1.4. Методологические и фундаментальные основы индустрии наносистем. Характеристика индустрии наносистем.

Наиболее характерными проявлениями «наномира» даже по сравнению с традиционными объектами с микроскопическими характеристическими размерами следует признать:

• появление нетрадиционных видов симметрии и особых видов сопряжения границ раздела, конформаций (форма, расположение) с динамически перестраиваемой структурой;

• доминирование над процессами искусственного упорядочения явлений самоупорядочения и самоорганизации, отражающих проявление эффектов матричного копирования и особенностей синтеза в условиях, далеких от равновесных (равновесное состояние – это когда все величины системы не зависят от времени);

• высокая «полевая» (электрическая, магнитная) активность и «каталитическая» (химическая) избирательность поверхности ансамблей на основе наночастиц, включая интегрированные композиции неорганической и органической природы;

• особый характер протекания процессов передачи энергии, заряда и конформационных изменений, отличающихся низким энергопотреблением, высокой скоростью и носящих признаки кооперативного синергетического (синергетический процесс – процесс взаимоусиления воздействий различных факторов, когда итоговый результат выше простой суммы) процесса.

Причиной появления этих особенностей в условиях «наномира» является:

• изменение отношения площади поверхности к объему при переходе к наноразмерным системам;

• энергетическая, полевая и «вещественная» неравновесность поверхности, охватывающая значительные объемы наночастиц;

• усиление роли различных видов размерных эффектов вследствие значительной площади границ раздела в условиях нанокомпозиций;

• проявление в условиях больших коллективов энергетически активных наночастиц нетрадиционных механизмов упорядочения, переноса энергии и заряда;

• малые характеристические размеры частиц и особый характер их упорядочения, обеспечивающие энергетическую и пространственную доступность транспорта заряда, энергии и конформационных изменений.

Как отмечалось ранее, основными понятиями в индустрии наносистем являются такие как наноматериалы, нанотехнология, нанодиагностика и наносистемотехника. Приведем характеристику индустрии наносистем с точки зрения направлений развития и функциональных особенностей, используя именно эти понятия (табл.2).

Табл.2

Характеристика «Индустрии наносистем»

Направления развития	Функциональные особенности
Наноматериалы
• 0-мерные: квантовые точки • 1-мерные: квантовые нити, нанотрубки, нановолокна, линейные полимеры • 2-мерные: квантовые ямы, сверхрешетки, биомембраны • 3-мерные: нанокомпозиты, фуллерены, мицеллы, биоорганические полимеры	• Легкость • Прочность • Стойкость • Эластичность • Биосовместимость • Селективность • Энергоемкость • Память
Нанотехнология
• Атомно-молекулярное наслаивание • Атомно-молекулярная сборка и самосборка • Атомно-молекулярное модифицирование и удаление • Атомно-молекулярная селекция	• Наноточность • Нанолокализация • Нанопозиционирование • Наноизбирательность • Нанокатализ • Самоформирование • Самоорганизация
Нанодиагностика
• Атомно-зондовая микроскопия • Электронная микроскопия и спектроскопия • Масс-спектрометрия • Оптическая спектроскопия • Дифрактометрия	• Наноточность • Наночувствительность • Наноколичество
Наносистемотехника
• Кооперативность • Избирательность • Полиморфизм • Распределенность • Интеграция синтеза и функционирования	• Наномасштабирование • Квантовые размерные эффекты • Синергетические эффекты • «Гигантские» эффекты • Неравновесные процессы

Таким образом, фундаментальным базисом индустрии наносистем являются новые ранее неизвестные свойства материалов и композиций, возникающие при переходе к объектам, представляющим собой интеграцию искусственно или естественно упорядоченных наносистем. Это обусловлено особым проявлением в нанокомпозициях и ансамблях субмолекулярных комплексов кооперативно-синергетических явлений и процессов, квантово-размерных и «гигантских» эффектов.