Третьяков Ю.Д. Нанотехнологии. Азбука для Всех
Подождите немного. Документ загружается.
8
гоное
значение
,
но
их
свойства
остаются
характерными
для
вешества
в
на
нокристалличсском
состоянии
.
Если
наночастица
имеет
сложную форму
и
строение
,
то
в
качестве
характеристического
рассматривают
не
линейный
ра
змер
частицы
в
целом
,
а
размер
ее
структурного
элемента.
Такие
частицы
,
как
правило
,
называют
ианоструктурами,
причем
их
линейные
размеры
мо
гут
з
н
а
ч
и
тел
ь
н о
превышагь
100
нм
.
13
зависимости
от
ТОГО.
какую
преимуще
ственную
анизотропию
имею
т структурные
элементы
нанострукгур,
после
д
ние
также
по
дразделяют
на
НУЛЬ
-
,
одно-
,
двух
-
И
трехмерные
.
Следует
отмстить
,
'11'0
многие
свойс
тва
материалов
(в
том
числе
маг
н
ит
н
ы
е
,
оп
тические
,
э
лектрические)
являются
с
ле
дствием
ко
л
лектив
ны
х
взаимо
д
ейс
твий
IJ
т
в
е
р
д
о
м
теле и
не
сохраняются
при
персхо
де
о
т
объемного
состояния
к
наномагсриалу
.
13
этом
случае
свойства
веществ
не могут
бы
ть
объяснены
т
о
л
ь
к
о увеличением
их
удельной
поверхнос
ти
и
ростом
огносите
льного
чис
ла
поверхностных
атомов
без
учета
кванто
нора
змерны
х
эффектов
.
Примерами
могут
с
лужить
такие
явления
,
как образование
квантовых
точек
,
изменение
ширины
запрещенной
зоны
за
счет
локали
зации
эксито
нов,
перехо
д
ферромагнитных
материалов
в
суперпарамагнигное
состоя
ние
.
Однако
иног
да
размерный
э
фф
е
к
т
проявляется
даже
в
таких
свойствах
веществ
,
как
и х
каталитическая
активность
илн
реакционная
способность:
с
уменьшением
размера
частиц
может
наб
люпаться
как
резкое
уве
личение,
та
к
и
уменьшение
активности,
отнесенной
к
одному
атому
металла
.
Как
правило
,
этот
э
ф
фе
кт
особенно
ярко
выражен
у
кластеров.
Важнейшей
стадией
нанотехнологий
является
химический
син
те
з
на
нопродуктов
.
В
связи
С
этим
уместно
напомнить,
'по
Нобелевский
л
а у
реа
т
Р
.
Хоффман
(физик
по
обра
зованию
,
проработавший
некоторое
время
в
Московском
университете)
в
ответ
на
вопрос
,
'11'0
такое
нанотехно
ло
гия
,
ос
троумно
з
а
м
ет
ил
,
'11'0
рад
тому
,
'11'0
для
ХИМИИ
л
ю
д
и
нашли
новое
н
а
звание
.
Теперь
у
них
появился
стимул
изучать
то
,
что
они
не
желали
и
зучать
11
школе.
13
этом
смысле
химики
занимаются
нанотехнологиями
уже
на
протяже
нии
двух
с
половиной
сто
летий
.
Современная
нанотсхно
логия
отличастся
тем.
'ПО
она
соединяет
талант
химика
-синтетика
и
физика-теоретика
с
мас
те
рет
во
м
инженера
,
и
именно
этот
сою
з
позволяет
создавать
самые
замысло
ватые
наноструктуры
.
Не
менее
важным
с
точки
зрения
перспсктивы
является
и
т
о
обсгояте
льство,
'11'0
переход
от
традиционных
макро- и микротехноло
гий
к
нанотехнологиям
о
значает
создание
нанопродукгов
и
наносистем
,
обес
печивающих
сушественную
э к
о
н
о м
и
ю
сыры!
И энергии и
открывающих
путь
к
бо
лее
э
ф
фе
кти
в
н
о
м
у
решению
экологических
проблем.
Академик
юл.
