีแนวโน้มในระหว่างการพิมพ์หินและเพื่อศึกษาการเดินทางไฟฟ้าตามแนวการผันผวนของโมเลกุล ที่นี่คลาสที่สามเริ่มต้นขึ้น

ชั้นที่สามหรือวิธีการใช้วัสดุอินทรีย์ในนาโนเทคโนโลยีเป็นคนสุดท้อง นี่คือสิ่งที่ในการแข่งขันแบบตะวันตกเรียกว่าเทคโนโลยีฉุกเฉินหรืออนาคต (ทันใดนั้นก็เกิดขึ้นหรือเทคโนโลยีแห่งอนาคต) หากการแสดงผลึกเหลวเทคโนโลยี CD-R, ตัวแปลงภาพถ่าย, เซ็นเซอร์และอุปกรณ์อื่น ๆ ในวัสดุอินทรีย์เป็นที่รู้จักกันดีและค่อยๆ (แม้ว่าจะค่อยๆ _ เนื่องจากการเบรกที่เข้าใจได้จากการลงทุนและการส่งเสริม "ซิลิโคน" ที่ได้รับการสนับสนุนอย่างกว้างขวางแล้ว) มา ในตลาดแล้วอุปกรณ์โมเลกุลหนึ่ง (อุปกรณ์) ในการผลิตจริงจะหายไป ยิ่งไปกว่านั้นหากคุณสมบัติการเชื่อมแบบ macroscopic ของของแข็งอินทรีย์คลาสสิก (คริสตัลโมเลกุล) มีคำอธิบายเชิงทฤษฎีที่น่าพอใจกระบวนการที่คาดหวังในอุปกรณ์โมเลกุลเดียวนั้นแตกต่างกันน้อยกว่ามาก แนวทางที่ง่ายที่สุด: เราใช้โมเลกุลบางอย่างที่เป็นระบบควอนตัมที่มีการจัดระเบียบอย่างดีเราทำขั้วไฟฟ้าและรับมันตัวอย่างเช่นไดโอด ที่นี่เกิดขึ้นทันทีคำถามใหม่ ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งขอบเขตเซมิคอนดักเตอร์โลหะ / โมเลกุลแม้ในระดับมาโครก็ไม่แน่นอนมาก

อย่างไรก็ตามเอฟเฟกต์ "ขนาดนาโนขนาด" ที่แท้จริงคาดว่าในชั้นนี้ Nanomarsis โมเลกุลและนาโน -Tori (ใบพัด), สวิตช์โมเลกุลแบบไดนามิก, ผู้ขนส่งพลังงาน, อุปกรณ์จดจำ, การจัดเก็บข้อมูลจะถูกสร้างขึ้น เพื่อศึกษาการฉีดผู้ให้บริการและอุโมงค์ในโมเลกุลแต่ละอย่างวิธีการของกล้องจุลทรรศน์โพรบได้รับการปรับปรุง

อย่างไรก็ตามอย่าลืมว่าในบรรดาข้อได้เปรียบหลัก (ถ้าไม่ใช่สิ่งที่สำคัญที่สุด) มีราคาถูกและการเข้าถึง การสังเคราะห์ที่ซับซ้อนของสารประกอบใหม่ทำให้พวกเขาแทบไม่เกินสารอนินทรีย์ที่มีความบริสุทธิ์สูงดังนั้นมุมมองเชิงปฏิบัติที่ยิ่งใหญ่ที่สุดจึงมีการศึกษาและการปรับเปลี่ยน (การเพิ่มประสิทธิภาพ) ของสารประกอบที่แพร่หลายและการศึกษา (มากกว่าหรือน้อยกว่า) ที่มีความเสถียรสูงและความสามารถในการรวม ( ตัวเลือก) ในกระบวนการพัฒนาเทคโนโลยี ของที่มีชื่อเสียงที่สุด _ เหล่านี้คือ phthalocyanines, fullerenes, poliophins และ poliaries

วัสดุที่คล้ายกัน

กราไฟท์เพชรและไม่ได้รับการยอมรับทั้งหมดในคาร์บินเป็นเวลานานได้รับการพิจารณาว่าเป็นรัฐที่เกิดขึ้นหลักของคาร์บอน พวกเขาถูกใช้ในหลายอุตสาหกรรมและเทคนิครวมถึงในไมโครและออปโตอิเล็กทรอนิกส์ กว่า 10 ปีก่อนสิ้นศตวรรษที่ 20 พวกเขาพบว่าในอวกาศครั้งแรกและจากนั้นรูปแบบคาร์บอนโมเลกุลใหม่ _ ฟูลเลอเรเนเนสและสารออกฤทธิ์แบบฟูลเลอร์และวัสดุที่ได้รับในห้องปฏิบัติการ ในตอนท้ายของศตวรรษที่ผ่านมาในฟูลโรน (ใบเสร็จรับเงินการวิจัยและการใช้งาน) สูงถึง 1,000 รายการหรือมากกว่านี้ถูกตีพิมพ์ทุกปี พบว่าโครงสร้างตนเองของโครงสร้างฟุลเลอเรนเกิดขึ้นทุกที่: ในอวกาศในกระบวนการตามธรรมชาติบนโลกในกระบวนการอุตสาหกรรม (โลหะเหล็ก) ในห้องปฏิบัติการ คุณสมบัติและโครงสร้างของวัสดุเหล่านี้มีความหลากหลายและน่าสนใจที่วัสดุฟูลเลอร์เริ่มมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม: จากไมโครและนาโนอิเล็กตรอนไปจนถึงยาที่มีประสิทธิภาพ

วัสดุฟูลเลอร์ที่ได้รับและการศึกษาในปัจจุบันรวมถึงต่อไปนี้:

? ฟูลเลอเรน พวกเขาสร้างของแข็งโมเลกุลผลึกมักเกิดจากขนาดใหญ่และสมมาตรสูงของโมเลกุลของพวกเขา _ คริสตัลพลาสติกที่ไม่มีจุดหลอมเหลว พวกเขาถูกสร้างขึ้นโดยโมเลกุลที่มีรูปแบบของทรงกลมหรือวงรีแม้ว่าชุดค่าผสมอื่น ๆ ของพวกเขาจะเป็นไปได้ (ซีกโลกที่มีกระบอกสูบคาร์บอน) ทรงกลมหลายหรือจุดไข่ปลา ("oolithic" หรือโครงสร้าง "กระโทก") เป็นไปได้ ขนาดของโมเลกุลของตัวแทนหลักของฟุลเลอไรคือ 1 นาโนเมตรและในการแก้ปัญหาของโมเลกุลที่มีคุณสมบัติของอนุภาคสีน้ำตาล

ท่อนาโนคาร์บอน พวกเขาถูกสร้างขึ้นจากการรีดในทิศทางต่าง ๆ ของระนาบกราไฟท์และปิดที่ปลายของตาข่ายคาร์บอนขัด NanoTubes "กราไฟท์" ดังกล่าวสามารถเป็นชั้นเดียวและหลายชั้น หลังสามารถแปลโดยออกซิเดชันและแกะสลักเป็นชั้นเดียว Nanotubes คาร์บอนอาจมีการแตกแขนงและโค้งงอ ในกรณีนี้พวกเขาสูญเสียโครงสร้าง "กราไฟท์" ดั้งเดิมและไม่เรียกว่า "กราไฟท์" NanoTubes ชั้นเดียวมีขนาดตั้งแต่ 1 ถึง 10 นาโนเมตรในเส้นผ่าศูนย์กลางและความยาวของ 100-1000 นาโนเมตรและอื่น ๆ และขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางหลายชั้นและมีความยาว 10-100 เท่า ร่างกายที่เป็นของแข็งสามารถเกิดขึ้นได้จากการก่อตัวของสายรัด Nanotube หรือการก่อตัวของ Collinear (แต่สั้นกว่า)

Filled Fullerenes (อนุพันธ์ Endo) โมเลกุลของก๊าซเฉื่อยหรือก๊าซอื่น ๆ สามารถบรรจุโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กและอนินทรีย์อะตอมของโลหะ (อัลคาไลน์อัลคาไลน์เอิร์ ธ , แลนทานไซด์ ฯลฯ ) แม้จะมีปัญหาในการได้รับและผลตอบแทนเล็กน้อยของอนุพันธ์ดังกล่าวโดยมีอยู่ในพวกเขาคุณสมบัติถูกบังคับให้ตรวจสอบการสังเคราะห์และแอปพลิเคชันที่เป็นไปได้ อนุพันธ์เหล่านี้ส่วนใหญ่มีศักยภาพของไอออนไนซ์ที่ต่ำมากเมื่อเทียบกับโลหะและเห็นได้ชัดว่ามีคุณสมบัติโลหะ;

บรรจุนาโนคาร์บอนที่เต็มไปด้วย นอกจาก FOLLERS ของเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดเล็กที่ระบุไว้ข้างต้นสามารถใช้ฟูลเลอเรนได้

หลอด nanotubes อนินทรีย์ (, ฯลฯ )

วรรณกรรมสิทธิบัตรและการใช้วัสดุที่เหมือนฟูลเลอร์มีความหลากหลายมาก วัสดุที่เหมือนฟูลเลอเรนมีลักษณะที่ยอดเยี่ยมจำนวนมากรวมถึงความต้านทานต่อสารเคมีความแข็งแรงสูงความแข็งแกร่งความหนืดช็อตการนำความร้อนและ (ซึ่งอาจเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุด) การนำไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ดีของสมมาตรโมเลกุลของฟุลเลอไรและนาโนบิลอาจมีไดอิเล็กทริกเซมิคอนดักเตอร์มีการนำไฟฟ้าและการเพิ่มอุณหภูมิสูง คุณสมบัติเหล่านี้รวมกับ Nanoscale Geometry ทำให้พวกเขาเกือบสมบูรณ์แบบ _ บางทีแม้แต่วัสดุ _ ที่ไม่เหมือนใครสำหรับการผลิตสายไฟฟ้าการเชื่อมต่อตัวนำยิ่งยวดหรืออุปกรณ์ทั้งหมดที่เรียกว่าผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิคส์โมเลกุลที่สมบูรณ์ การประกอบสารเคมีขององค์ประกอบของแผนการต่าง ๆ ได้รับการสนับสนุนจากคุณสมบัติของฟูลเลอร์ซึ่งสามารถสร้างไอออนจาก +6 ถึง _6 และในการสื่อสารที่หลากหลาย _ กับผู้บริจาค, ตัวรับ, อนุมูลอิสระและไอออน ฟูลโรเนสยังสามารถใช้ในการสร้างเครื่องมือ Optoelectronics โมเลกุลสำหรับข้อมูลไฟเบอร์ออปติก Femtosecond การโพลีเมอไรเซชันของฟุลเลอร์ที่มีนโยบายอิเล็กตรอนหรือการเปิดรับไอออนไอออนทำให้สามารถรับการต่อต้านรุ่นใหม่ได้

