Каталог книг и статей

   Для получения нанокомпозитов или ультрадисперсных частиц используются два метода: диспергирование и агрегация. Диспергирование заключается в раздроблении материала до наноразмеров. При этом тратится значительное количество энергии на увеличение площади поверхности раздела материал – окружающая среда (жидкость или газ). При агрегации из вещества-предшественника (прекурсор) посредством химической реакции выделяют рабочее вещество и затем подвергают последующей агрегации, т.е. объединению атомов в молекулы.
   При этом, в случае обоих способов, при переходе к наноразмерам свободная поверхностная энергия сильно возрастает, что приводит к огромному ее избытку, в результате чего возникает термодинамическая нестабильность частиц. Частицы начинают стремиться к самопроизвольному укрупнению. А это в свою очередь чревато потерей уникальных свойств наноразмерных частиц.
Для стабилизации термодинамической нестабильности частиц применяются микро- и мезопористые вещества как изолирующие матрицы, изоляция наночастиц функциональными группами или защитными слоями. При стабилизации наночастиц функциональными группами применяются тиолы, карбоновые кислоты, полиакриловая кислота, полидиметилсилоксан, различные ПАВ и т.д. Так же существуют способы стабилизации с помощью пленок. Матричная изоляция является наиболее популярным способом стабилизации ультрадисперсных частиц. В этом способе в качестве матриц применяются органические и неорганические, керамикообразующие и т.д. полимеры. Так же существует метод стабилизации наночастиц путем размещения их на поверхности гранул различной природы размерами порядка сотни нанометров.
   Одним из наиболее распространенных способов матричной изоляции наночастиц является in-situ синтез, при котором вещество-предшественник адсорбируют в поры вещества-матрицы, а затем уже подвергают химической реакции с последующим выделением рабочего вещества. При этом размеры частиц рабочего вещества ограничены размерами пор матрицы.

   Назначение

   Матрицы изолированных нанокластеров могут использоваться для записи и хранения информации с необычайной плотностью записи, для получения однородных по составу наночастиц из сплава, для получения сверхактивных катализаторов, получения перовкситов с большой удельной поверхностью, имеющих множество замечательных свойств, например, способность являться “депозитариями” кислорода, и других применений.

   Принцип действия через нано, особенности

   Суть применения нанокомпозитов в роли хранилищ информации состоит в том, что изолированные друг от друга наночастицы представляют из себя так называемые потенциальные ящики, описываемые квантово-механической моделью.
   Также для записи и хранения информации могут использоваться нитевидные кристаллы металлического железа или магнитные нанопроволоки. В связи с тем, что они изолированы друг от друга и строго параллельны, информацию легко считывать с помощью зонда в магнитно-силовых микроскопах.
Получение однородных по составу частиц из сплава (полиядерного комплекса) связано с эффектом сегрегации или разделения этих металлов по температурам восстановления их наноразмерных оксидов.
   Перовкситы (кристаллические вещества, в состав которых входит редкоземельный металл передодный металл и три атома кислорода на одну молекулу) с высокой удельной поверхностью получают, используя в качестве прекурсора двойную лантан-кобальтовую соль лимонной кислоты, которой пропитывается матрица. Удельная поверхность образовавшихся частиц составляет не менее 150 м²/г. (против нескольких десятков м²/г при обычном получении). Так же у ультрадисперсных перовкситов кислородный дефицит на порядок выше. Из-за такого большого значения удельной поверхности перовкситы выступают в качестве сильнейших катализаторов, а также хранилищ кислорода.