В качестве матриц, кро- ме металлов, широко исполь- зуются полимеры, в частно- сти, полиолефины и поли- амиды, в которые могут быть введены металлические, ке- рамические или углеродные наночастицы. Матричные на- ночастицы также могут быть получены в результате про- питки нанопористых мате- риалов растворами с после- дующим осаждением ве- ществ, содержащихся в рас- творах, в поры. Таким путем синтезируют, например, на- ночастицы металлов в цеоли- тах - алюмосиликатах ще- лочных или щелочноземель-

ных металлов, обладающих регулярной пористой структурой. При этом раз- меры образующихся наночастиц определяются размерами пор цеолитов (1 -2 нм). Обычно матричные наночастицы выступают в качестве структурных элементов специально получаемых объемных нанокомпозитов.

4.2.2. Органические нанокристаллы

Органические нанокристаллы распространены гораздо менее по сравнению неорганическими. Среди них наиболее известны полимерные нанокристаллы. Они представляют собой нанокристаллы матричного типа, которые образу- ются в результате частичной кристаллизации полимеров из расплавов или растворов [6, 13, 14]. При этом формируемая структура полимеров состоит из аморфной матрицы и распределенных в ее объеме кристаллических нанов- краплений. Объемной долей кристаллической фазы определяется степень кристалличности полимеров, которая может колебаться в довольно широких пределах - в зависимости от вида полимера и условий затвердевания. На- пример, у полиамида степень кристалличности может изменяться от 0 до 50%.

Рис. 4.10. Структура быстро затвердевшего аморфного сплава А19₄,5СгзСе₁Со₁,5 [2]

В аморфной матрице С распределены кристалличе­ские наночастицы B, D и т.д. со средним размером

5-10 нм; b, c и d - фрактограммы с участков, принадлежащих соответственно областям B, C и D.

Полимерные нанокристаллы по своему строению представляют ламели, которые образуют гибкие макромолеку- лы, складывающиеся наподобие гар- мошки (рис. 4.11). Толщина ламелей со- ставляет около 10 нм, в то время как длина может доходить до нескольких сотен нанометров. В зависимости от ме-

ханизма кристаллизации форма нанокристаллов может ромбовидная (поли- этилен), гексагональная (полиформальдегид), тетрагональная (полиэтиленок- сид), в виде параллелограмма (полиакрилонитрил) и др.

На практике в ходе переработки полимерных материалов кристаллиза- ция обычно происходит под действием напряжений. Это приводит к тому, что ламели ориентируются вдоль некото- рых определенных направлений. На- пример, в случае переработки полимер- ного материала методом экструзии они ориентируются перпендикулярно на- правлению экструзии. Это приводит к образованию так называемой пачечной структуры нанокристаллов (рис. 4.12). Центральная часть пачечной структуры,

играющая роль зародыша кристаллизации, располагается в направлении экс- трузии и перпендикулярно к плоскостям ламелей.

Рис. 4.11. Складчатая модель полимерного нанокристалла [14]

Н ~ 10 нм

1

2

Рис. 4.12. Модель пачечной структуры полимерного нанокристалла [14]

1 - центр пачечной структуры, 2 - лямелярный кристалл