5. Как меняется роль поверхности при уменьшении размеров частиц и почему?

самого идеального кристалла может считаться большим двумерным или даже объемным дефектом, поверхностные атомы в общем случае находятся на более близких расстояниях друг от друга, чем атомы в объеме кристаллической решетки, и обладают повышенным запасом энергии. До

определенного размера частиц доля этих атомов мала, их вкладом в общие характеристики вещества можно пренебречь. У наночастиц свойства поверхностных атомов становятся определяющими. С этих позиций наночастицами считают образования, содержащие не более 1000 атомов и

имеющие размер не более 10 нм. Часто за максимальный размер принимают 100 нм.

Инженеры давно обратили внимание на вещества с малыми размерами частиц. Известно, что они спекаются при более низких температурах, чем грубодисперсные, и в ряде случаев позволяют получать уникальные изделия, например прозрачную керамику. Однако уникальные свойства этих веществ затрудняют их получение. Избыточная поверхностная энергия заставляет наночастицы слипаться друг с другом, агрегироваться. Кроме того, для наночастиц нет как таковой инертной среды, они химически активны и при взаимодействии с другими веществами часто теряют свои уникальные свойства. Нужно немалое искусство технологов, чтобы получить и сохранить

наноматериалы.

6. Назовите основные методы получения ультрадисперсных частиц.

Механическое измельчение Диспергирование в жидкой фазе Метод взрывающихся проволочек

6. Как получают наноматериалы с помощью механического измельчения и диспергирования в жидкой фазе?

Механическое измельчение. Основой механического синтеза является механическая обработка твердых смесей, при которой происходят измельчение и пластическая деформация веществ, ускоряется массоперенос, а также осуществляется перемешивание компонентов смеси на атомарном уровне, активируется химическое взаимодействие твердых реагентов. В результате механического воздействия в приконтактных областях твердого вещества создается поле напряжений. Релаксация его может происходить путем выделения тепла, образования новой поверхности, возникновения различных дефектов в кристаллах, возбуждения химических реакций в твердой фазе.

Диспергирование в жидкой фазе – это распыление, при котором струя жидкости разбивается на малые капли при направлении ее на быстро вращающийся диск или пропускании через малые отверстия под давлением.

6. Как получают наноматериалы с помощью методов, основанных на процессах испарения и конденсации?

Конденсация паров. Изолированные наночастицы обычно получают

испарением металла, сплава или полупроводника при контролируемой температуре в атмосфере инертного газа низкого давления с последующей конденсацией пара вблизи холодной поверхности или на ней. Это самый простой способ получения нанокристаллических порошков. В отличие от испарения в вакууме атомы вещества, испаренного в разреженной инертной атмосфере, быстрее теряют кинетическую энергию из-за столкновений с

атомами газа и образуют сегрегации (кластеры).