В это трудно поверить, но придёт время (и оно уже не за горами), когда по нашему заказу, на наших глазах, прямо у нас дома будут изготавливаться любые вещи, любые продукты, всё, чего пожелаем. Похоже на сказку. Но реальностью, былью её сделают нанонаука и нанотехнологии. Они развиваются стремительно и уже многого достигли.
Мы ещё просто до конца не осознали, что мир стоит на пороге грандиозного технологического прорыва, который коренным образом изменит не только технику, экономику, но и всю окружающую жизнь.
По-другому станут работать фабрики и заводы. Возможно, уже не понадобится выращивать зерно в полях, а яблоки в садах. Всё, что мы едим, будет изготавливаться искусственно, причём по качеству, по вкусу эта еда ничем не будет отличаться от натуральных продуктов.
Совершенно другой – надёжной и эффективной – станет медицина. Мы будем лечиться совсем не так, как сегодня. Нанотехнологии, заверяют учёные, сделают людей долгожителями, а быть может, и бессмертными. Человечество вышло в космос и успешно осваивает его. Теперь наступило время пойти и в обратном направлении, освоить другое, не менее таинственное пространство.
Греческое слово «нанос» переводится как «гном», «карлик». От этого слова и произошла приставка «нано», означающая одну миллиардную часть любой меры длины. Например, один нанометр меньше метра в один миллиард раз, или равен одной миллионной доли миллиметра. Вообразить такую величину, на много меньшую микроскопической, почти невозможно. Мы привыкли к другим размерам, значительно большим. Их называют макроскопическими.
Мир наночастиц – особый, совершенно отличный от привычного нам большого макромира. При наноразмерах основные, или фундаментальные, химические, физические, электрические, оптические свойства совсем другие, чем при макроразмерах.
Но как получить наночастицы, как их изготовить? Учёные придумали ряд способов. И хотя они разные, их можно свести к трём основным.
Первый способ заключается, говоря упрощенно, в том, что исходные материалы измельчают подобно тому, как зерно перемалывают в муку. Образовавшаяся «наномука» и есть масса наночастиц. Это наиболее простой способ. У него есть научное название – диспергационный метод.
Но дробить вещество можно не только механически. Российские нанотехнологи предложили другой способ измельчения: мощным электрическим разрядом, электрическим импульсом, как говорят физики. Для этого тонкая металлическая проволока закрепляется между двумя электродами. На них подается электрический ток. Проволока взрывается и превращается во множество наночастиц.
Третий способ называется конденсационным. И это очень точное название. Слово «конденсация» в переводе с латинского означает «уплотнение» или «сгущение». Как конденсирует, сгущается водяной пар, превращаясь в воду, знает каждый. Если подержать холодное стекло над кипящей водой, на нём появятся мелкие капельки. Вода в результате конденсации пара распалась на множество маленьких частиц.
Подобным же образом можно получить и наночастицы. Для этого исходное вещество сначала нагревают, расплавляют и, наконец, испаряют. Затем этот пар резко охлаждают. Он конденсируется и превращается в наночастицы, подобно тому, как превращается в капельки сгустившийся водяной пар.
Правда, состояние образовавшихся наночастиц неустойчиво. Если не принять мер, не законсервировать их, то они начнут слипаться и в конце концов превратятся в прежний сплошной материал.
Надо сказать, что то же самое может произойти и с наночастицами, полученными механическим и электрическим способами. Как только рождение наночастиц заканчивается, равновесие самопроизвольно нарушается, они начинают срастаться, укрупняться, и материал возвращается в свой первоначальный вид.
Впрочем, способ борьбы с этим явлением существует, и его применяют на практике. Состоит он в том, что в массу образовавшихся наночастиц добавляют так называемый стабилизатор, например раствор белков, молекулы которых покрывают поверхность наночастиц и тем самым препятствуют их укрупнению. А изменяя состав стабилизатора, можно получать наночастицы требуемого размера.
Читайте в Псковской областной универсальной научной библиотеке им. В.Я. Курбатова https://pskovlib.ru/
Лозовский Владимир Николаевич. Нанотехнологии в электронике : введение в специальность : учебное пособие для бакалавров, обучающихся по направлениям подготовки «Нанотехнологии и микросистемная техника», «Электроника и наноэлектроника», «Наноматериалы» и другим, имеющим нанотехнологическую направленность / Лозовский Владимир Николаевич , Лозовский Сергей Владимирович / В. Н. Лозовский, С. В. Лозовский. - Издание 2-е, стереотипное . - Санкт-Петербург; Москва; Краснодар : Лань, 2019. - 331 с. : ил. -(Учебники для вузов. Специальная литература; Бакалавриат - На обложке: www.e lanbook.com ЭБС Лань). - Библиография: с. [323]; Предметный указатель: с. [324]-327 .
Ваулина Екатерина Юрьевна. Новейшая физическая терминология: нанотехнологии : краткий словарь / Ваулина Екатерина Юрьевна , Вербицкая О. Н. / Е. Ю. Ваулина, О. Н. Вербицкая ; М-во образования и науки Российской Федерации, Санкт-Петербургский гос. ун-т. - Санкт-Петербург : Филологический факультет Санкт-Петербургского государственного университета, 2014. - 350, [2] с. -(Слова, которые следует знать). - Указ.: с. 336-351 .
Попов Александр Михайлович. Вычислительные нанотехнологии : учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению "Прикладная математика и информатика" / Попов Александр Михайлович / А. М. Попов. - Москва : КноРус, 2014 [т. е. 2013]. - 309 с. : ил. -(Бакалавриат - Кн. фактически изд. в 2013 г. - Соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования третьего поколения). - Библиогр.: с. 301-309 (101 назв.).
Гусев Александр Иванович. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / Гусев Александр Иванович / А. И. Гусев. - 2-е изд., испр. . - Москва : Физматлит, 2009. - 414 с. : ил., табл. - Библиогр. в конце гл. .
