Студопедия — ЛЕКЦИЯ 5 (2 ч.). Основные определения.
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ЛЕКЦИЯ 5 (2 ч.). Основные определения.






 

Нанонаука – исследование объектов и процессов с масштабами в несколько нанометров.

Нано - это одна миллиардная доля. Нанометр - это 10-9 метра. Человеческий волос приблизительно толще одной молекулы в шестьдесят тысяч раз, и его толщина составляет примерно 50 000 нанометров. А размер объектов, который различает глаз человека, составляет 10 000 нанометров.

Физические исследования показывают, что частицы с таким размерным диапазоном в реакциях с их участием проявляют т.н. размерные эффекты, если параметры их структурных элементов хотя бы по одному направлению соизмеримы (или меньше) с корреляционным радиусом того или иного химического или физического явления (например, с длиной свободного пробега электронов, фононов, длиной когерентности в сверхпроводнике, размерами магнитного домена или зародыша новой фазы и т.д.). Они характеризуются квантово-размерными эффектами, т.е. классические физические законы заменяются правилами квантовой механики. Удельная теплота, восприимчивость, проводимость и другие фундаментальные характеристики металла теряются, по крайней мере при низких температурах, когда частицы достигают размеров наношкалы. Кроме того, их специфика – немонотонная зависимость свойств, таких как температура плавления, давление, необходимое для перестройки кристаллической структуры, ионизационные потенциалы, энергии связи, отнесенные к одному атому металла, изменение межатомных расстояний, оптических и магнитных свойств, электронной проводимости, электрон-фононных взаимодействий и др. от величины кластера – числа атомов М в нем.

Нанотехнологии – это совокупность методов производства продуктов с заданной атомарной структурой путем манипулирования атомами и молекулами.

Наноматериаловедение отличается от традиционного не только созданием принципиально новых материалов, но и необходимостью конструирования приборного оснащения для работы с такими материалами. Сегодня, благодаря нанотехнологии, слово «нано» стало очень известным. Ввведя его в поисковых системах интернета вы найдете ссылки на 100 миллионов источников информации. Такое количество в значительной мере харктеризует коньюнктуру, а не уровень научных исследований. В настоящее время основное внимание уделяется нанотехнологии. И даже в серьезных работах, таких как десятитомная энциклопедия «Нанонаука и нанотехнология», изданной в США, главный упор делается на нанотехнологию. В научном плане выделились такие научные разделы как нанофизика, нанохимия, нанобиология, наномедицина.

1. Так как в нанометровом диапазоне процессы обусловлены взаимодействием небольшого (от единиц до десятков тысяч) числа атомов, то прежде всего мы должны рассмотреть их с позиций фундаментальных законов физики-законов сохранения: энергии (с учетом массы), импульса, момента импульса (с учетом спина) и электрического заряда.

Никаких экспериментальных фактов, которые бы свидетельствовали о нарушении этих законов, при более детальном изучении поведения атомов в этом диапазоне, не опубликовано.

2. Иначе обстоит дело со вторым началом термодинамики. Классическая и квантовая статистики имеют дело с большим числом частиц. В нанонауке число частиц ограничено буквально поштучно (наноконтакты, нанопроволочки, кластеры) и здесь необходим другой подход. В связи с тем, что квантовая механика оперирует статистическими понятиями, то этот вопрос приобретает чрезвычайно важное значение и будет рассмотрен отдельно.

3. Фейнман в своем выступлении высказал идею, что можно создать такие устройства, которые в свою очередь будут создавать устройства, способные работать с объектами все меньших и меньших размеров, вплоть до отдельного атома.

В то время уже существовали электронные микроскопы. Поэтому Фейнман считал, что новые микроскопы должны иметь чувствительность в сто раз выше. Новые устройства смогут перемещать атомы друг к другу, образуя атомные структуры. Такие микроскопы появились лишь через 30 лет.

 







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 327. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Броматометрия и бромометрия Броматометрический метод основан на окислении вос­становителей броматом калия в кислой среде...

Метод Фольгарда (роданометрия или тиоцианатометрия) Метод Фольгарда основан на применении в качестве осадителя титрованного раствора, содержащего роданид-ионы SCN...

Потенциометрия. Потенциометрическое определение рН растворов Потенциометрия - это электрохимический метод иссле­дования и анализа веществ, основанный на зависимости равновесного электродного потенциала Е от активности (концентрации) определяемого вещества в исследуемом рас­творе...

Постинъекционные осложнения, оказать необходимую помощь пациенту I.ОСЛОЖНЕНИЕ: Инфильтрат (уплотнение). II.ПРИЗНАКИ ОСЛОЖНЕНИЯ: Уплотнение...

Приготовление дезинфицирующего рабочего раствора хлорамина Задача: рассчитать необходимое количество порошка хлорамина для приготовления 5-ти литров 3% раствора...

Дезинфекция предметов ухода, инструментов однократного и многократного использования   Дезинфекция изделий медицинского назначения проводится с целью уничтожения патогенных и условно-патогенных микроорганизмов - вирусов (в т...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия