- •Глава 1 8
- •Глава 6 66
- •Глава 7 70
- •Глава 8 84
- •Глава 9 101
- •Глава 10 106
- •Глава 11 131
- •Глава 12 153
- •Глава 13 173
- •Глава 14 200
- •Глава 15 219
- •Глава 16 244
- •Глава 17 247
- •17.1 Введение 247
- •Глава 18 266
- •Глава 19 268
- •Глава 20 280
- •Глава 1
- •1. Классификация и методы получения нанокластеров и наноструктур
- •1.1 Молекулярные кластеры
- •1.2 Газовые безлигандные кластеры
- •1.2.1 Источники получения кластеров
- •1.2.2 Масс-спектрометры и детектирование кластеров
- •1.3 Коллоидные кластеры
- •1.4 Твердотельные нанокластеры и наноструктуры
- •1.5 Матричные нанокластеры и супрамолекулярные наноструктуры
- •1.6 Кластерные кристаллы и фуллериты
- •1.7 Компактированные наносистемы и нанокомпозиты
- •1.8 Тонкие наноструктурированные пленки
- •1.9 Углеродные нанотрубки
- •Глава 2
- •2Общие положения
- •2.1Объекты и процессы нанотехнологий
- •2.2 Основная концепция нанотехнологии
- •2.2.1 Физико-химические основы нанотехнологии
- •Глава 3
- •3 Наночастицы, нанонаука, нанотехнология, нанофизика, нанохимия, наномеханика, нанобиология, наномедицина и т.Д., закон Мура
- •3.1 Механические свойства нанокристаллических материалов
- •Глава 4
- •4 Методы контроля аттестации наночастиц, наноизделий и наноструктурированных материалов
- •4.1Методы получения наноструктур
- •4.2 Методы получения наносистем
- •4.3 Особенности ультрадисперсных систем
- •Глава 5 Поверхностные эффекты в нанотехнологиях
- •5.1. Атомные и молекулярные орбитали
- •5.2 Поверхность монокристаллов, нанокластеров и пористых сорбентов
- •5.3 Примесные атомы на поверхности
- •5.4 Поверхность металлов и оксидов металлов (электронные свойства)
- •5.5 Поверхность металлов и оксидов металла (магнитные свойства)
- •5.6 Поверхностные центры кислотного и основного типа
- •5.7 Адсорбция
- •5.8 Примеры адсорбции
- •5.9 Адсорбция молекул воды и атомная динамика атомов железа в пористых ионообменниках.
- •5.10 Адсорбция воды и динамика кластеров воды и полимерной сетки.
- •5.11 Катализ. Примеры каталитических превращений с участием поверхности твердого тела и нанокластеров
- •Глава 6
- •6 Самосборка. Магические цифры. Замена построения синтеза объекта «сверху-вниз» на синтез «снизу-вверх»
- •Глава 7
- •7 Физика наночастиц и нанотехнологии, структура наночастиц. Кластеры
- •7.1 Молекулярные кластеры
- •7.2 Газовые безлигандные кластеры
- •7.2.1 Источники получения кластеров
- •7.2.2 Масс-спектрометры и детектирование кластеров
- •7.3 Коллоидные кластеры
- •7.4 Твердотельные нанокластеры и наноструктуры
- •7.5 Матричные нанокластеры и супрамолекулярные наноструктуры
- •7.6 Кластерные кристаллы и фуллериты
- •7.7 Компактированные наносистемы и нанокомпозиты
- •7.8 Тонкие наноструктурированные пленки
- •Глава 8
- •8 Наноструктурированные материалы. Кристаллизация пленок из растворов-расплавов
- •8.1 Разупорядоченные твердотельные структуры
- •8.1.1 Методы синтеза
- •8.1.2 Механизмы разрушения традиционных поликристаллических материалов
- •8.1.3 Механические свойства
- •8.1.4 Наноструктурированные многослойные материалы
- •8.1.5 Электрические свойства
- •8.1.6 Другие свойства
- •8.1.7 Металлические нанокластеры в оптических стеклах
- •8.1.8 Пористый кремний
- •8.2 Наноструктурированные кристаллы
- •8.2.1 Природные нанокристаллы
- •8.2.2 Теоретическое предсказание существования кристаллических решеток из нанокластеров
- •8.2.3 Упорядоченные структуры наночастиц в цеолитах
- •8.2.4 Кристаллы из металлических наночастиц
- •8.2.5 Упорядоченные решетки наночастиц в коллоидных суспензиях
- •8.2.6 Наноструктурированные кристаллы для фотоники
- •Глава 9
- •9 Механические свойства наноструктурированных материалов, закон Холла- Петча
