- •Глава 1 8
- •Глава 6 66
- •Глава 7 70
- •Глава 8 84
- •Глава 9 101
- •Глава 10 106
- •Глава 11 131
- •Глава 12 153
- •Глава 13 173
- •Глава 14 200
- •Глава 15 219
- •Глава 16 244
- •Глава 17 247
- •17.1 Введение 247
- •Глава 18 266
- •Глава 19 268
- •Глава 20 280
- •Глава 1
- •1. Классификация и методы получения нанокластеров и наноструктур
- •1.1 Молекулярные кластеры
- •1.2 Газовые безлигандные кластеры
- •1.2.1 Источники получения кластеров
- •1.2.2 Масс-спектрометры и детектирование кластеров
- •1.3 Коллоидные кластеры
- •1.4 Твердотельные нанокластеры и наноструктуры
- •1.5 Матричные нанокластеры и супрамолекулярные наноструктуры
- •1.6 Кластерные кристаллы и фуллериты
- •1.7 Компактированные наносистемы и нанокомпозиты
- •1.8 Тонкие наноструктурированные пленки
- •1.9 Углеродные нанотрубки
- •Глава 2
- •2Общие положения
- •2.1Объекты и процессы нанотехнологий
- •2.2 Основная концепция нанотехнологии
- •2.2.1 Физико-химические основы нанотехнологии
- •Глава 3
- •3 Наночастицы, нанонаука, нанотехнология, нанофизика, нанохимия, наномеханика, нанобиология, наномедицина и т.Д., закон Мура
- •3.1 Механические свойства нанокристаллических материалов
- •Глава 4
- •4 Методы контроля аттестации наночастиц, наноизделий и наноструктурированных материалов
- •4.1Методы получения наноструктур
- •4.2 Методы получения наносистем
- •4.3 Особенности ультрадисперсных систем
- •Глава 5 Поверхностные эффекты в нанотехнологиях
- •5.1. Атомные и молекулярные орбитали
- •5.2 Поверхность монокристаллов, нанокластеров и пористых сорбентов
- •5.3 Примесные атомы на поверхности
- •5.4 Поверхность металлов и оксидов металлов (электронные свойства)
- •5.5 Поверхность металлов и оксидов металла (магнитные свойства)
- •5.6 Поверхностные центры кислотного и основного типа
- •5.7 Адсорбция
- •5.8 Примеры адсорбции
- •5.9 Адсорбция молекул воды и атомная динамика атомов железа в пористых ионообменниках.
- •5.10 Адсорбция воды и динамика кластеров воды и полимерной сетки.
- •5.11 Катализ. Примеры каталитических превращений с участием поверхности твердого тела и нанокластеров
- •Глава 6
- •6 Самосборка. Магические цифры. Замена построения синтеза объекта «сверху-вниз» на синтез «снизу-вверх»
- •Глава 7
- •7 Физика наночастиц и нанотехнологии, структура наночастиц. Кластеры
- •7.1 Молекулярные кластеры
- •7.2 Газовые безлигандные кластеры
- •7.2.1 Источники получения кластеров
- •7.2.2 Масс-спектрометры и детектирование кластеров
- •7.3 Коллоидные кластеры
- •7.4 Твердотельные нанокластеры и наноструктуры
- •7.5 Матричные нанокластеры и супрамолекулярные наноструктуры
- •7.6 Кластерные кристаллы и фуллериты
- •7.7 Компактированные наносистемы и нанокомпозиты
- •7.8 Тонкие наноструктурированные пленки
- •Глава 8
- •8 Наноструктурированные материалы. Кристаллизация пленок из растворов-расплавов
- •8.1 Разупорядоченные твердотельные структуры
- •8.1.1 Методы синтеза
- •8.1.2 Механизмы разрушения традиционных поликристаллических материалов
- •8.1.3 Механические свойства
- •8.1.4 Наноструктурированные многослойные материалы
- •8.1.5 Электрические свойства
- •8.1.6 Другие свойства
- •8.1.7 Металлические нанокластеры в оптических стеклах
- •8.1.8 Пористый кремний
- •8.2 Наноструктурированные кристаллы
- •8.2.1 Природные нанокристаллы
- •8.2.2 Теоретическое предсказание существования кристаллических решеток из нанокластеров
- •8.2.3 Упорядоченные структуры наночастиц в цеолитах
- •8.2.4 Кристаллы из металлических наночастиц
- •8.2.5 Упорядоченные решетки наночастиц в коллоидных суспензиях
- •8.2.6 Наноструктурированные кристаллы для фотоники
- •Глава 9
- •9 Механические свойства наноструктурированных материалов, закон Холла- Петча
- •9.1 Механизмы разрушения традиционных поликристаллических материалов
- •Глава 10
- •10 Проблема высокоплотной записи информации, «терабитный барьер» и атомная плотность записи порядка 103 Тбит/см2
- •10.1 Проект наномеханического вентиля
- •10.2 Наноэлектромеханический одноэлектронный транзистор с «механической рукой»
- •10.3 Наномеханическая память вскоре заменит традиционную магнитную
- •10.4 Механическая память на основе нэмс
- •10.5 «Многоножка» стартует с 10 Гб
- •10.6 Память объемом в 100 Гбайт благодаря нанотехнологиям
- •10.6.1Магнитная flash-память на основе углеродных нанотрубок
- •10.7 Открытые микрожидкостные и наножидкостные системы
- •10.8 Ученые построили первый наножидкостный транзистор для химических компьютеров
- •10.9 Сверхточный детектор массы и силы на основе нанотрубки
- •10.9.1 Датчик наноперемещений
- •10.9.2 Нэмс для взвешивания днк
- •10.10 Вращающийся нанопропеллер
- •10.10.1 Новый подход в наномоторах - использование силы поверхностного натяжения
- •10.11 Газовый наносенсор на основе проводящего полимера
- •10.11.1 Газовая нанотурбина
- •10.12 Продукты нанотехнологий завоевывают мировой рынок
- •10.13 Дисплеи нового поколения на мировом рынке
- •10.13.1 Первый цветной дисплей на нанотрубках от компании Motorola
- •10.14 Молекулярные машины вращают днк вдоль оси
- •10.15 Нановелосипед покажет себя на Tour de France
- •Глава 11
- •11 Термодинамические аспекты поверхности
- •11.1 Химический потенциал
- •11.2 Свободная энергия Гиббса и свободная энергия Гельмгольца
- •11.3 Термодинамика поверхности и поверхностей раздела
- •11.4 Термодинамика криволинейной поверхности
- •При равновесии
- •11.5 Структура поверхности и межфазных границ
- •11.6 Нуклеация и рост нанокластеров в нанопорах вещества
- •11.7 Нуклеация и рост кластеров гидроксида железа в нанопорах (экспериментальное приложение термодинамических параметров)
- •11.8 Нуклеация и рост кластеров на основе твердотельных реакций
- •11.9 Твердотельная нуклеация и рост кластеров. Пример термического разложения оксалата железа
- •Глава 12
- •12 Свойства индивидуальных металлических наночастиц
- •12.1 Определение и классификация
- •12.2 Основные параметры проводниковых материалов. Зависимость от состава проводника и внешних факторов
- •12.3 Перспективы развития
- •12.3.1 Основные ограничения и тенденции развития
- •12.4 Предельные размеры моп-приборов
- •12.4. 1 Законы подобия
- •12.5 Туннелирование
- •12.6 Ограничения, связанные со свойствами материалов
- •12.6.1 Ограничения, связанные с функционированием приборов
- •12.6.2 Ограничения ширины линий и резкости
- •12.7 Материал резистов
- •Глава 13
- •13.1 Определения и классификация
- •13.2 Собственные и примесные полупроводники
- •13.3 Особые электронные состояния в конденсированных средах
- •13.4 Основные параметры полупроводниковых материалов
- •13.5 Контакт электронного и дырочного полупроводников. Свойства электронно-дырочного перехода
- •Глава 14
- •14 Квантовые ямы, проволоки и точки. Приготовление квантовых наноструктур
- •14.1 Введение
- •14.2 Приготовление квантовых наноструктур
- •14.3 Эффекты, обусловленные размерами и размерностью нанообъектов
- •14.3.1 Размерные эффекты
- •14.3.2 Размерность объекта и электроны проводимости
- •14.3.3 Ферми-газ и плотность состояний
- •14.3.4 Потенциальные ямы
- •14.3.5 Частичная локализация
- •14.3.6 Свойства, зависящие от плотности состояний
- •14.4 Экситоны
- •14.5 Одноэлектронное туннелирование
- •14.6 Приложения
- •14.6.1 Инфракрасные детекторы
- •14.6.2 Лазеры на квантовых точках
- •14.7 Сверхпроводимость
- •Глава 15
- •15 Магнитные кластеры. Влияние наноструктурирования объемного материала на магнитные свойства. Динамика наномагнитов
- •15.1 Хранение информации наномагнитами
- •15.2 Выращивание наноуглеродных ферромагнетиков
- •15.3 Магнитосопротивление наноструктур
- •15.4 Ферромагнитные жидкости
- •15.5 Магнитные материалы и современная медицина
- •15. 6 Магнитные Поля и Тело человека
- •15.7 Доказательства и сомнения, адвокаты и скептики