Треть
яков
НАНОТЕХНОЛОГИ
И
Введение
Че
ловек
у
,
о
собенно
не
иск
ушен
ному
в
н
а
учн
ы
х
и
зыскания
х
,
свойствен
но
вери
ть
в
чудеса
и
искать
универсальные
с
редства
пл
я
д
о
с
т
и
ж
е
н
и
я
всех
свои
х
ж
е
л
аний
,
ч
тобы
л
е
г
к
о
по
лу
ч
ить
все и
с
ра
зу.
К
а
к
ф
ил
ос
о
ф
с
к
и
й
ка
мень
для
алхимиков
древности
ИЛИ
как
во
лшебная
палочка
Г
ар
р
и
П
о
т
тера
для
мечтате
лей соврем
е
нности
.
Судя
110
тому
,
С
чем
пр
иход
ится
сталкива
ться
в
сре
дствах
массовой
инфо
рмации
,
сейчас
н
а
н
от
е
х н
о
л
о
гии
р
а
с с
м
а
тр и
ва
ю
тс
я
как
с
воеоб
разная
чудо
действенная
пан
ацея
о
т
всех
п
роб
лем
,
стояш
их
пере
д
Че
лове чеством
.
О
правда
н
ли
эт
от
эйфориче
ский
оптимизм
и
как
можно
во
пло
тить
нанотехн
о
логические
меч
ты
в
ре
альнос
ть
'!
И
сс
л
с
ловате
ль
ские
рабо
ты
пос
ле
дних
10- 15
л
ет
д
е
и
с т в
и
те
л
ь
н
о
откры
ли
важную
ро
ль
нанотехнолог
ий
в
разл
ичных
.
Мы
сл
ител
ь.
Родена
об
лас
тях
науки
и
те х
н
и
к
и
(инфор-
м
ационных
т
е х
н
ол
о
г
и
я
х,
ме
дици
не
,
фи
зике
,
хи
ми
и
,
материалове
де
н
ии
,
би о
ло
гии
,
э
к
о
ло
ги
и
и
т
.д
.
),
Произошла
с
воеобра
з
ная
р
е
в
о
л
ю
ци
я
,
п
о
с
кольк
у
нанотехно
логический
по
лхо
п о
значае
т
ц
е
л
сн
апр
а
в
л
ен н
о
е
регу
л
и
ро
ва
н
ие
свойств
объектов
на
мо
леку
лярном
и н
ад
м
о
л
е
к
у
л
я
р
н
о м
у
ров н
е
,
ч
т
о не
во
зможно
бы
ло
реали
зовать
еше
неско
лько
л
ет
назад
.
Лучшим
си
мволом
и
д
еи
универсального
по
дучен ия нан
оматериалов
(
и
вообще
ма
те
р
иалов
с
кон
тро
лируемыми
свойствами)
можно
сч
итать
демона
Максвелла
-
гипо
т
ет и
ч е с
к
о
г
о
сушес
тва
,
которое
способно
с
о
р
тир
о
в
а
т
ь
моле
ку
лы
ил
и
ато
мы
и
собира
ть и
з
таких
своеобразных
к
и р п
и
ч
иков
л
ю
бо
й
мате
р
иал
с
л
ю
быми
сво
йс
твами
.
Увы
,
до
йт
и
110
та
ко
й
фан
тастической
лет
ая
иэ
а
ц и
и
п
р
о
ц
е
с с
а
с
ин
те
за
крайне
тру
дно
,
ес
ли
вообш
е
во
зможно
.
Сего
дня
е
по
м
о
ш
ь
ю
очен
ь
т
о
н
к
и
х
иг
л
(например
,
з
о
нл
о
в
атомно-си
ловых
микроскопов)
можно
у
поря
до
чить
нужные
а
томы
поштуч
но
(как это
впе
рвые
с
де
лали
ученые
ф
и р
м
ы
IBM
с а
томами
к
ис
ло ро
да)
.
Н
о
...
в
ко
л
ичестве
всего
л
и
ш
ь
нескольк
и
х
штук
.
Чтобы
собрать
та к
и
м
образом
с
кол
ько-
либо
п
о
л
е
з
н
у
ю
и
реаль
но
работающую
систему
,
по
требо
валось
б
ы
чр
е
з
в
ы
ча
й н о
много
време
ни
и
ДЗБУКА
АЛЯ
ВСЕХ
9
С
тр
ук
ту
ра
(
,
к
в
а н т
о в а
я и
эг
о
ровь
- )
,
полученна
я
с
по
м
ощью
с
ка
н и
р
ую
щ
е
й
з
а Н
А
О 6 0
Й
ми
к
ро
с
к
о
пии
2.0
э
н
е
р
ги
и (рабо
ты)
,
причем
11
УС
ЛОВИЯХ
космически
ни
зких
тсмператур
,
иначе
атомы
с
амопрои
зво
льно
«
р а
з
б р
е
д
ут
с
я
»
110
все
с
тороны
.
