Наноматериал

Наноматериалы — материалы, созданные с использованием наночастиц и/или посредством нанотехнологий, обладающие какими-либо уникальными свойствами, обусловленными присутствием этих частиц в материале. К наноматериалам относят объекты, один из характерных размеров которых лежит в интервале от 1 до 100 нм^[1].

Описание

Типы нанокристаллических материалов по размерности структурных элементов: 0D- (нульмерные) кластеры; 1D- (одномерные) нанотрубки, волокна и прутки; 2D- (двумерные) плёнки и слои; 3D- (трехмерные) поликристаллы.

Способы получения наноматериалов можно разделить на две группы:

• «сборка из атомов»
• «диспергирование макроскопических материалов».

Согласно 7-й Международной конференции по нанотехнологиям (Висбаден, 2004)^[2], выделяют следующие типы наноматериалов:

• нанопористые структуры^[3];
• наночастицы;
• нанотрубки, нановолокна и наноленты;
• нанодисперсии (коллоиды);
• наноструктурированные поверхности и плёнки;
• нанокристаллы и нанокластеры.

Сами наноматериалы делят по назначению^[4] на:

• Функциональные
• Композиционные
• Конструкционные.

По количеству измерений^[5]:

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

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 её уменьшения.

Для наноматериалов актуальна проблема их хранения и транспортировки. Обладая развитой поверхностью, материалы очень активны и охотно взаимодействуют с окружающей средой, прежде всего это касается металлических наноматериалов. Применение наноматериалов пока не очень широко развито, поскольку подробное их изучение только началось и сейчас идет накопление знаний об этих материалах. В генной инженерии векторы на основе наноматериалов используются для доставки биологически активных веществ в клетки^[6].

Углеродные наноматериалы

Углеродные наноматериалы (англ. carbon nanomaterials) — собирательный термин, которым обозначают различные низкоразмерные структуры или наноструктурированные материалы, основой которых является углерод.

К углеродным наноматериалам относят:

• фуллерены (см. также фуллерит) и их производные (см. также фуллерид, эндоэдральный фуллерен);
• углеродные нанотрубки;
• углеродные нановолокна;
• наноалмазы;
• графены (см. также графан).

Углеродные наноматериалы часто выступают в качестве наполнителя для композитов, наиболее известными среди которых являются композиционные материалы с полимерной матрицей.^[7]

См. также

• Биомиметические наноматериалы
• Биофункционализированные наноматериалы
• Метаматериалы
• Нанопокрытия
• Печатная электроника
• Средний размер зерна