13.2. Наночастицы

13.2. Наночастицы

Шерил Эрман

Шерил Эрман является выдающимся специалистом по химическому синтезу и проектированию материалов в области нанотехнологий. Область ее научных интересов относится к получению и использованию самых разнообразных наночастиц в новейших нанотехнологиях (включая термодинамику их образования, изучение процессов переноса, образование кристаллов льда и т. п.). В настоящее время она работает профессором в Мэрилендском университете и занимается исследованием образования наночастиц и возможностей их взаимодействия.

В последнее время исследователи все чаще проявляют интерес к изготовлению и изучению свойств наночастиц (частиц с диаметром менее 100 нм). Эти объекты обещают стать основой реального внедрения новых технологий, вследствие чего их производство уже сейчас стало важным и неотъемлемым сектором возникающего рынка коммерческих нанопродуктов. Как выяснили историки науки, частицы нанометрового размера использовались (разумеется, без всякого научного обоснования) еще в глубокой древности, и, например, прославленная окраска древнеримских стеклянных ваз объясняется присутствием в стекле нанокластеров атомов золота[55]. В качестве современного примера использования наночастиц можно указать на угольную сажу, добавляемую в автомобильные покрышки для повышения их прочности и износостойкости. Масштабы коммерческого производства сажи для этих целей весьма внушительны: в 2000 году годовой объем ее выпуска составлял 6 миллионов тонн[56]. Интерес к наночастицам диктуется тем, что при высокой степени измельчения существенно изменяются физико-химические свойства (механические, оптические, магнитные и т. д.) практически всех веществ. Кроме того, размеры наночастиц позволяют им вступать в прямой контакт на молекулярном уровне с биологическими тканями и системами, осуществляя необходимое взаимодействие.

На рис. 13.1 изображены стандартных наночастиц, из которых (для наглядности) сформирована более крупная частица микронного размера.

Рис. 13.1. Частица TiO2 микронного размера, сформированная из наночастиц (микрофотография предоставлена фирмой Altair Nanotechnologies, Inc.)