Это
о
дно
и
з
про
явле
н
ий
в
то р о
го
з
а
к о н
а
т
с
р
м
од
и н
а
м
и
к
и,
который
уж
ТОЧНО
носит
уни
версальны
й
характер
и
в
своей п
р
оет
е
й
ш
е
й
формулировке
г
ласит
:
«
ч
у
д
е с
не
бы
вае
т»
-
нево
зможн
а
самопрои
зво
льная
передача
тспла
от
хо
ло
дного
те
л
а
к
горя
ч
ем
у
,
как нево
зможно
и
самопронзво
льное
з
а к
и
п
а
н
и
с
ВО
ДЫ
в
чай
н ик
е
,
н
е
по
л
ключ енном
к
э
л
е
к
т
р
ое
ет
и
.
Сейчас
очень
много
говорят
о
нанордботах
-
по
добных
д
е
м
о
н
у
Максвелла
искусственны
х
машинах
н
е
б
о
л
ь
ш
о
г
о
р
азмер
а
,
кот
орые
,
к
ак
пре
дполаг
аю
т
,
могут
ле
л
атъ
всс
.
О
днак
о
как
с
де
л
ат ь
са
ми
ванороботы
настолько
умными
,
ч
тобы
они
мо
гли
вы
по
лн
ят
ь
требуемые
о
т
них
д
е
й
с
тв
и
я
?
И
тут
МЫ
приходим
К
основному
вопросу
-
срок
ах
осушес
т
вления
нано
т
схноло
гических иле
й
и
путях
создания
эффективных
(в
т
о
м
чис
ле
-
эк
о
н о
м
и
ч е
с
к
и
)
наио
т
ехно
логий
для массового
потреб
ления
.
Ответ
с
сть
,
Н
априм
ер
,
при
исп
о
льзовании
принцилов
самоорганиз
ации
наночагери
алы
м
ожно
со
з
дава
т
ь
«с
н из у
вверх
"
,
т
о
есть
перехо
ля от
мо
леку
л к н
адмо
л
е
ку
л
я
р н
ы
м
стр
уктур
ам
,
11
отличис
о
т
пр
актиков
авше
гося
д о
пос
л
е
д
не
го
в
р
еме
н
и
под
х
ода по
с
оз
данию
наноматериалов
«
с
в
е
р
х
у
вни
з »
,
ко
гда
ме
л
ки
е
об
ъекты
формирую
т
из
кр
упных
путем
л
и
с
п
е
р
г
и
р
о
в а
н
и
я
.
Упра
вляя
ра
змерами
И
формой
наноструктур
,
можно
11
опре
де
ленных
рамк
ах
при
д
авать
та
к
и
м
материал
ам
совершенно
новые
свойства
,
резко
отличаюшиеся
от
имеющихся
у
обычны
х
ма
терив
л о
в
-
п р
а
р
оп
и
тсл
с
й
,
то
сс
ть
д о
б
ит
ь
ся
желаемой
цели.
Однако
для
это
го
нужно
д
е
т
ал
ь
н о исс ле
до
ва
т
ь
всю
систему,
а
система
должна
быть
с
ложной
и о
ткры
той
,
т
о
ссть
способной
обмениват
ься
с
окру
жаюшей
сре
дой
как
веществом
,
т
а к
и
э н
е
р
г
и
е
й
,
иначе упорядоче
ния
с
образованием
з
ад
а
н н
о
й
на
ноетруктуры
не
прои
зой
де
т
.