Nanotubes คาร์บอนใช้เป็นกล้องจุลทรรศน์โพรบโพรบแบบเข็มสแกนและในจอแสดงผลด้วยการปล่อยฟิลด์ในวัสดุคอมโพสิตที่มีความแข็งแรงสูงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีรูปแบบจาก Nanotubes สั้น ๆ ภายใต้การจัดการและการชุมนุม ลักษณะโมเลกุลของวัสดุฟูลเลอเรนช่วยให้คุณพัฒนากลยุทธ์การประกอบเคมีขององค์ประกอบเหล่านี้เป็นโครงสร้างที่เหมาะสมวัสดุและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โมเลกุล

นาโนงานก่อสร้าง

การใช้วัสดุโครงสร้างที่ทันสมัยมักจะ จำกัด อยู่ที่ความจริงที่ว่าการเพิ่มความแข็งแรงนำไปสู่การลดลงของพลาสติก ข้อมูลเกี่ยวกับ NanoComposites แสดงให้เห็นว่าการลดลงขององค์ประกอบโครงสร้างและการศึกษาที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นของฟิสิกส์ของกระบวนการเปลี่ยนรูปซึ่งกำหนดความเป็นพลาสติกของวัสดุนาโนสามารถนำไปสู่การสร้างวัสดุประเภทใหม่ที่รวมความแข็งแรงและความแข็งแรงสูง

การวิเคราะห์การศึกษาในประเทศและต่างประเทศที่ดำเนินการในปีที่ผ่านมาบ่งบอกถึงสัญญาที่สูงเกี่ยวกับทิศทางหลักดังต่อไปนี้ในการพัฒนาวัสดุโครงสร้าง: การผลิตผลิตภัณฑ์เซรามิกและคอมโพสิตนาโนที่แน่นอนของรูปแบบที่แน่นอนการสร้างโลหะผสมแข็งแข็งสำหรับการผลิตตัด เครื่องมือที่มีความต้านทานการสึกหรอเพิ่มขึ้นและทนต่อแรงกระแทกการสร้างการเคลือบเทอร์โม - และการเคลือบทนต่อการกัดกร่อนการสร้างการสร้างความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้นและความสามารถในการติดไฟในระดับต่ำของโพลีเมอร์คอมโพสิตที่มีฟิลเลอร์จากอนุภาคนาโนและนาโน

ในการศึกษาในห้องปฏิบัติการตัวอย่างผลิตภัณฑ์จากเซรามิกส์ Nanophase ได้รับ (ความหนาแน่นในระดับ 0.98-0.99 จากมูลค่าทางทฤษฎี) ขึ้นอยู่กับอลูมิเนียมออกไซด์และโลหะการเปลี่ยนแปลงจำนวนมาก มันได้รับการยืนยันการทดลองว่าเซรามิกที่มีโครงสร้างทองแดงหนาแน่นได้เพิ่มความเป็นพลาสติกในอุณหภูมิที่ค่อนข้างต่ำ การเพิ่มขึ้นของความเป็นพลาสติกที่มีขนาดอนุภาคลดลงเกิดจากการเคลื่อนที่ของการเปลี่ยนแปลงของธัญพืช nanocrystalline ที่สัมพันธ์กันเมื่อมีการใช้โหลด ในกรณีนี้การขาดความผิดปกติของพันธะอินเตอร์เกรลจะอธิบายโดยการถ่ายโอนอะตอมที่มีประสิทธิภาพในชั้นพื้นผิวใกล้ของอนุภาค ในอนาคตการยกระดับความเป็นไปได้ของการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ Superplastic ของผลิตภัณฑ์เซรามิกและคอมโพสิตซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้แรงงานและการประมวลผลการตกแต่งอย่างเข้มข้นของวัสดุความแข็งสูง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาวัสดุโลหะเซรามิก NanoComposite ได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะอย่างยิ่งขึ้นอยู่กับและเหนือกว่าอย่างมีนัยสำคัญต่อการสึกหรอความต้านทานความแข็งแรงและความหนืดด้วยความหนืดด้วยโครงสร้างจุลภาคทั่วไป ลักษณะการปฏิบัติงานที่เพิ่มขึ้นของวัสดุ nanocomposite เกิดจากการก่อตัวของโครงสร้างประถมศึกษาต่อเนื่องเฉพาะในการเผาการก่อตัวเป็นผลมาจากการติดต่อสามมิติระหว่างอนุภาคนาโนของเฟสที่แตกต่างกัน การพัฒนาและการแนะนำเกี่ยวกับเทคโนโลยีการผลิตภาคอุตสาหกรรมสำหรับการสร้างผลิตภัณฑ์ NanoComposite จะช่วยแก้ปัญหาการผลิตเครื่องมือตัดที่มีคุณภาพสูง

