Лекция № 1

1. Основные термины и определения.

Частицы нанометровых размеров (от 1 до 100нм) стали привлекать внимания исследователей сравнительно недавно (20 -25 лет последних). Толчком к бурному развитию нанонауки послужили успехи в разработке тонких методов исследования вещества, таких как электронный микроскоп высокой разрешающей способности (краткие данные о методах электронной микроскопии: зондованной, сканирующей, масс-спектроскопии и др.)

Открытый мир атомов показал качественно новые уникальные, необычные, трудно предсказуемые свойства наночастиц и материалов при излучении которых были введены новые термины и определения.

Наночастицы (нанопорошки) – это малоразмерные твердые вещества, геометрический размер которых изменяется от десятых долей до 100 нм. Понятия нанопорошки и наночастицы во многом перекрываются, но конечно следует иметь в виду возможный изолированный характер первых и обязательно совокупный вид последних (порошок – это совокупность находящихся в соприкосновении индивидуальных твердых частиц небольших размеров (от 0,001 до 10³ мкм)). Считается, что наночастицы с уменьшением размера переходят в кластеры, содержащие от 10 до несколько тысяч атомов (по разным данным, примерно до 2000-10000). Полагают так же, что для кластеров, в отличие от кристаллических частиц, характерна потеря трансляционной симметрии.

Нанокомпозиты – объекты, в которых наночастицы упакованы вместе в микроскопический образец, внутри которого находится изолированные частицы, но их свойства маскируются сильными меж частичным взаимодействием. Синоним накомпозита является нанофаза.

Наноструктура – совокупность наночастиц определенного размера с наличием функциональных связей (активная частица), то есть они могут взаимодействовать с химическими веществами. Их рассматривают как нанореактор.

Нанореактор – процесс конкурирующих последовательно параллельных реакций, происходящих с энергией активации равной нулю, то есть самопроизвольно.

Квантовая точка – наноостравок на поверхности определенного нанополупроводника, который отличается типом электропроводности (так можно создать сверхчувствительные приборы, например, на GaAs создать квантовые точки GaInAs).

Прекурсор – концентрированные растворы исходных веществ.

ДНК – это длинная двухцепочечная спираль, состоящая из антипараллельных нитей, связанных водородными связями. В составе ДНК четыре строительных блока: аденин, цитозин, гуанин и тимин. Комплементарное спаривание аденина с тимином и гуанина с цитозином разных цепей осуществляется посредством водородных связей. Таким образом, последовательность мономерных нуклеотидов одной цепи комплементарна последовательности нуклеотидов другой цепи. Свободные концы ДНК в генной инженерии называются «липкими концами» (stickyends), они обеспечивают возможность дальнейшего наращивания разветвленных структур путем самосборки. Причем последняя может быть запрограммирована (имеется в виду компланарность, т.е. соответствие и взаимодополняемость).

АОТ – материал матрицы.