Подходы
самоорганизации
(кол
лективного
взаимодейс
твия
ато
мов
с
обра
зованием
УПОр
Я
ДО4
СН
ной
струк
туры)
сокращ
аю
т
н
аши
у
си
лия
,
о
днак
о
т а
к
и
е
процессы
реали
зуются тол
ь
к о
при по
лном
соб
лю
д
ении
в
сех
з а
к
о
н
ов
не
линейной
тсрм
о
линамики,
т
о
с с
ть
при
нали
чии
бо
л
ь
ш
о
го
чис
ла
огр
анич
ений,
На
эт
о
м
примерс
с
та
н о
в
ит
с
я
поня
тно
,
ч т
о
на
сам
ом
д
е
л
е
оснонным
у
словием
ра зви
тия
нано
тех
ноло
гий
д
о
л
ж
е
н
б
ы
т ь
в
ы
ве
ре н
ны
й
,
профе
ссиональный
научный
ПОДХО
Д
,
т
р
е
б
у
ю
щ
и
й
бо
ль-
• •
Ко
мпь
ю
те
р
ная
м
о
д
е
ль
к
ом
п л
ек
с
а
ф
у
лл
е
ре
н
а
ших
у
с
ил
и
й.
з
н
а
н
и
й
и
фин
ансовых
вложений
в
ло
р
о
госто
я
щ
и
е
фун
л
а
м
ен
тап
ьн
ы
е
ис
с
л
е
дов
ания
.
По
э
том
у
нано
техно
логии
не
могут
во
зникнуть
и
з
ни
ч
е
г
о
И м
гн
ов
енно
р
сши
ть
все
н
аши
проб
л
емы
:
и
х р а
зви
тие
з
а й
м
ет
дл
и г
е
л
ь
н о
е
врем
я
да
ж
е
в
ус
ловиях
жесточайш
ей
нано
технол
огической
го
нк
и
,
с
тарто
ва
в
шей
в
о
в
сем
м и
р
е
.
Ес
ли
не
учи
ты
в
а
ть
нале
т
ажио
т
аж
а
.
п о
я вл
ение
н
ан
омат
сриал
ов
за
к
о
н
о
м
е
р
н о
и
не
по
лрыв
зе
т
никаких
и
звест
н
ых
н
ам
осн
о
в
мир
о
з
д
ани
я,
прос
то
приш
ло
их
время
.
«
О
б
ы
ч
н
ая
»
х
и
м
и
я
р
абот
ает
с
молек
у
л
ами
и
а
томами
,
в
этом
уже д
а
в
н о
н ет
н
иче
го
н
еобычн
ого
.
«
О
б
ы
ч
н
а
я»
промыш
лснность
рабо
тае
т с
то
н
н
а
м
и
и
к
у
б
ом
е
т
р
ами
,
к
эт
о м
у т
о
же
вс е
п р и
в
ыкл
и
,
Н
ан
ом
а
тери
алы
-
пр
о
л
укт
на
нотех
но
лог
и
й
-
эт
о
неч
то
осо
бое
,
ч
то
г
о
р
азд
о
сло
жне
е а
томов
и
молекул
,
но
к
ак
про
дук
т
вы
со
ких
и х те х н
ол
о
ги
й
не
требу
ет
мно
гот
о
н
н а
ж
н
о
ro
произво
лс
тв
а
,
по
с
к ол
ь
к у
да
ж
е
о
лин
гр
амм
та
к
о
г
о
х
а
й
т
е
к
о
нс
кого
вешес
тв
а
спос обен
решить
множество
проблем
.
Эт
о
при мер
с
о
в
р
е
м
е
н н о
й
«
го
ме
о па
тии
»
,
к
о
торая
пос
тавлена
на
впо
л
не
нау
ЧНУЮ
основу
и
глу
бо
к о
пр
о
д
ум
ан
а
.
Н
анома
тери
алы
-
не
о
д
ин
у н
иве
р
саль
н
ы
й
м
а
тери
ал
,
это
о
бширны
й
кл
а
сс
множес
тва
ра
зл
и
чн
ых
мате
р
и
ал
о
в
,
о
бьеди
н
я
Ю
Щ
ИЙ
и
х
ра
зл
и
ч
н
ые
с
ем
е
й
ст
ва
с
практически
интересными
св
ойствами
,
Заб
лужде
н
ием
являе
т
с
я и т
о
,
чт
о
н
ан
ом
а
териалы
-
это
про
сто
очень
ме
л
к
ие,
«
н
а
н о
-
ч
аст
и
п
ы.