การเพิ่มขึ้นของความต้านทานการกัดกร่อนของการเคลือบไม้นาโนเกิดขึ้นเนื่องจากการลดลงของความเข้มข้นเฉพาะของสิ่งสกปรกบนพื้นผิวเกรนเนื่องจากขนาดของพวกเขาลดลง พื้นผิวที่สะอาดกว่าให้สัณฐานวิทยาที่เป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้นและความต้านทานการกัดกร่อนที่สูงขึ้นของขอบเขตของ Intergranular การเคลือบไม้นิวเคลียร์มีความแข็งแรงสูงพิเศษ หนึ่งในกลไกการชุบแข็งหลักเกิดจากผลกระทบของการสะสมความคลาดเคลื่อนใกล้กับอุปสรรคที่ลดลงโดยมิติธัญพืชของขอบเขตของพวกเขา ข้อได้เปรียบที่สำคัญของการเคลือบที่มีโครงสร้าง nanoscale เกิดจากความเป็นไปได้ที่มีความเป็นไปได้ของความเครียดที่เหลืออยู่ในนั้นซึ่งช่วยให้การผลิตการเคลือบของความหนาของมิลลิเมตร

การใช้ฟิลเลอร์อนินทรีย์จากผงขนาดนาโนกระจายตัวในเมทริกซ์โพลิเมอร์ทำให้สามารถเพิ่มความต้านทานไฟของพลาสติกซึ่งเป็นหนึ่งในข้อบกพร่องหลักเมื่อใช้เป็นวัสดุโครงสร้างเนื่องจากผลิตภัณฑ์เผาไหม้โพลิเมอร์มักจะเป็นพิษ ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าการลดลงของความไวไฟสามารถนำไปสู่ภาวะเปลวไฟได้ ในกรณีนี้ฟิลเลอร์ผง Nanoscale ไม่ลดความแข็งแรงเชิงกลและความสามารถในการทำงานของวัสดุ โพลิเมอร์ nanocomposites มีความต้านทานระเหยที่สูงซึ่งเปิดโอกาสในการใช้งานเพื่อปกป้องพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ดำเนินการภายใต้เงื่อนไขของการสัมผัสกับอุณหภูมิสูง

โพสต์ใน allbest.ru

เอกสารที่คล้ายกัน

วิธีการที่ได้รับ nanomaterials การสังเคราะห์อนุภาคนาโนในอสัณฐานและสั่งมายากลสั่ง การได้รับอนุภาคนาโนใน Nanoreactors เป็นศูนย์และ nanoreactors หนึ่งมิติ zeolites ประเภทโครงสร้าง aluminosilicates mesoporous, sieves โมเลกุล ชั้นไฮดรอกไซด์สองชั้น

หลักสูตร, เพิ่ม 01.12.2014


แนวคิดของความเป็นพิษและนาโนธรรม ข้อดีและข้อเสียของการใช้วัสดุนาโน การศึกษาในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับความเป็นพิษของวัสดุนาโน การศึกษาความเป็นพิษของวัสดุนาโนเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิต การใช้งานนาโนเคมีในการแพทย์

บทคัดย่อเพิ่ม 30.08.2011


การใช้เซ็นเซอร์ก๊าซในระบบเตือนภัยไฟอัตโนมัติ ขั้นตอนหลักของ nanoparticles และ nanomaterials คุณสมบัติเชิงกลของวัสดุนาโน Micellar และเจลโพลีเมอร์ Sol-Gel วิธีการสังเคราะห์ของฟิล์มบางด้วยเกลือโลหะ

หลักสูตร, เพิ่ม 12/21/2016


การจำแนกประเภทของโลหะที่ไม่ใช่เหล็กคุณสมบัติของการใช้งานและการประมวลผล วิธีการที่มีประสิทธิภาพในการปกป้องโลหะที่ไม่ใช่เหล็กจากการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศ อลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียม ตัวนำโลหะและวัสดุเซมิคอนดักเตอร์วัสดุแม่เหล็ก

งานหลักสูตรเพิ่ม 02/09/2011


การเกิดขึ้นและการพัฒนานาโนเทคโนโลยี ลักษณะโดยรวมของเทคโนโลยีของวัสดุรวม (ผง, การเสียรูปพลาสติก, การตกผลึกจากรัฐอสัณฐาน), เทคโนโลยีของโพลิเมอร์, รูพรุน, ท่อและชีวภาพ nanomaterials

