- •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
15.8.1 Окончательные выводы преждевременны
Терапевтический эффект, оказываемый постоянными магнитами, в настоящее время все еще рассматривается со значительной долей скептицизма. Большинство результатов многочисленных исследований эффективности магнитной терапии может быть списано на эффект плацебо. Например, магнитные накладки для спины, используемые многими профессиональными гольфистами, по всей вероятности, помогают снимать боль в спине благодаря осуществляемой ими чисто механической поддержке, локальному нагреванию спины, а также благодаря тому, что их присутствие напоминает немолодым спортсменам, что им не следует слишком перенапрягать свои мышцы. Все эти устройства работают как с магнитами, так и без них. Исследования английских ученых по поводу эффективности действия магнитных стимуляторов для роста костей, показали, что стимуляция в равной степени успешна и в том случае, когда магнитное поле отключено, и связано это с навязанной пациенту при использовании стимулятора неподвижностью, а не с действием магнитных полей.
Наиболее “сильные” утверждения магнитной терапии, такие как возможность исцеления от рака путем навешивания на шею супермагнитов, не только бесполезны, но могут быть и опасны, поскольку они отвлекают пациентов от поисков правильного и адекватного медицинского лечения. Хотя до конца характер воздействия магнитного поля на раковые клетки нельзя считать изученным, некоторые утверждают, что магнитные драгоценности и большинство других продуктов для магнитной терапии вероятно безвредны, за исключением денежных потерь при покупке.
Результаты исследований в Бейлоре, однако, увеличили вероятность того, что, по крайней мере в некоторых случаях, местное применение постоянных магнитов действительно может снимать боль. Однако, эти выводы не могут считаться окончательными до тех пор, пока они не будут подтверждены дальнейшими испытаниями. Механизмы подобного воздействия остаются таинственным, но влияние статических магнитных полей на сложные электрохимические процессы в организме человека не является невозможным.
Если обоснованность применения магнитной терапии до сих пор остается под вопросом, то существует очень широкий круг медицинских приборов и устройств, методов диагностики и лечения, способов борьбы с различными медицинскими проблемами, в которых магнитные явления и свойства магнитных материалов не только с успехом используются, но это использования является научно оправданным. Другие идеи по использованию магнитов в медицине только начинают воплощаться в жизнь, но их перспективность уже очевидна.
Остановимся на наиболее существенных направлениях применения в медицинских целях магнитов и магнитных явлений.
15.8.2 Магнитно-резонансная томография
М
агнитно-резонансная
томография (ядерно-магнитная резонансная
томография, МРТ, ЯМРТ, NMR, MRI) –
нерентгенологический метод исследования
внутренних органов и тканей человека.
Здесь не используются рентгеновские
лучи, что делает данный метод безопасным
для большинства людей. Обследуемая
часть тела пациента помещается в
однородное импульсное магнитное поле
большой интенсивности. Различные ткани
тела человека поглощают поле в различной
степени, что позволяет при помощи
компьютерной обработки создавать
визуальную картину тела пациента.
Технология МРТ достаточно сложна:
используется эффект резонансного
поглощения атомами электромагнитных
волн. Человека помещают в магнитное
поле, которое создает аппарат. Молекулы
в организме при этом разворачиваются
согласно направлению магнитного поля.
После этого радиоволной проводят
сканирование. Изменение состояния
молекул фиксируется на специальной
матрице и передается в компьютер, где
проводится обработка полученных данных.
В отличие от компьютерной томографии
МРТ позволяет получить изображение
патологического процесса в разных
плоскостях. Магнитно-резонансный
томограф по своему внешнему виду похож
на компьютерный. Исследование проходит
так же, как и компьютерная томография.
Стол постепенно продвигается вдоль
сканера. МРТ требует больше времени,
чем КТ, и обычно занимает не менее 1 часа
(диагностика одного раздела позвоночника
занимает 20-30 минут).
Недавние успехи в конструкции МР - томографов позволили разработать малые по размерам, портативные устройства, с помощью которых можно обследовать такие небольшие части тела, как руки и ноги. Большие закрытые устройства для обследования всего тела, вызывающие у многих пациентов клаустрофобию, заменены в настоящее время на новые, имеющие открытую конструкцию, что оставляет пациентам свободу в ходе обследования и избавляет их от ненужных страхов.
МРТ лучше других диагностических методов визуализирует некоторые структуры головного и спинного мозга, а также нервные структуры. В связи с этим она чаще используется для диагностики повреждений, опухолевых образований нервной системы, а также в онкологии, когда необходимо определить наличие и распространенность опухолевого процесса. Список заболеваний, которые можно обнаружить с помощью МРТ, внушителен: воспалительные, дистрофические и опухолевые поражения сосудов и сердца, органов грудной и брюшной полости, поражение лимфатических узлов, паразитарные процессы и другие патологии. Метод особенно эффективен для изучения динамических процессов (например, состояния кровотока и результатов его нарушения) в органах и тканях.
