Терминология

1.1 Основные понятия и определения, используемые в микро- и нанотехнологиях

Термин «нано» происходит от греческого «нанос» (карлик) и соответствует одной миллиардной доле единицы. Нанотехнологии и науки о наноструктурах и наноматериалах имеют дело с объектами размером от 1 нм до 100 нм.

Нанотрубки - фуллереновые трубки – тубулены, представляющие собой полые цилиндрические образования, собранные из шестиугольников, в вершинах которых расположены атомы углерода, и имеющие, как правило, на конце сферическую крышку, включающую пятиугольные грани.

Фуллерены - молекулы С₆₀ и С₇₀, имеющие форму замкнутой поверхности (сферической, эллипсоидальной).

Магнитные жидкости - коллоидные растворы различных ферро- или ферримагнитных однодоменных частиц в обычных жидкостях.

Суспензия (лат. suspensio, буквально - подвешивание) ‑ смесь веществ, где твёрдое вещество распределено в виде мельчайших частиц в жидком веществе во взвешенном (неосевшем) состоянии.

Ферросуспензии (ФС) ‑ дисперсные системы, в которых дисперсной фазой служат ферро- и ферримагнитные частицы.

Магнитореологический эффект ‑ резкое изменение механических свойств (вязкости, пластичности, упругости) некоторых суспензий под воздействием магнитных полей.

Магнитофорез - направленная магнитодиффузия под действием неоднородного магнитного поля.

Бародиффузия - гравитационная диффузия, которая может наблюдаться в дисперсных системах.

Седиментация ‑ оседание частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести.

Индуцированная внешним магнитным полем структура ФС ответственна за появление нелинейных реологических эффектов ‑ вязкопластичности, упруговязкости. Сложная реологическая специфика подобных суспензий позволила в дальнейшем определить их как магнитореологические среды (МРС). Термин «магнитореологическая жидкость» относится и к жидкостям, которые затвердевают в присутствии магнитного поля. Частицы в магнитореологической жидкости в основном микрометрового размера; они слишком тяжелы, чтобы броуновское движение поддерживало их во взвешенном состоянии, и поэтому со временем оседают из-за естественной разности в плотности частиц и несущей жидкости.

Кластер – химическое соединение, содержащее ковалентную связь между атомами или молекулами.

Лиофильные кластеры могут собирать на своей поверхности молекулы окружающей среды и образовывать с ними прочные сольватные комплексы.

Лиофобные кластеры не адсорбируют на своей поверхности молекулы растворителя.

Коллоидные кластеры образуются в растворах в результате химических реакций и могут иметь размеры от 1 до 100 нм.

Лиганд (от латинского ligare - связывать) – атом или молекула, связанные с неким центром – акцептором.

Механическое диспергирование - процесс механического измельчения агломератов порошка в диспергаторах за счет сдвигового деформирования.

Адсорбция – присоединение вещества (адсорбата) из газоподобной среды или из раствора к поверхностному слою жидкости или твердого тела (адсорбенту).

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) – химические соединения, которые концентрируясь на поверхности раздела термодинамических фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения. Молекулы ПАВ, как правило, имеют в своем составе полярную часть (гидрофильный компонент).

Домены – области спонтанного намагничивания ферромагнетика, содержащие в себе большое количество молекулярных магнитных диполей, ориентированных параллельно друг другу. Эти образования достигают размеров 10^-5 – 10^-3 мм.

Кривая намагничивания - зависимость намагниченности вещества М от величины внешнего магнитного поля H.

Точка Кюри - температура Т_с, при достижении которой области спонтанного намагничивания (домены) распадаются, и ферромагнетики теряют свои магнитные свойства.

Функция Ланжевена в совокупности с аргументом

выражает зависимость намагниченности парамагнетика (суперпарамагнетика) М от напряженности магнитного поля Н и температуры Т:

М=n L(ξ),

где m_* - магнитный момент частицы, n – концентрация частиц.

Магнитожидкостные герметизаторы (магнито­жидкостные уплотнения) – устройства, в которых капля магнитной жидкости перекрывает зазор между валом и втулкой благодаря удерживающему действию магнитного поля, сконцентрированного в области зазора.

Магнитная левитация - следствие действия пондеромоторной силы: на немагнитные тела, находящиеся в магнитной жидкости, помещённой в магнитное поле с градиентом вдоль направления силы тяжести, действует дополнительная выталкивающая сила, которая может многократно превышать вес вытесненной жидкости.

Магнитокалорический эффект – изменение температуры магнитного вещества при его адиабатном намагничивании или размагничивании.