นามธรรมเพิ่ม 04/19/2010


การจำแนกประเภทของโลหะที่ไม่ใช่เหล็กคุณสมบัติของการประมวลผลและขอบเขตของพวกเขา การผลิตอลูมิเนียมและคุณสมบัติ การจำแนกประเภทของวัสดุไฟฟ้า ความแตกต่างของพลังงานระหว่างตัวนำโลหะจากเซมิคอนดักเตอร์และอิเล็กทริก

หลักสูตรเพิ่ม 05.12.2010


การจำแนกประเภทและคุณสมบัติหลักของวัสดุฉนวนความร้อนและผลิตภัณฑ์ ลักษณะของแต่ละสายพันธุ์ที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของวัตถุดิบสังเคราะห์ ความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนของผนังภายนอกอาคาร วิธีการที่จะได้รับโครงสร้างวัสดุที่มีค่าสูง

นามธรรมเพิ่ม 01.05.2017


ภาพรวมของอุปกรณ์ที่ทันสมัยสำหรับฟิล์มบาง วัสดุและการออกแบบของ Magnetrons สำหรับการฉีดพ่นไอออนของฟิล์มบาง วัตถุประสงค์การออกแบบองค์ประกอบของห้องปฏิบัติการ "Oratoria-5" ความผิดพลาดที่สำคัญวิธีการกำจัดพวกเขา

หลักสูตร, เพิ่ม 24.03.2013


ผลกระทบของภาวะปริมาณน้ำฝนในโครงสร้างคุณสมบัติไฟฟ้าและแม่เหล็กของฟิล์มโคบอลต์ การศึกษาการเลี้ยวเบน X-ray ของฟิล์มโคบอลต์ อิทธิพลของสภาพการตกตะกอนบนสัณฐานวิทยาพื้นผิวและความหนาของภาพยนตร์ ค่าเสื่อมราคาอุปกรณ์

วิทยานิพนธ์เพิ่ม 24.07.2014


โลหะผสมที่เป็นของแข็งและวัสดุคอมโพสิต superhard: เครื่องมือ, โครงสร้าง, ทนความร้อน; คุณสมบัติและการใช้งานของพวกเขา การปรับปรุงเทคโนโลยีโลหะผสมการพัฒนาสมัยใหม่ของการได้รับสารประกอบอินเตอร์เนอเรชั่นแร่ที่ปรุงแต่ง

ข้อ จำกัด เกี่ยวกับการใช้งาน nanomaterials

มันกลับกลายเป็นวัสดุที่มีเม็ดนาโนสีแตกต่างกันไปในความเปราะบาง ข้อ จำกัด ที่สำคัญสำหรับการใช้วัสดุโครงสร้างนิวเคลียร์โครงสร้างเป็นแนวโน้มของการกัดกร่อนระหว่างลูกหลานเนื่องจากขอบเขตของเกรนจำนวนมาก ในเรื่องนี้พวกเขาไม่สามารถแนะนำให้ทำงานในเงื่อนไขของการมีส่วนร่วมในการกัดกร่อนดังกล่าว ข้อ จำกัด ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือความไม่แน่นอนของโครงสร้างของวัสดุนาโนและดังนั้นความไม่แน่นอนของคุณสมบัติทางเคมีกายภาพและร่างกายและเครื่องกล ดังนั้นด้วยความร้อนการแผ่รังสีการเสียรูปเป็นต้น ผลกระทบคือการผ่อนคลายที่หลีกเลี่ยงไม่ได้การแยกและกระบวนการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน เมื่อปั้นผลิตภัณฑ์จาก Nanopowders ปัญหาของการแข่งขัน (เกาะติดนาโนกาย) ใน agglomerates ยังคงอยู่ซึ่งอาจทำให้การเตรียมวัสดุที่มีโครงสร้างและการกระจายของส่วนประกอบที่กำหนด

ควรสังเกตว่าตลาดการค้าปัจจุบันอยู่ในปัจจุบัน

เป็นตัวแทนที่แพร่หลายมากที่สุดเช่น nanomaterials เช่น nanopowders

โลหะและโลหะผสม, Nanopowders ออกไซด์ (ซิลิคอน, เหล็ก, พลวง, อลูมิเนียม, ไทเทเนียม), nanopowders ของแถวของคาร์ไบด์, Nanofibers คาร์บอน, วัสดุฟลูออน

วัตถุ NanoDisperse ได้รับในรูปแบบของ Sol, เจล, การกระจายตัวเข้มข้นหรือผง, ฟิล์มบาง, ร่างกายนาโน ช่วงของวิธีการสำหรับการเตรียมการของพวกเขานั้นกว้างมาก วิธีการที่มีอยู่สำหรับการได้รับ nanObjects ถูกจัดประเภทตามคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

กลยุทธ์การสังเคราะห์: ใบเสร็จรับเงินอาจขึ้นอยู่กับกระบวนการกระจายตัวทั้งในกระบวนการควบแน่น - ในวรรณคดีต่างประเทศวิธีการเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: "จากบนลงล่าง" - "บนลงล่าง", I.e. การลดขนาดการบดและ "Bottom-ur" - "ล่างขึ้นบน", I.e. การสร้างโครงสร้างนาโนจากส่วนประกอบที่มีขนาดเล็กลงอย่างแม่นยำมากขึ้นจากอะตอมและโมเลกุล (ทั้งสองวิธีแสดงให้เห็นถึงรูปที่ 2.2);

ธรรมชาติของกระบวนการสังเคราะห์ (ทางกายภาพเคมีหรือชีวภาพ);

ใช้ในการสังเคราะห์แหล่งพลังงาน (เลเซอร์, พลาสม่า, เครื่องทำความร้อน, แช่แข็ง, เครื่องกล, hindothermal, การเผาไหม้, ฯลฯ );

สื่อกลางที่อนุภาคนาโนหรือ nanocrystals (nk) เกิดขึ้น (ก๊าซ, ของเหลวหรือ sidewar)

ทางเลือกของสิ่งนี้หรือเทคโนโลยีนั้นถูกกำหนดโดยปัจจัยหลายประการซึ่งรวมถึงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของอนุภาคที่ได้รับผลผลิตความเข้มของพลังงานของกระบวนการเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ฯลฯ

วิธีการหลักในการรับนาโนสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มเทคโนโลยีจำนวนมาก (รูปที่ 2.3): วิธีการตามผง

โลหการเป็นไปตามการผลิตสารตั้งต้นแบบอสัณฐานเทคโนโลยีพื้นผิว (การสร้างการเคลือบและชั้นที่ดัดแปลงด้วยโครงสร้างนาโน) วิธีการตามการใช้การเสียรูปแบบพลาสติกอย่างเข้มข้นและวิธีการที่ซับซ้อนที่ใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกันหลายอย่างตามลำดับหรือแบบขนาน

ในวันที่มีวิธีการมากมายในการได้รับนาโนทั้งในรูปแบบของนาโนปอยและในรูปแบบของการรวมในเมทริกซ์ที่มีรูพรุนหรือเสาหิน ในเวลาเดียวกัน, เฟอร์โรและ ferrimagnetics, โลหะ, เซมิคอนดักเตอร์, อิเล็กทริก, ฯลฯ สามารถทำหน้าที่เป็น nanophaza

ตามที่ Fendler เงื่อนไขที่สำคัญที่สุดในการรับนาโนคือ:

1. ไม่มีระบบ NotQuium Nosnosystems เกือบทั้งหมดมีความไม่แน่นอนทางอุณหพลศาสตร์และพวกเขาได้รับในเงื่อนไขที่อยู่ไกลจากความสมดุลซึ่งช่วยให้เกิดนิวเคลียสที่เกิดขึ้นเองและหลีกเลี่ยงการเติบโตและการรวมตัวกันของอนุภาคนาโนที่เกิดขึ้น

2. ความสม่ำเสมอของอนุภาคนาโน ความสม่ำเสมอทางเคมีสูงของวัสดุนาโนมีความมั่นใจหากส่วนประกอบถูกแยกออกจากกันในระหว่างการสังเคราะห์ทั้งในนาโนหนึ่งและระหว่างอนุภาค

3. monodisperity ของอนุภาคนาโน คุณสมบัติของอนุภาคนาโนนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของพวกเขาอย่างมากดังนั้นสำหรับการได้รับวัสดุที่มีลักษณะการทำงานที่ดีมีความจำเป็นต้องใช้อนุภาคที่มีขนาดกระจายอย่างเพียงพอ

ในอนาคตมันแสดงให้เห็นว่าเงื่อนไขเหล่านี้ไม่ได้รับการบังคับใช้เสมอสำหรับการดำเนินการ ตัวอย่างเช่นการแก้ปัญหาของสารลดแรงตึงผิว (โครงสร้าง Micellar, Langmuir Film - Blucented, เฟสผลึกเหลว) มีความมั่นคงทางอุณหพลศาสตร์อย่างไรก็ตามพวกเขาทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการก่อตัวของโครงสร้างนาโนที่หลากหลาย

วิธีการทั้งหมดสำหรับการได้รับ nanomaterials สามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มใหญ่หลายกลุ่ม กลุ่มแรกรวมถึงวิธีการที่เรียกว่าพลังงานสูงที่เรียกว่าการควบแน่นอย่างรวดเร็วของไอระเหยในสภาวะที่ไม่รวมการรวมและการเพิ่มขึ้นของอนุภาคที่เกิดขึ้น ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวิธีการของแต่ละกลุ่มของกลุ่มนี้ประกอบด้วยวิธีการระเหยและการรักษาเสถียรภาพของอนุภาคนาโนที่เกิดขึ้น การระเหยสามารถดำเนินการได้โดยใช้การกระตุ้นของพลาสม่า (พลาสม่า - หีบ), รังสีเลเซอร์ (เลเซอร์ ablation), volt arc (คาร์บอนหีบ) หรือการสัมผัสทางความร้อน การควบแน่นจะดำเนินการอย่างใดอย่างหนึ่งในการปรากฏตัวของสารลดแรงตึงผิวที่ดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาคช้าลงการเจริญเติบโต (การดักของไอ); ทั้งบนพื้นผิวเย็นเมื่อการเจริญเติบโตของอนุภาค จำกัด อยู่ที่อัตราการแพร่; ไม่ว่าจะเป็นการปรากฏตัวขององค์ประกอบเฉื่อยซึ่งช่วยให้คุณสามารถเลือกวัสดุคอมโพสิตนาโนที่มีโครงสร้างจุลภาคที่แตกต่างกัน หากส่วนประกอบไม่ละลายซึ่งกันและกันขนาดของอนุภาคนาโนสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้การรักษาความร้อน