- •9.1 Механизмы разрушения традиционных поликристаллических материалов
- •Глава 10
- •10 Проблема высокоплотной записи информации, «терабитный барьер» и атомная плотность записи порядка 103 Тбит/см2
- •10.1 Проект наномеханического вентиля
- •10.2 Наноэлектромеханический одноэлектронный транзистор с «механической рукой»
- •10.3 Наномеханическая память вскоре заменит традиционную магнитную
- •10.4 Механическая память на основе нэмс
- •10.5 «Многоножка» стартует с 10 Гб
- •10.6 Память объемом в 100 Гбайт благодаря нанотехнологиям
- •10.6.1Магнитная flash-память на основе углеродных нанотрубок
- •10.7 Открытые микрожидкостные и наножидкостные системы
- •10.8 Ученые построили первый наножидкостный транзистор для химических компьютеров
- •10.9 Сверхточный детектор массы и силы на основе нанотрубки
- •10.9.1 Датчик наноперемещений
- •10.9.2 Нэмс для взвешивания днк
- •10.10 Вращающийся нанопропеллер
- •10.10.1 Новый подход в наномоторах - использование силы поверхностного натяжения
- •10.11 Газовый наносенсор на основе проводящего полимера
- •10.11.1 Газовая нанотурбина
- •10.12 Продукты нанотехнологий завоевывают мировой рынок
- •10.13 Дисплеи нового поколения на мировом рынке
- •10.13.1 Первый цветной дисплей на нанотрубках от компании Motorola
- •10.14 Молекулярные машины вращают днк вдоль оси
- •10.15 Нановелосипед покажет себя на Tour de France
- •Глава 11
- •11 Термодинамические аспекты поверхности
- •11.1 Химический потенциал
- •11.2 Свободная энергия Гиббса и свободная энергия Гельмгольца
- •11.3 Термодинамика поверхности и поверхностей раздела
- •11.4 Термодинамика криволинейной поверхности
- •При равновесии
- •11.5 Структура поверхности и межфазных границ
- •11.6 Нуклеация и рост нанокластеров в нанопорах вещества
- •11.7 Нуклеация и рост кластеров гидроксида железа в нанопорах (экспериментальное приложение термодинамических параметров)
- •11.8 Нуклеация и рост кластеров на основе твердотельных реакций
- •11.9 Твердотельная нуклеация и рост кластеров. Пример термического разложения оксалата железа
- •Глава 12
- •12 Свойства индивидуальных металлических наночастиц
- •12.1 Определение и классификация
- •12.2 Основные параметры проводниковых материалов. Зависимость от состава проводника и внешних факторов
- •12.3 Перспективы развития
- •12.3.1 Основные ограничения и тенденции развития
- •12.4 Предельные размеры моп-приборов
- •12.4. 1 Законы подобия
- •12.5 Туннелирование
- •12.6 Ограничения, связанные со свойствами материалов
- •12.6.1 Ограничения, связанные с функционированием приборов
- •12.6.2 Ограничения ширины линий и резкости
- •12.7 Материал резистов
- •Глава 13
- •13.1 Определения и классификация
- •13.2 Собственные и примесные полупроводники
- •13.3 Особые электронные состояния в конденсированных средах
- •13.4 Основные параметры полупроводниковых материалов
- •13.5 Контакт электронного и дырочного полупроводников. Свойства электронно-дырочного перехода
- •Глава 14
- •14 Квантовые ямы, проволоки и точки. Приготовление квантовых наноструктур
- •14.1 Введение
- •14.2 Приготовление квантовых наноструктур
- •14.3 Эффекты, обусловленные размерами и размерностью нанообъектов
- •14.3.1 Размерные эффекты
- •14.3.2 Размерность объекта и электроны проводимости
- •14.3.3 Ферми-газ и плотность состояний
- •14.3.4 Потенциальные ямы
- •14.3.5 Частичная локализация
- •14.3.6 Свойства, зависящие от плотности состояний
- •14.4 Экситоны
- •14.5 Одноэлектронное туннелирование
- •14.6 Приложения
- •14.6.1 Инфракрасные детекторы
- •14.6.2 Лазеры на квантовых точках
- •14.7 Сверхпроводимость
- •Глава 15
