Т.о., накопленные за многие десятилетия данные о физико-химических характеристиках веществ приходится существенно дополнять, а иногда собирать заново

В основу классификации нанокластеров и наноструктур целесообразно положить способы их получения. Это определяет также разграничение на изолированные и нанокластеры, объединенные в нанострукткуру со слабыми или сильными межкластерными взаимодействиями или взаимодействием кластера с матрицей.

В группу изолированных и слабо взаимодействующих нанокластеров включены:молекулярные кластеры, газовые безлигандные кластеры (кластеры щелочных металлов, алюминия и ртути, кластеры переходных металлов, углеродные кластеры и фуллерены, вандерваальсовы кластеры), коллоидные кластеры.

В группу нанокластеров и наноструктур включаютсятвердотельные нанокластеры и наноструктуры, матричные нанокластеры и супрамолекулярные наноструктуры, кластерные кристаллы и фуллериты, компактированные наносистемы и нанокомпозиты, нанопленки и нанотрубки.

основные разновидности наноматериалов:

• консолидированные наноматериалы,

• нанополупроводники,

• нанополимеры,

• нанобиоматериалы,

• фуллерены и тубулярные наноструктуры,

• катализаторы,

• нанопористые материалы и

• супрамолекулярные структуры

существуют еще гибридные металлополимерные или биополимерные нанокомпозиты

новые наноматериалы: нанотрубчатым материалам около 20 л

старые наноматериалы: катализаторы и нанопористые материалы

консолидированные наноматериалы:

• компакты,

• пленки и

• покрытия из металлов, сплавов и соединений

получаемые:

• методами порошковой технологии,

• интенсивной пластической деформации,

• контролируемой кристаллизации из аморфного состояния и

• разнообразными приемами нанесения пленок и покрытий

4. Кластеры, НРЧ, коллоиды. Гомогенное и гетерогенное фазообразование. Зародышеобразование как критическое явление, роль флуктуаций и метастабильных состояний (ПОЛНОСТЬЮ)

Кластеры, НРЧ, коллоиды

Малые j-ядерные частицы (j- меры), характеризующиеся нанометровыми размерами структурных морфологических элементов, ультрадисперсные порошки занимают промежуточное положение между кластерами и «массивными» (блочными) металлами

основные этапы на пути превращения одиночного атома в блочный металл – через кластерные, наноразмерные и коллоидные частицы

при движении вдоль оси размеров от единичного атома в нульвалентном состоянии (М) до металлической частицы, обладающей всеми свойствами компактного металла, система проходит через ряд промежуточных стадий:

схема демонстрирует простое механическое наращивание числа атомов металла, принимающих участие в построении j-меров

парадокс древнегреческого философа Эвбулида из Милета «О куче» - невозможность познания

Процесс формирования зародышей металла («кучи») из одиночных атомов

может быть описан количественно

Процесс коллективизации электронов в образующемся зародыше происходит самопроизвольно и подобен образованию молекул из отдельных атомов

Формирование новой фазы, включая различные модели гомогенного и гетерогенного зародышеобразования, изучение динамики роста частиц и их структурной организации

Картина зарождения и роста частиц новой фазы должна отражать единый физико-химический процесс, включающий ряд взаимосвязанных Стадий:

• реакции химического превращения (источник «строительного материала»),

• массоперенос (диффузионная подвижность и транспорт конденсирующихся частиц в зону сборки),

• сорбционные процессы, проявляющиеся в адсорбции-десорбции и в реакциях частиц на поверхности зародышей, их кристаллизации и т.д.

Многие из этих стадий гетерогенны, протекают пространственно неоднородно, особенно на поверхности или в объеме твердой фазы