กลุ่มที่สองรวมถึงวิธีการใช้กลไก (Ball-Mill) ช่วยให้ได้รับ nanocomposites ด้วยการบดร่วมกันของส่วนประกอบที่ไม่ละลายในงานร่วมกันในโรงงานดาวเคราะห์หรือในระหว่างการสลายตัวของโซลูชั่นที่มั่นคงในการสร้างเฟสใหม่ภายใต้การกระทำของความเครียดเชิงกล

กลุ่มวิธีที่สามขึ้นอยู่กับการใช้งานระบบ จำกัด พื้นที่ - nanoreactors (Micelles, Drops, Films, ฯลฯ ) เหล่านี้รวมถึงการสังเคราะห์ใน micelles ที่แปลงแล้วในLangmür Films - เบลดและในเลเยอร์การดูดซับ เป็นที่ชัดเจนว่าขนาดของอนุภาคที่สร้างขึ้นในเวลาเดียวกันต้องไม่เกินขนาดของ nanoreactor ที่สอดคล้องกันดังนั้นวิธีการที่ระบุอนุญาตให้รับระบบ monodisperse วิธีการสังเคราะห์ทางชีวภาพและชีวภาพของการสังเคราะห์อนุภาคนาโนยังถูกนำมาใช้ซึ่งมีการใช้สารชีวโนเลนต์ (โปรตีน, ดีเอ็นเอ ฯลฯ ) ใช้เป็น nanoreactors

กลุ่มที่สี่รวมถึงวิธีการตามการก่อตัวในการแก้ปัญหาของอนุภาคคอลลอยด์ ultramicrodissed ในช่วง polycondensation ในการปรากฏตัวของสารลดแรงตึงผิวการป้องกันการรวม

กลุ่มที่ห้ารวมถึงวิธีการทางเคมีในการได้รับโครงสร้างสูงและกระจายอย่างประณีต (โลหะ rike, Reney Nickel) ขึ้นอยู่กับการลบหนึ่งในองค์ประกอบของระบบ microheterogenic อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมีหรือการสลายตัวทางเคมี วิธีการเหล่านี้ยังรวมถึงวิธีการแบบดั้งเดิมสำหรับการผลิต nanocomposites โดยการชุบแข็งหรือเมทริกซ์เกลือหรือเกลือที่มีสารที่สามารถแก้ไขได้ส่งผลให้เกิดการตกผลึกของสารนี้ในเมทริกซ์ (กระจกดัดแปลงโดยสารกึ่งตัวนำหรืออนุภาคนาโนโลหะ) ในกรณีนี้การแนะนำของสารในเมทริกซ์สามารถดำเนินการได้สองวิธี: โดยการเพิ่มลงในการละลาย (โซลูชัน) ตามด้วยการชุบแข็งและแนะนำโดยตรงในเมทริกซ์ที่เป็นของแข็งโดยใช้การฝังไอออน

หนึ่งในวิธีการทางเคมีที่พบมากที่สุดสำหรับการผลิตวัสดุนาโนคือการสังเคราะห์โซลเจล ด้วยระบบออกไซด์ที่เป็นเนื้อเดียวกันจะได้รับซึ่งมีการดัดแปลงสารเคมี (การกู้คืนซัลไฟด์ ฯลฯ ) นำไปสู่การก่อตัวของอนุภาคนาโนของวัสดุที่เกี่ยวข้องในเมทริกซ์ ควรสังเกตว่าการใช้วิธี Sol-Gel ช่วยให้ได้รับ nanomaterials ด้วยคุณสมบัติการทำงานที่ดีขึ้นเนื่องจากการควบคุมองค์ประกอบและโครงสร้างของผลิตภัณฑ์ระดับกลาง นอกจากนี้ยังมีความน่าสนใจในความตระหนักในสภาพห้องปฏิบัติการ อย่างไรก็ตามวิธีนี้มีข้อเสียอย่างร้ายแรง ก่อนอื่นมันไม่ได้ให้ monodispers อนุพันธ์ ประการที่สองมันไม่อนุญาตให้รับโครงสร้างนาโนสองมิติและหนึ่งมิติรวมถึงโครงสร้างที่สั่งซื้อเชิงพื้นที่ประกอบด้วยอนุภาคนาโนที่ตั้งอยู่ในระยะเดียวกันจากกันหรือจาก nanoplastin แบบขนานกับ interlayers ของเมทริกซ์เฉื่อยซึ่งสามารถสังเคราะห์ ในเครื่องปฏิกรณ์นาโน ในที่สุดในบางกรณีการเตรียมการ NanoComposite ที่ต้องการเป็นไปไม่ได้เนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์ทางเคมีของอนุภาคที่มีตัวแทนเจล