- •15 Магнитные кластеры. Влияние наноструктурирования объемного материала на магнитные свойства. Динамика наномагнитов
- •15.1 Хранение информации наномагнитами
- •15.2 Выращивание наноуглеродных ферромагнетиков
- •15.3 Магнитосопротивление наноструктур
- •15.4 Ферромагнитные жидкости
- •15.5 Магнитные материалы и современная медицина
- •15. 6 Магнитные Поля и Тело человека
- •15.7 Доказательства и сомнения, адвокаты и скептики
- •15. 8 Магнитная терапия сегодня
- •15.8.1 Окончательные выводы преждевременны
- •15.8.2 Магнитно-резонансная томография
- •15.9 Магнитная стимуляция - помощь при лечении психических расстройств
- •15.10 Моторы на постоянных магнитах для сердечников
- •15.11 Магниты как проводники и манипуляторы для медицинских процедур
- •15.11.1 Магнитная жидкость поможет сохранить зрение
- •15.11.2 Магнитоуправляемые сепараторы
- •15.11.3 Магниты для извлечения игл и хранения хирургических инструментов
- •15.11.4 Магнито-жидкостная гипертермия
- •15.11.5 Магнитные наночастицы разрушают раковые клетки
- •15.12 Магнетизм и биология: практика и перспективы. Иглотерапия
- •15.13 Красные кровяные тельца и магнитная память
- •Глава 16
- •16 Кластеры атомов редких газов и молекулярные кластеры
- •16.1 Кластеры инертных газов
- •16.2 Сверхтекучие кластеры
- •16.3 Молекулярные кластеры
- •Глава 17 углеродные наноструктуры
- •17.1 Введение
- •17.2 Углеродные молекулы
- •17.2.1 Природа углеродной связи
- •17.3 Углеродные кластеры
- •17.3.1 Малые углеродные кластеры
- •17.3.2 Открытие фуллерена с60
- •17.3.3 Структура с60 и его кристаллов
- •17.3.4 С60, легированный щелочными металлами
- •17.3.5 Сверхпроводимость в с60
- •17.3.6 Фуллерены с числом атомов, большим или меньшим 60
- •17.3.7 Неуглеродные шарообразные молекулы
- •17.4 Углеродные нанотрубки
- •17.4.1 Методы получения
- •17.4.2 Структура
- •17.4.3 Электрические свойства
- •17.4.4 Колебательные свойства
- •17.4.5 Механические свойства
- •17.5 Применения углеродных нанотрубок
- •17.5.1 Полевая эмиссия и экранирование
- •17.5.2 Компьютеры
- •17.5.3 Топливные элементы
- •17.5.4 Химические сенсоры
- •17.5.5 Катализ
- •17.5.6 Механическое упрочнение
- •Глава 18
- •18 Основные принципы водородной энергетики
- •18.1 Принцип работы водородного топливного элемента (тэ)
- •Глава 19
- •19 Использование нанотрубки в качестве транзистора
- •19.1 Компания Infineon создала самый маленький в мире транзистор на нанотрубке
- •19.2 Ibm утроит производительность транзисторов
- •19.3 Транзистор с плавником от Infineon уменьшил flash-память
- •19.4 Сверхконденсаторы из углеродных нанотрубок
- •19.5 Фотонные транзисторы в кремниевом исполнении
- •19.6 Hp провозглашает конец кремниевой эры
- •19.7 Квантовый выключатель - основа будущей нанологики
- •19.8 Способ массового производства электронных схем на основе нанотрубок
- •19.9 Штампуя наносистемы
- •19.10 Компания tsmc объявила о промышленном выпуске чипов по 65-нанометровому техпроцессу к концу 2005 года
- •19.10.1 Hp избавит мир от транзисторов
- •Глава 20 Наномашины и наноприборы
- •20.1 Микроэлектромеханические системы (memSs)
- •20.2 Наноэлектромеханические системы (nemSs)
- •20.2.1. Изготовление
- •20.2.2 Наноприборы и наномашины
- •20.3 Молекулярные и супрамолекулярные переключатели
15.11.1 Магнитная жидкость поможет сохранить зрение
Американские
исследователи утверждают, что в ближайшем
будущем можно б
удет
предотвратить слепоту у людей с
поврежденной сетчаткой, используя
магнитную жидкость. Сетчатка - это
тонкий, светочувствительный слой ткани
на задней поверхности глаза. Если она
повреждается или отслаивается в
результате травмы или болезни, зрение
ухудшается и может наступить слепота.