- •15. 8 Магнитная терапия сегодня
- •15.8.1 Окончательные выводы преждевременны
- •15.8.2 Магнитно-резонансная томография
- •15.9 Магнитная стимуляция - помощь при лечении психических расстройств
- •15.10 Моторы на постоянных магнитах для сердечников
- •15.11 Магниты как проводники и манипуляторы для медицинских процедур
- •15.11.1 Магнитная жидкость поможет сохранить зрение
- •15.11.2 Магнитоуправляемые сепараторы
- •15.11.3 Магниты для извлечения игл и хранения хирургических инструментов
- •15.11.4 Магнито-жидкостная гипертермия
- •15.11.5 Магнитные наночастицы разрушают раковые клетки
- •15.12 Магнетизм и биология: практика и перспективы. Иглотерапия
- •15.13 Красные кровяные тельца и магнитная память
- •Глава 16
- •16 Кластеры атомов редких газов и молекулярные кластеры
- •16.1 Кластеры инертных газов
- •16.2 Сверхтекучие кластеры
- •16.3 Молекулярные кластеры
- •Глава 17 углеродные наноструктуры
- •17.1 Введение
- •17.2 Углеродные молекулы
- •17.2.1 Природа углеродной связи
- •17.3 Углеродные кластеры
- •17.3.1 Малые углеродные кластеры
- •17.3.2 Открытие фуллерена с60
- •17.3.3 Структура с60 и его кристаллов
- •17.3.4 С60, легированный щелочными металлами
- •17.3.5 Сверхпроводимость в с60
- •17.3.6 Фуллерены с числом атомов, большим или меньшим 60
- •17.3.7 Неуглеродные шарообразные молекулы
- •17.4 Углеродные нанотрубки
- •17.4.1 Методы получения
- •17.4.2 Структура
- •17.4.3 Электрические свойства
- •17.4.4 Колебательные свойства
- •17.4.5 Механические свойства
- •17.5 Применения углеродных нанотрубок
- •17.5.1 Полевая эмиссия и экранирование
- •17.5.2 Компьютеры
- •17.5.3 Топливные элементы
- •17.5.4 Химические сенсоры
- •17.5.5 Катализ
- •17.5.6 Механическое упрочнение
- •Глава 18
- •18 Основные принципы водородной энергетики
- •18.1 Принцип работы водородного топливного элемента (тэ)
- •Глава 19
- •19 Использование нанотрубки в качестве транзистора
- •19.1 Компания Infineon создала самый маленький в мире транзистор на нанотрубке
- •19.2 Ibm утроит производительность транзисторов
- •19.3 Транзистор с плавником от Infineon уменьшил flash-память
- •19.4 Сверхконденсаторы из углеродных нанотрубок
- •19.5 Фотонные транзисторы в кремниевом исполнении
- •19.6 Hp провозглашает конец кремниевой эры
- •19.7 Квантовый выключатель - основа будущей нанологики
- •19.8 Способ массового производства электронных схем на основе нанотрубок
- •19.9 Штампуя наносистемы
- •19.10 Компания tsmc объявила о промышленном выпуске чипов по 65-нанометровому техпроцессу к концу 2005 года
- •19.10.1 Hp избавит мир от транзисторов
- •Глава 20 Наномашины и наноприборы
- •20.1 Микроэлектромеханические системы (memSs)
- •20.2 Наноэлектромеханические системы (nemSs)
- •20.2.1. Изготовление
- •20.2.2 Наноприборы и наномашины
- •20.3 Молекулярные и супрамолекулярные переключатели
15.7 Доказательства и сомнения, адвокаты и скептики
"Я не знаю ни одного ученого, кто относился бы к этим заявлениям серьезно... Это прихоть, навязчивая идея. Но все эти магнитные вещи получили такое же хождение, как медные браслеты и кристаллы, и они могут стать еще популярнее" – Роберт Парк, член Американского Физического Общества. "Атомы железа в магните плотно прижаты друг к другу. В вашей крови в каждой молекуле гемоглобина содержится четыре атома железа, и они разделены между собой расстоянием слишком большим для образования магнита. Это легко проверить – уколите свой палец и поместите каплю крови рядом с магнитом" – Михаил Шермерс, физик
Долгое время считающаяся шарлатанским направлением медицины, в наше время магнитная терапия получила научную поддержку в результате исследований в Медицинском колледже Бейлора (США, 1997). Внушают ли доверие эти исследования? Результаты исследований, о которых идет речь, были опубликованных в 1997 году в Архивах Физической и Реабилитационной Медицины.
