27 Вопрос

К наноматериалам условно относят дисперсные и массивные материалы, содержащие структурные элементы (зерна, кристаллиты, блоки, кластеры), геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и обладающие качественно новыми свойствами, и характеристиками

.

В настоящее время интерес к новому классу материалов в области как фундаментальной и прикладной науки, так и промышленности и бизнеса постоянно увеличивается Это обусловлено такими причинами, как:

• стремление к миниатюризации изделий,

• уникальными свойствами материалов в наноструктурном состоянии,

• необходимостью разработки и внедрения новых материалов с качественно и количественно новыми свойствами,

• развитие новых технологических приемов и методов, базирующиеся на принципах самосборки и самоорганизации,

• практическое внедрение современных приборов исследования и контроля наноматериалов (зондовая микроскопия, ретгеновксие методы, нанотвердость)

• развитие и внедрение новых технологий (ионно-плазменные технологии обработки поверхности и создания тонких слоев и пленок, LIGA-технологии, представляющие собой последовательность процессов литографии, гальваники и формовки, технологий получения и формования нанопорошков и т.п.).

Анализ роста инвестиций, количества публикаций по данной тематике и темпов внедрения фундаментальных и поисковых разработок позволяет сделать вывод о том, что в ближайшие 20 лет использование нанотехнологий и наноматериалов будет являться одним из определяющих факторов научного, экономического и оборонного развития государств. Некоторые эксперты даже предсказывают, что XXI века будет веком нанотехнологий ( по аналогии с тем как XIX век называли веком пара, а XX век – веком атома и компьютера

! Новейшие открытия в этой области затрагивают важнейшие проблемы физики, биологии и техники.

Промышленные круги постепенно убедились в том, что нанотехнология создает новые возможности для развития бизнеса и конкуренции. В соответствии с существующими прогнозами мировой объем производства в области нанотехнологий через 10–15 лет должен превысить 1 трлн долларов, что приведет к созданию 2 млн новых рабочих мест [18].

Основные области применения наноматериалов и возможные ограничения

В качестве примера можно указать некоторые области применения (или иначе «коммерциализации») наноматериалов по печатным материалам последних лет. Естественно, что данный обзор областей применения наноматериалов ни в коей мере не является цельным, однако он может дать нужное представление о перспективах использования наноматериалов.

Производственные технологии:

Важным и перспективным в настоящее время является

• использование наноматериалов в качестве компонентов композитов самого разного назначения.

• Добавление нанопорошков (подшихтовка) к обычным порошкам при производстве сталей и сплавов методами порошковой металлургии позволяет снижать пористость изделий, улучшать комплекс механических свойств [8].

• Очень большая удельная поверхность нанопорошков (порядка 5х10⁷ м^-1) способствует их применению в ряде химических производств в качестве катализаторов [8].

Триботехника:

Здесь перспективы применения связаны с тем, что

1. металлические материалы с наноструктурой обладая повышенной по сравнению с обычным структурным состоянием твердостью и износостойкостью [8].

2. В качестве самосмазывающихся покрытий для космической техники предлагаются многофазные наноструктурные покрытия

4. Металлические нанопорошки добавляют к моторным маслам для восстановления трущихся поверхностей [8].

Электро-магнитная и электронная техника:

Хороший комплекс магнитных характеристик некоторых делает перспективным их использование

Упорядоченные структуры в виде «ковров» из нанопроволок могут использоваться как сенсоры или элементы экранов высокого разрешения

Фуллерены и наноматериалы на их основе являются перспективными материалами для создания изделий области полупроводниковой, оптической и фотоэлектрической