ควรสังเกตว่าการใช้ Nanoparticles ฟรีและโครงสร้างนาโนเนื่องจากวัสดุเป็นเรื่องยากมากเนื่องจากการแพร่กระจายของสารในสถานะ nanocrystalline ตามที่ระบุไว้ข้างต้นนี่เป็นเพราะการเพิ่มขึ้นของพื้นผิวที่เฉพาะเจาะจงของอนุภาคเนื่องจากพวกเขาลดขนาดเชิงเส้นให้กับนาโนเมตรซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของกิจกรรมทางเคมีของสารประกอบและเพิ่มกระบวนการรวม เพื่อป้องกันการรวมกันของอนุภาคนาโนและปกป้องพวกเขาจากอิทธิพลภายนอก (ตัวอย่างเช่นการเกิดออกซิเดชันของออกซิเดนอากาศ) อนุภาคนาโนเข้าสู่เมทริกซ์เฉื่อยทางเคมี

การวิเคราะห์ข้อมูลวรรณกรรมแสดงให้เห็นว่าปัจจุบันมีวิธีการแยกเมทริกซ์ของโครงสร้างนาโนที่สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: การได้รับอนุภาคนาโนฟรีตามด้วยการรวมในเมทริกซ์เฉื่อยและการก่อตัวโดยตรงของโครงสร้างนาโนในปริมาณของเมทริกซ์ กระบวนการปรับเปลี่ยนทางเคมี

กลุ่มวิธีแรกนั้นมีลักษณะที่เรียบง่ายในการดำเนินการ แต่กำหนดข้อ จำกัด ที่ร้ายแรงเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการเลือกเมทริกซ์ ในฐานะที่เป็นสารโพลีเมอร์แบบอินทรีย์ที่ไม่โดดเด่นด้วยความมั่นคงทางความร้อนสูงและไม่ได้มีคุณสมบัติทางกายภาพที่จำเป็นเสมอไป (เช่นความโปร่งใสแสงสูง) นอกจากนี้ยังไม่รวมกระบวนการของกระบวนการรวบรวมนาโนโสเภณี

กลุ่มวิธีที่สองช่วยให้ไม่เพียง แต่เพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องเหล่านี้ แต่ยังควบคุมพารามิเตอร์ของอนุภาคนาโนโดยตรงในเมทริกซ์ที่ขั้นตอนการก่อตัวและแม้กระทั่งเปลี่ยนพารามิเตอร์เหล่านี้ในระหว่างการทำงานของวัสดุ เมทริกซ์ที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ควรมีช่องว่างโครงสร้างที่สามารถเติมด้วยสารประกอบการปรับเปลี่ยนที่ตามมาซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของอนุภาคนาโนในช่องว่างเหล่านี้ กล่าวอีกนัยหนึ่งช่องว่างเหล่านี้ควร จำกัด โซนปฏิกิริยาด้วยการมีส่วนร่วมของสารประกอบที่ฝังอยู่ในนั้น ทำหน้าที่ในบทบาทของ nanoreactors ที่แปลกประหลาด เห็นได้ชัดว่าการเลือกสารประกอบที่มีรูปแบบที่แตกต่างกันของความว่างเปล่าโครงสร้างการสังเคราะห์โครงสร้างนาโนของสัณฐานวิทยาต่าง ๆ และ anisotropy สามารถดำเนินการได้

ตัวอย่างเช่นการสังเคราะห์ nanomaterials โดยใช้เมทริกซ์ออกไซด์ที่มีรูพรุน (โดยปกติ SIO 2 หรือ Al 2 Oz) อย่างไรก็ตามเนื่องจากความผิดปกติของโครงสร้างที่มีรูพรุนของเมทริกซ์ดังกล่าวและการกระจายของรูขุมขนกว้างอย่างเพียงพอด้วยความช่วยเหลือของพวกเขามันแทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับนาโนไซด์ที่เป็นที่น่าพอใจ โดยทั่วไปแล้ว nanocomposites ที่ได้รับบนพื้นฐานของเมทริกซ์ออกไซด์ที่มีรูพรุนจะถูกใช้ในการเร่งปฏิกิริยาซึ่งข้อกำหนดสำหรับการมองเห็นอนุภาคและสัณฐานวิทยาของพวกเขาไม่สูงมาก นอกจากนี้โครงสร้างที่มีรูพรุนแข็งของเมทริกซ์ดังกล่าวไม่อนุญาตให้เปลี่ยนขนาดและสัณฐานวิทยาของอนุภาคในระหว่างการสังเคราะห์ หลังตามกฎแล้วพึ่งพาขนาดและสัณฐานวิทยาของรูขุมขนอย่างแน่นหนา เมื่อใช้เมทริกซ์ชนิดหนึ่งคุณจะได้รับโครงสร้างนาโนที่ จำกัด มากเท่านั้น

บางครั้งสำหรับการก่อตัวแบบทิศทางที่รวดเร็วของอนุภาคนาโนในเมทริกซ์มันเป็นผลกระทบทางกายภาพเพิ่มเติมเช่นอัลตร้าซาวด์ไมโครเวฟและการฉายรังสีเลเซอร์