Н
а с
амом
д
ел
е
многи
е
н
аноматери
алы
я
вляются
не
от
дель
н
ы
м
и
час
тиц
ами
,
они
м
о
гут
пре
пс тав
лятъ
с
об
о й
с
ложны
е
макро
или
м
и
к
р
ооб
ъ
ект
ы
,
ко
торые
наностру
кгурированы
на
повсрхнос
ти ил
и
в
о бъ
е
м
е
.
Т
акие
н
аноструктуры
можно
рас
сматрив
а
ть
в
качестве
особог
о
со
с
т
ояни
я
вещес
тв
а
.
т
а к
как
св
ойс
тва
материалов
,
обр
аз
ованных
с
уч
а
с
т
и
ем
н
анос
тру
кт
урных
эл
е
ме
нто
в,
не
и
ден
тичны
св
ой
с
т в
ам
объе
мног
о
в
еш
е с
тв
а
.
И
та к
,
н
аном
а
т
сри
алы
х
а
р
а
кт
е
р
изу
ют
с
я
неско
лькими
основными
чер
та
м
и
,
ста
в
я
щ
и
м
и и
х
вне
к
о
н
ку
ре н
н
и
и
но
ср
авнению
с
д
р у
г
и
м
и
м
а
тери
а
л
а
м
и,
н
ахо
д
ящими
пра
кти
ческое
испо
ль
зо
в
ани
е
в
д
е
я
тел
ь
н
о
ст
и
чс
ловека
.
Во
-пер
в
ы
х
,
все
н
анома
териапы д
е
й
с
т
в
ит
ел
ь
н о
сос
тоя
т
и
з
очень
ме
лких
с
о
с
т
авны
х ч
ас
тей
.
ко
торы
е
н
е
л
ь
зя
ув
ид
е
ть
невооруженным
г
л
азом
.
Эт
о
первы
й
п
л
юс
-
супермини
а
тюри
з
ация
,
приволяшея
К то
м
у,
чт
о на
е
л
и
ни
це
п л о
щ
ади
можно
р
а
змес
ти
ть
бо
льше
функцион
альных
устро
йс
т в
,
ч
то
ж
из
не
нн
о
в
ажн
о,
скажем
,
дл
я
н
ан о
э
лек
троники
и
л
и
для
д
о
с
т и
же
н
и
я
1:1.
Футу
ристичес
кий
обра
з
нанобиотехнологий
:1.2
сверхп
ло
тно
й
ма
гнитной
з
а
п
и
с
и
информации
,
вп
ло
ть
до
10
Тераби
т
н
а
1
к
вад
рат н
ы
й
с
ан
тиме
тр.
Кроме
то
го
,
нич
тожный
ра
змер
наноу
с
тройс
тв
по
зво
ля
ет
им
проника
ть
в
л
ю
б
ы
е
т р
уд
н
од
ос
т
уп
н
ы
е
участки
ч
е
л овеческо
го
те
ла
и
ли
м
акромашин
,
которых
нев
о
зможно
л
о
сти
ч
ь
л
ю
бы
м
и д
руг
и
м
и
способ
ами
б
с
з
внутр
енн
е
г
о
вмешат
е
льства
.
Во
-вт
орых
,
н
анома
т
сри
алы
обладаю
т
бо
льшой
уд ел
ь
н
о
й
п
лощ
ад
ью
поверхн
ос
ти
,
ускоряющей
вз
а
и
м
од
е
й
с
тв
и
е
между
ними
и
сре
дой
,
в
кото
ру
ю
О
I I
И
п
ом
ешены
.
Н
а
прим
ер
,
ка
т
алигически
ак
тивные
мат
ериалы
по
з
в
ол
я
ют
в
д
ес
ят к и
,
со
тни
,
тысячи
и
даж
е
мил
лионы
р а
з
уск
ор
и
ть
хими
чески
е и
ли
био
химические
реакции
.
В
качес
тве
при
мера
можно
привес
ти
р
а
зл
о
жение
в
о
ды
н
а
во
доро
д
и
кис
лоро
д
в
присутс
твии наноч
астиц
д ио
к
сила
т
ита
н
а
.
ко
то
р
ы
й тр
адиц
ионн
о
и
з
вес
тен
как
компонент
т
ит
а
н о
в
ых
бе
ли
л
.
Нанофильтры
п о
зво
ляют
отсеять
бактерии
,
э
фф
е
кт
ив
н
о
по
гл
от
и
т ь
при
меси
или
т
о к
с
и
н
ы.
