Текст стендового доклада Морозова А.П. на пленарном заседании секции «Теплотехника и теплоэнергетика металлургического производства» на 67 научно-технической конференции МГТУ по итогам НИР за 2008 г.

К нанотехнологиям или нанотэк принято [1,2] относить процессы и малоразмерные объекты с характерной длиной от 1 (10-9 м) до 100 нм, а применением подобных объектов занимается наноинженерия. При переходе к данному диапазону размеров многие свойства веществ и материалов (тепло- и электропроводность, оптические свойства, прочность, термостойкость и др.) изменяются существенным образом [3-11].

Например, согласно модели плавления кластеров [12,13] возможно повышение теплоемкости и уменьшение температуры плавления кластера, причем температура плавления не совпадает с температурой отверждения. При этом мультиметр понижение точки плавления кластера по сравнению с массивным материалом и разность поверхностного натяжения для твердого и жидкого состояния максимальны для изолированного состояния кластера. Однако, с учетом поверхностного стабилизирующего слоя в коллоидных кластерах или межкластерных взаимодействий в твердотельных наноструктурах (при повышении температуры), эта разность в температурах плавления нивелируется. В целом свойства нанокластеров являются промежуточными между свойствами изолированных атомов и поликристаллического твердого тела. Спектр свойств вещества значительно расширяется, если наночастицы (или более ранний термин «ультрадисперсные порошки») агломерируются в объемный компактный материал. Такие нанокристаллические материалы, содержащие наряду с нанометровыми кристаллитами высоко протяженные границы раздела с частично неупорядоченной структурой, обладают новыми свойствами по сравнению с крупнозернистыми материалами такого же состава. Наноструктурные материалы по размерности структурных единиц можно разделить на: атомные кластеры и частицы; одно- и двумерные мультислои; ультрамелкозернистые покрытия и ламинарные структуры; трехмерные объемные нанокристаллические и нанофазные материалы.

Следует иметь в виду, что многие давно используемые материалы и процессы фактически связаны с нанотехнологиями. Например, известные научно-технические направления и природные наноструктуры, такие как аэрозоли, коллоиды, пористые катализаторы, сажа (наночастицы аморфного углерода), ионообменники, алюмосиликаты, цеолиты, силикагель, глины, диатомит, кластеры, ультрадисперсные порошки, тонкие пленки и др., могут быть модифицированы и в определенном смысле отнесены к современным нанотехнологиям.