Обычно для возвращения поврежденной
сетчатки на место используется силиконовая
жидкость, но американские исследователи
обнаружили, что лучшим образом может
решить эту проблему намагниченная
жидкость.
Действительно, такой метод значительно более точен, поскольку он позволяет жидкости двигаться под действием внешнего магнита и достигать таких участков глаза, которые трудно достижимы другими способами.
До сих пор испытания нового материала проходили только в лаборатории, но ученые, которые занимаются этой проблемой уже 10 лет, надеются, что в течение года начнутся испытания на животных, а несколько позже – клинические исследования на человеке.
По новой технологии ультрамалые частички кобальта или магнитного железняка смешиваются с жидкостью на основе силикона, которая становится магнитной и может быть подвергнута воздействию внешнего магнитного поля. Кобальт может быть токсичным, поэтому ученые чаще используют магнетит - материал на основе железа.
Магнитные жидкости могут найти и другие медицинские применения, такие как целевая лекарственная химиотерапия. По этой технологии магнит, находящийся вне тела человека, должен направлять лекарство непосредственно в места расположения раковой опухоли, будь то опухоль легкого, простаты или мозга.
15.11.2 Магнитоуправляемые сепараторы
В последние десятилетия были созданы противоопухолевые препараты, способные в ряде случаев сохранить жизнь пациентам, ранее считавшимся неизлечимыми. Подавляющее большинство этих лекарств относится к группе так называемых цитотоксических агентов, то есть веществ, убивающих активно делящиеся клетки. Эти соединения, подавляя развитие злокачественного новообразования, губительно действуют и на здоровые клетки и ткани.
В первую очередь страдают активно делящиеся стволовые клетки костного мозга - их гибель приводит к нарушению естественных процессов обновления клеток . Поэтому даже процедура трансплантации клеток костного мозга оказывается бесполезной.
Спасительной для пациента стала бы очистка костного мозга, взятого у пациента, от вредоносных клеток.
В настоящее время наиболее перспективным методом решения этой задачи оказалось разделение клеток с помощью специфичной иммуносорбции на магнитоуправляемые сорбенты. Другими словами, сепарация клеток костного мозга осуществляется в магнитном поле. Что же из себя представляют магнитоуправляемые сорбенты?
Это не что иное, как соединенные вместе ферромагнитные частицы (металлические шарики диаметром не более 5 мкм, покрытые полистиролом) и антитела - искусственные образования, которые притягивают либо здоровые, либо пораженные клетки. В первом случае это положительная, во втором - отрицательная иммуносорбция. А в результате каждая из клеток, относящаяся к той или иной группе, окажется как бы в ловушке (любая из них притягивает по три-четыре антитела). И если обработанный таким образом костный мозг поместить в магнитное поле, произойдет разделение (сепарация) составляющих его клеток на "плохие" и "хорошие". Последние отделяют от первых и помещают в отдельные емкости, предварительно освобождая от магнитоуправляемых сорбентов, где и хранят до момента трансплантации.
