Lecture1

Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001.
Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех. Большое - в малом. wwwРыбалкина М. Нанотехнологии для всех. Большое - в малом. www.Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех. Большое - в малом. www.nanonewsnetРыбалкина М. Нанотехнологии для всех. Большое - в малом. www.nanonewsnet.Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех. Большое - в малом. www.nanonewsnet.ru
Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований./ Под ред. М.К. Роко, Р.С. Уильямса, П. Аливисатоса. – М.: Мир, 2002.
Еремин В,В. Нанохимия и нанотехнология. – Педагогический университет «Первое сентября», 2009.
http://www.unn.ru/pages/e-library/methodmaterial/2010/Knyazev_Kuznetsova.pdf

От греч.
νάνος (нанос) – карлик
τέχνη (техни) – искусство, мастерство, умение
λόγος (логос) – слово

Нанотехнология – это совокупность методов производства продуктов (материалов и устройств) с заданной атомарной структурой путем манипулирования атомами и молекулами.

at the Bottom»)
Выступление в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте

Впервые термин «нанотехнология» употребил Норио Танигути в 1974 году

В 1980-х годах этот термин использовал Эрик К. Дрекслер в своих книгах: «Машины создания: грядёт эра нанотехнологии»

Частицы, размерами от 1 до 100 нанометров обычно называют «наночастицами».
1-100нм (по рекомендации IUPAC Rкрит=100 нм)

цвет растворов.

Средневековый витраж

Дамасская сталь: фотография
микроструктуры (слева) и клинки из стали (справа)

и энергетика
Проблемы национальной безопасности
Наука и образование
Мировая торговля и международная конкуренция
Другие возможные применения нанотехнологии

Применение нанотехнологии в сферах человеческой деятельности и промышленного производства

Нанотехнология – междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомарной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.

Менделеева (наряду с группой и рядом).

Нанохимия - область науки, связанная с получением и изучением физико-химических свойств частиц, имеющих размеры в несколько нанометров.

Одна из приоритетных задач нанохимии – установление связи между размером наночастицы и её свойствами.

- это трехмерная потенциальная яма для квантовой частицы, ограничивающая движение последней в трех направлениях, и имеющая размеры порядка длины волны де-Бройля квантовой частицы.

которой в двух пространственных направлениях ~ длины волны де-Бройля квантовой частицы.

которой ~ длины волны де-Бройля квантовой частицы.

100 нм в некоторой среде.

углерода (другие — алмаз, карбин и графит) и представляющие собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из чётного числа трёхкоординированных атомов углерода.

| n | − | e | + | f | = 2
(где | n | , | e | и | f | количество вершин, ребер и граней)

Ричард Бакминстер Фуллер

ГЦК –решетка
С60

соответствии с предсказаниями “полумагическими”

Фуллерены, нанотрубки и некоторые другие наночастицы были названы “магическими”, а числа входящих в них атомов – “магические числа”.
Например, для щелочных металлов магические числа – 8, 20, 40, для благородных металлов – 13, 55, 137 и 255, для углеродных кластеров – 60, 70, 90 и т.д.

Все атомы “магических” наночастиц крепко связаны между собой, что придает им необходимую стабильность

взаимная ориентация гексагональной сетки графита и продольной оси нанотрубки .

где d0=0.142 нм – расстоянием между атомами углерода в гексагональной сетки графита.

Хиральность характеризуется двумя целыми числами (m,n), которые указывают местонахождение того шестиугольника сетки, который в результате свертывания должен совпасть с шестиугольником, находящимся в начале координат.

Для получения нанотрубки (n, m), графитовую плоскость надо разрезать по направлениям пунктирных линий и свернуть вдоль направления вектора R.

(armchair) n=m
2) зигзагообразные (zigzag) m=0 или n=0
3) спиральные (хиральные) нанотрубки m ≠ n

какого расстояния пробивался бы пенальти? Длина окружности футбольного мяча – 70 см, диаметр молекулы фуллерена – 0,7 нм.

1. Оцените число атомов в наночастице золота диаметром 3 нм. Какая доля (в %) атомов золота находится на поверхности наночастицы Аu? Радиус атома Au составляет 0,144 нм.