Наноч
астипы
та
кж
е
мо
гут
перено
си
ть
на
ссбе
л
е
к
а
р
с
т
в
а
,
прогр
ам
мируемо
п
о
ста
вл
я
я
их
К
за
р
а
н
е
е
в
ы
б
р
а
н
н о
й
це
ли
,
например
,
к
ра
ко
в
о
й
опухо
ли
.
В
-третьих
,
наноматери
алы
у
н и
кальны
т
е
м,
что
в
них
вещество
нахо
дится
в
особом
,
«
н
а
н о
р
аз
м
е
р
1
10
М"
,
сос
тоянии
.
И
зменени
я
о
с
н
о
в
н
ых
х
а
ра
кт
е
р и
с
т
и
к
обусловле
ны
не
то
лько
малостью
ра
зм
еров
,
но
и
проявлением
к
вантономеха
нических
эффектов
при
до
м
и н
и
рующей
ро
ли
повер
хнос
те
й
ра
зде
ла.
Э
ти
эффекты
имеют
мес
то
при
таком
кри
тическом
р
азмере
,
к
ото
рый
сои
змерим
с
так
на
зываемым
корре
ляционным
радиусо
м
т
ого
и
ли
ино
го
фи
зиче
ского
явл
ения
(н
апример
,
с
пл
и
н о
й
свобо
дного
про
бе
га
эл
е
к
т
ро н
о
в,
фононо
в
,
дл
и
н
о
й
когерентнос
т и
в
свер
хпрово
дни
ке
,
ра
з
мер
ами
м
аг
н
итн
ого
домена
или
з
а
р
о
д
ы
ш
а
тв
е
рд
о
й
ф
а
зы
и
т.д.
)
,
Харак
те
р
н
о
й ос
об
енн
о
с
тью
наночас
тиц
явля
ется
также
отсутствие
с
труктурных
де
ф
е
к
т
о
в.
Эт
о
де
лае
т
,
в
час
тности
,
по
лупрово
дниковые
н
аноч
а с
тицы
и
д
е
альным
и
э
л
е
м
е
н
та
м
и
соверш
енны
х
э
н
е
рго
с
б
е
р
е
г
а
ю
щ
и х
лазе
р
н
ы
х
и
с
вет
о
изл
у
ча
ющих
эл
е
м
е
нт
о
в.
А
индивидуальные
углеродные
нанотрубки
НАнаТЕхналагии
Ю
.А.
Г
а
г
а
р и н
об
л
адаю
т
прочнос
тью
.
В
л
е с
ят
к
и р
аз
превышаюшей
прочнос
т
ь
л
уч
ш
е
й
ст
али
.
ПРИ
э т
о
м
они
ВО
мно
го
ра
з
выигрываю
т у с
тали
И
по
СВОСЙ
у
цел
ь
ной
массе
.
Все
эт
и
при
знаки
впо
лне
объясняю
т
т
от
факт,
что
д
а
ж
е
грамм
нано
матери
ала
м
ож
ет
быть
бо
лее
эффективен,
чем
т
он
н
а
обычно
го
веще
ства,
и
'по
их
прои
зво
цство
-
вопрос
не
ко
лич
е
с
тв
а
,
не
тонн
или
кило
м
ет
р
о
в,
а
к
а ч е
ст
в
а
че
лов
еческой
мыс
ли
,
«
н
о
у
-
х
а
у»
(от а
нг
л,
«know
how
» -
«з
н
а
ю
к а
к
»)
.
Возникновени
е
н
ан
о
т
схно
ло
гий и
начало
э
р
ы
иссл
е
дов
ания
н
аном
ате
ри
алов
г
лубоко
з
а
к
о
н
о
м
е
р
н
о
.
Че
ловек
расширяет
сферу
з
н
а
н и
й
и
ин
тере
сов
в
о
веех
н
аправлениях
,
и
как
Юрий
Гагарин
с
тал
первым
покорите
лем
макро
к
осмос
а
,
та к
и и
зобрет
ате
ль
пер
во
ю
микроскоп
а
Лев
енгук
ок
а
з
ался
первопро
х
о
пц
см
микромир
а
.