Исследования проводились доктором Карлосом Валбона на 50-ти постполиомиелитных больных в Реабилитационном Центре Бейлоровского Института Хьюстона. Магниты для исследований (многополярные, циркулярные) предоставила компания Bioflex, Inc., она же произвела набор визуально идентичных поддельных магнитов для контроля. Для того чтобы результаты исследования были достоверными, никто из пациентов не знал, какие из магнитов были настоящими, а какие поддельными. До и после 45-минутного периода магнитной терапии пациентам предлагалось оценить свою боль по 10-балльной шкале. 29 пациентов, которые пользовались настоящими магнитами, сообщили, в среднем, о значительном уменьшении боли (от 9.6 до 4.4), в то время как пациенты, пользующиеся подделками (21 человек), сообщили о значительно меньшем уменьшении боли (от 9.5 до 8.4). Это различие является существенным, и не может объясняться эффектом плацебо.
Однако для твердых скептиков некоторые сомнения все же остаются и после этих исследований. И доктор Валбона, и его коллега доктор Карлтон Хазлвуд сообщили об их личном удачном опыте использования магнитов для снятия боли в колене, повышая тем самым сомнение в их объективности. Сознательные или несознательные систематические ошибки исследователей могут быть очень незначительными и не оказывать влияния на результаты исследований. Серьезная трудность – возможность отличить настоящий магнит от подделки, другая трудность любых подобных исследований - субъективность полученных данных.
Несмотря на все эти причины для осторожности результаты исследований в Бейлоре внесли изменения в точку зрения многих физиков. Так, доктор Вильям Джарвис, президент Национальной комиссии по мошенничеству в медицине, ранее считал магнитную терапию существенно шарлатанским методом. Сейчас он в порядке эксперимента допускает, что она может быть полезна при лечении постполиомиелитных больных.
Многие средства массовой информации, пишущие на эту тему, не делают должного различия между формой магнитной терапии, изучаемой в колледже Бейлора, основанной на действии умеренных статических полей от постоянных магнитов, и более распространенной формой магнитной терапии, основанной на сильных импульсных полях электромагнитов. Импульсные магнитные поля существенно отличаются от постоянных, поскольку, в соответствии с уравнениями Максвелла, изменяющееся во времени магнитное поле индуцирует электрическое поле. Электрические поля оказывают выраженное воздействие на биологические процессы, в частности, на нервные и мускульные клетки, о чем мы знаем еще со времен Гальвани и его опытов с ножками лягушек. Много лет назад FDA (Управление по контролю за продуктами и лекарствами США) одобрило использование импульсных магнитных полей в "стимуляторах роста костей" для лечения плохо срастающихся переломов и "магнитной стимуляции" – воздействия импульсных полей на мозг и другие компоненты нервной системы. В настоящее время подобные работы ведутся весьма интенсивно. В частности, показано, что при лечении депрессии многообещающим средством является транскраниальная (внутричерепная) магнитная стимуляция, при которой пациент получает сотни импульсов магнитного поля величиной до 1 Тесла и более длительностью в миллисекунду каждый. Однако, подобные формы магнитно-импульсной терапии основаны на биологических эффектах от индуцируемых электрических полей, и в корне отличаются от терапии с применением статических полей постоянных магнитов.
