- •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
15.9 Магнитная стимуляция - помощь при лечении психических расстройств
Современные ученые-медики на практике возвращаются к использованию магнитов для лечения психических заболеваний - от депрессии до шизофрении.
Начиная с 1995 года транскраниальная (внутричерепная) магнитная стимуляция (TMS) используется в больницах Соединенных Штатов, Европы и Австралии вначале как экспериментальный метод, а затем в качестве обычной лечебной процедуры.
В ходе этой продедуры для изменения работы больного мозга используются мощные переменные магнитные поля. При проведении процедуры магнитной стимуляции используется специальный прибор – металлическая коробка размером с настольный компьютер. К прибору с помощью кабеля присоединен тяжелый металлический предмет, похожий на ракетку для пинг-понга.
От этой ракетки исходит плотно сфокусированное магнитное поле, достаточно мощное для того, чтобы чувствоваться на расстоянии руки. Если ракетка расположена напротив черепа пациента, при включении-выключении магнитного поля в мозгу пациента создается электрический ток, таким же образом, как движущийся магнит создает ток в катушке.
Ученым-медикам удалось правильно подобрать место расположения магнита, при котором создаваемый им ток очень эффективен при лечении депрессии. Улучшение при этом виде заболевания составляет по наблюдениям не менее 50 %.
Магнитная стимуляция также с успехом используется при навязчиво-компульсивном расстройстве, биполярном расстройстве и эпилепсии, в последнее время TMS - терапию стали успешно применять и при лечении шизофрении.
Ученые не пришли к единому мнению о механизме действия прибора для TMS. Вероятнее всего, что электрический ток, создаваемый магнитами, заставляет нейроны в облучаемой части мозга становиться более возбудимыми.
Трудновозбудимые нейроны требуют относительно большого количества электричества, чтобы стать активными. Если удастся повысить возбудимость нейронов до нормального уровня, это позволит избавиться от депрессивных симптомов.
Этот принцип действия подобен электрошоковой терапии. Но при электрошоке для передачи электричества пациенту необходимо большое количество энергии. Электрошок требует общей анестезии и может вызвать конвульсии, беспокойство и временную потерю памяти.
Прибор TMS генерирует ток непосредственно в мозгу пациента, что позволяет врачам использовать значительно меньшие уровни энергии. Самый тяжелый побочный эффект от такой процедуры - умеренная головная боль.
15.10 Моторы на постоянных магнитах для сердечников
Остановка
сердца является наиболее частой причиной
смерти в современном мире. Единственное
действенное лечение для больных с
хронической сердечной недостаточностью
– трансплантация сердца. О
днако,
число подходящих для пересадки донорских
органов столь мало по сравнению с
количеством нуждающихся в этой процедуре
больных, что надеяться только на этот
метод нельзя.
Однако, большинству пациентов с тяжелой формой сердечной недостаточности, у которых работает только левый желудочек сердца, можно помочь. Для этого достаточно восстановить кардиоваскулярные функции сердца до нормального уровня.
В настоящее время для этих целей рядом фирм выпускаются вращательные насосы для поддержания физиологической циркуляции крови на постоянных магнитах. Такие насосы могут быть устроены по принципу центрифуги, использовать аксиальный (осевой) ток крови или представлять собой гибрид этих двух конструкций.
При создании насосов для обеспечения циркуляции крови используются высокоскоростные моторы на редкоземельных магнитах (чаще всего неодим-железо-бор). Они являются достаточно эффективными для обеспечения нужной температуры (кровь должна иметь температуру около 37 градусов Цельсия) и максимального продления срока действия батареек. Мотор и сам насос изготавливаются максимально компактными для удобства их использования больными.
