Наноустройства на основе УНТ

Наночастицы можно рассматривать в качестве своеобразных микрореакторов , которые, в зависимости от окружения, могут преобразовывать энергию, перерабатывать отходы или служить в качестве сенсоров. В [4] указывается на использование наносенсоров для непрерывного контроля над состоянием окружающей среды или для оптимального управления произюдственными процессами, позволяющими минимизировать потребление энергии. Непосредственный контроль над состоянием окружающей среды важен практически во всех производственных процессах (в химической промышленности, электронике, машиностроении и т.п.), а регулирование расходования энергии связано с работой транспортных средств, нагревательных систем и холодильных устройств. Работа по созданию все более совершенных и экологически чистых производственных процессов зависит от развития средств контроля и обратной связи, которые во многих случаях могут быть построены лишь на основе наноустройств. Особенно важными являются следующие направления исследований [c.320]

Необходимо отметить, что нанометровые объекты хорошо известны с прошлого и позапрошлого века, как, например, коллоиды или гетерогенные катализаторы, включающие наночастицы на поверхности носителей. Однако в последнее десятилетие двадцатого века произошло выделение таких понятий, как нанокластер, наноструктура, и связанных с ними явлений в отдельную область физико-химии. Это произошло главным образом в результате значительного прогресса в получении и исследовании нанообъектов, возникновении новых наноматериалов, нанотехнологий и наноустройств. Синтезированы новые гигантские нанокластеры ряда металлов, фуллерены и углеродные нанотрубки, многие наноструктуры на их основе и на основе супрамолекулярных гибридных органических и неорганических полимеров и т.д. Достигнут замечательный прогресс в методах наблюдения и изучения свойств нанокластеров и наноструктур, связанный с развитием туннельной и сканирующей микроскопии, рентгеновских и оптических методов с использованием синхротронного излучения, оптической лазерной спектроскопии, радиочастотной спектроскопии, мессбауэровской спектроскопии и т. д. [c.9]

Пятнадцатая глава включает электронные и оптические свойства наноструктур. Здесь рассматриваются наносистемы, которые имеют значение как наноматериалы. Приводятся схемы наноустройств в виде одноэлектронных диодов, полевых транзисторов, оптических устройств — светоперестраиваемых диодов, лазеров с регулируемой длиной волны за счет размера нанокластера, холодных фотокатодов для телевизионных экранов и мониторов на основе нанофубок. [c.14]

Молекулярные кнастеры, стабилизированные лигандами, ведут свою историю и происхождение от координационной и структурной химии. Вместе с тем необычность их структуры и свойств, связанных с наличием каркаса из атомов металла, стимулировала развитие самостоятельной науки — кластерной химии — со своими методами расчета, синтеза и исследования. То, что число атомов металла, формирующего каркас кластера, может варьироваться от нескольких единиц до сотен и тысяч атомов, требует особых подходов к выбору метода исследования каждого конкретного кластера от методов исследования отдельных кластеров (например, с помошью атомно-молекулярной спектроскопии) в случае малых кластеров до методов исследования коллективных и динамических свойств в случае крупных кластеров. Интерес к таким кластерам увеличился также в связи с развитием нанохимии и нанотехнологии, которые позволяют создавать наноматериалы и наноустройства на основе молекулярных кластеров. В этой главе рассматривается структура и свойства молекулярных кластеров, которые проявляются на размерах 1 Ч- 3 нм. Выделяются отдельно молекулярные кластеры, включающие ядра, построенные только из металла, и кластеры, образованные на основе оксидов металла. [c.220]

Возникают новые механические, сорбционные, оптические, электрические и другие свойства. Кроме фундаментальных исследований УНТ оказались перспективными материалами для получения новых наноматериалов и наноустройств. Это прежде всего возможность регулировать проводимость нанотрубки путем изменения ее структуры. Второе важное свойство — это высокая напряженность электронного поля, порождаемая малым нанометровым диаметром нанотрубки по отношению к среднему приложенному напряжению. Это приводит к аномально высокому току эмиссии при относительно малых напряжениях и лежит в основе создания холодных катодов и эмиттеров на основе УНТ. Поскольку УНТ представляют собой полости, они могут использоваться не только как адсорбенты, но и как хранилища газообразных или жидких веществ, в частности для хранения водорода. [c.372]

Целесообразно выделить три раздела, посвященные особенностям нанотрубок, это структура УНТ, их электронные свойства и возможные наноустройства на основе нанотрубок. [c.373]

Наиболее впечатляющими и изученными свойствами УНТ, которые лежат в основе создания наноматериалов и наноустройств, безусловно, являются их электропроводящие и электроэмиссионные свойства. [c.382]

Это свойство нанофубок может быть положено в основу наноустройства — преобразователя механического сигнала в электрический и обратно, в частности для наномикрофона. [c.383]

Эмиссионные свойства УНТ послужили основой для создания наноустройств, которые включают в себя электронные дисплеи, люминесцентные источники света, источники рентгеновского излучения и т.д., которые отличаются пониженными напряжениями питания, мощности, малой массой и размерами. Эти устройства должны обладать высокой [c.392]

Как отмечалось в предыдущих пунктах, изменение размера кластера приводит к сдвигу энергии поглощения и люминесценции оптического излучения полупроводниковых нанокластеров. Это свойство используется в таких оптических наноустройствах, как светоперестраиваемые диоды. В качестве примера приведем светоперестраивыемые диоды на основе Сс15е [15]. [c.496]

Ранее уже рассматривались наноустройства на основе нанотрубок, которые позволяют менять их проводящие свойства от металлов до полупроводников. Эти устройства включали диоды, полевые транзисторы и холодные катоды (эмиттеры). [c.513]

Магнитные свойства наноструктур облацают большим разнообразием и значительно отличаются от массивного материала. Основной вклад здесь вносят размерные эффекты, влияние поверхности, образующих наноструктуру кластеров, межкластерные взаимодействия или взаимодействия кластера с матрицей и межкластерная организация. Особенности формирования наноструктур и их свойства позволяют синтезировать новые магнитные наноматериалы и магнитные наноустройства на их основе. К числу наиболее характерных и впечатляющих свойств нанокластеров и наноструктур следует отнести прежде всего суперпарамагнетизм, который проявляется при размерах магнитных кластеров 1-10 нм, магнитную однодомен ность нанокластеров и наноструктур вплоть до 20 нм, процессы намагничивания, которые чувствительны не только к характеру магнитного упорядочения кластера, но и к его размеру, форме, магнитной анизотропии, эффекты магнитного квантового туннелирования, при которых намагниченность меняется скачками, подобно эффектам одноэлектронной проводимости, и эффекты гигантского магнетосопротивления. Представляют большой интерес магнитные фазовые переходы первого рода в нанокластерах и наноструктурах, когда магнитное упорядочение в наносистеме исчезает скачком и наносистема переходит в парамагнитное состояние, минуя суперпарамагнитное состояние, для которого характерно сохранение магнитного упорядочения ниже точки Кюри. [c.522]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология