Наноматериалы

Наноматериалы - материалы, созданные с использованием наночастиц и/или посредством нанотехнологий, обладающие качественно новыми функциональными и эксплуатационными характеристиками, обусловленными присутствием наноразмерных частиц.

К наноматериалам относят объекты, один из геометрических размеров которых лежит в интервале от 1 до 100 нм.

Наночастица - изолированный твердофазный объект, имеющий отчетливо выраженную границу с окружающей средой, размеры которого во всех 3^х измерениях составляют от 1 до 1000 нм.

Классификация наноматериалов

Типы нанокристаллических материалов по размерности структурных элементов:

• нульмерные кластеры;
• одномерные нанотрубки, волокна и прутки;
• двумерные пленки и слои;
• трехмерные поликристаллы.

Свойства наноматериалов, как правило, отличаются от аналогичных материалов в массивном состоянии.
Например, у наноматериалов можно наблюдать изменение магнитных, тепло- и электропроводных свойств.
Для особо мелких материалов можно заметить изменение температуры плавления в сторону ее уменьшения.

В настоящее время существует несколько классификаций наноматериалов.
1^й вариант включает 3 категории наноматериалов:

• 1^я включает в себя материалы в виде наноразмерных частиц, тонких волокон и пленок, которые изолированы, нанесены на подложку или внедрены в матрицу;
• 2^я категория включает материалы, в которых наноструктура ограничивается тонким поверхностным слоем массивного материала;
• 3^я категория включает массивные материалы с наноструктурой, разделенные на 2 класса:
• материалы, атомная структура и/или химический состав которых меняются по объему материала на атомном уровне,
• наноматериалы, состоящие из наноразмерных блоков (кристаллитов), которые могут различаться атомной структурой, кристаллографической ориентацией, химическим составом, и областей между соседними блоками (границы зерен).

Классификация наноматериалов по форме кристаллитов делит такие материалы на:

• слоистые,
• волокнистые,
• равноосные, для которых толщина слоя, диаметр волокна или зерна меньше 100 нанометров.

В настоящее время наноматериалы делят по способу получения:

• сборка из атомов;
• диспергирование макроскопических материалов.

Согласно 7^й Международной конференции по нанотехнологиям (Висбаден, 2004 г.), выделяют также следующие типы наноматериалов:

• нанопористые структуры;
• наночастицы;
• нанотрубки, нановолокна и наноленты;
• нанодисперсии (коллоиды);
• наноструктурированные поверхности и пленки;
• нанокристаллы и нанокластеры.

Наноматериалы делят по назначению на:

• функциональные (углеродные наноматериалы (фуллерены, углеродные нанотрубки), полупроводниковые гетероструктуры, фотонные кристаллы, пленки поверхностно-активных веществ);
• конструкционные (металлы, керамика, композиционные материалы (металлополимеры, композиционные алюминиевые материалы), полимеры).

По количеству измерений наноматериалы делятся на:

• нульмерные/квазинульмерные (квантовые точки, сфероидные наночастицы);
• одномерные/квазиодномерные (квантовые проводники, нанотрубки);
• двумерные/квазидвумерные (тонкие плёнки, поверхности разделов);
• трехмерные/квазитрехмерные (многослойные структуры с наноразмерными дислокациями, сверхрешетки, нанокластеры).