О
днако
д
а
ж
е
самы
е
современные
оп
тиче
с
ки
с
микроскопы
принuипиально
не
прием
ломы
дл
я
ви
зу
али
зации
нано
об
ъектов
в
си
л
у
с в
ос
г
о
м
алого
ра
зрешения
и
уве
личения
,
котор
о
с
д
ол
ж
н
о
со
с
тав
л
я
т ь
не
т
ы
с я ч
у
крат
(а
э
т
о
прак
тически
преде
л
оп
тических
микро
скопо
в
)
.
а с
от н
и
т
ы
с я ч
и
м
и
лл
и
о
н
ы
.
Типичные
нанообъек
ты
в
сотни
и
тысячи
р
аз
меньш
е
б
актери
й
,
к
оторые
н
аблю
дал
Левенгук
.
Они
во
сто
лько
ж
с
раз
меньше
нас
е
вами
,
во
ско
лько
ра
з
че
ловеческое
те
ло
меньше
пла
н е
ты
Зем
ля
.
Поэтому
сейчас
бороздить
просторы
микромира
МОГ)
Т
л
и
шь
те
,
к
т
о
о
блад
ает
нанс
овременн
ей
ш
и
м
и
эл
е
кт р
о
н
н
ы
м
и и
атомно
с
иловыми
м
и к р
о
с
к
о
п
а
м
и
,
К
О
Т()
рые
,
в
отл и
ч
и
е
от
оп
тически
х
мик
ро
с
к
оп
ов
,
с
тоя
т
сотни
т
ы
с
я
ч
И
д
а
ж
е
ми
л
лионы
д
ол
л
а
р
о
в
.
Но
и
эт
о
го
м
ало
.
Т
аким
обору
пов
анием
н у
жно
уме
ть
профессион
ально
по
л
ьзо ваться
.
Между
те
м,
п
о
б
ит
ь
ся
с
тадии
визуали
зации
необхо
ди
мо
,
ВО
совершенно
н
е
до
ст
аточн о
пл
я
приналлежноети
К
кас
те
ис
след
ов
ат
е
л
е
й
нанемира
.
Н
анот
ехно
логии
-
чре
звычай
1
10
сл
о
ж
ная
,
профессион
ал
ьн
ая
,
ме
жди
сцип
линарная
обл
аст
ь,
объе
диняющая
усилия
дип
ломиронанны
х
хими
ков
,
фи
зиков
,
материал
оведов,
ма
т
ематиков
,
ме
диков,
сп
е
ц
и ал
и
с
т
о
в
в
област
и
вычис
ли
те
льно
й
техники
и
Д
р
.
Талан
т
ливые
д
илет
а
н
т
ы
и
ро
ман
тики
,
к
сожалению
,
ч
асто
не
об
ладаю
т
необхо
димой
по
дго
товкой или
необ
х
о
димыми
иозм
ожнос
тями
,
а
т
а
к
ж
е
н
е
всегда
могут
распо
зна
ть
,
что
он и
и
зобретаю
т
(в
который
ра
з
!)
ве
лосипед
,
не
з
н
ая т
е
к
у
щ
е
го
по
ложения
д
ел
11
т
о
м
воро
хе
ра
зноп
л
ановой
на
учной
информации
,
ко
торая
появл
я е
тся
·
еж
е
ча
с
н
о.
В
об
ла
е
ти
наномат
ериалов
уд
и
в
и
те
л
ь
н
ы
м
обра зом
переплетены
'
А
З Б
У
КА
АЛЯ
ВСЕХ
1.3
14
как
г
лубоко
фундаментальные
научные
основы
,
так
и
прорывные
(как
л
ю
б
я т
говорить
наши
официальные
л
и
ц
а
)
аспекты
практического
исполь
з
о
в
а
н
и
я
человеческих
знаний
.
Только
по
лностью
контролируемая
иссле
дователем
цепочка
-
от
новой
(или
,
на
современном
по
ли
тико
-экономи
ческом
я
зыке
,
инновационной)
идеи
до
синте
за
,
анали
за
и
ус
тановления
практически
важных
свойств
-
может
помочь
войти
в
э
литный
клуб
ис
сле
довате
лей наномира.
Нанотехнологии
-
д
ет
и
щ
е
современной
фундаментальной
науки
.
Пос
ледние
достижения
свидетельствуют о
возможности
соз
д
ания
новых
по
колоний
функциональных
материалов,
а
проекты
возможного
использо
вания
нанотехно
логий
з
а
тр
а
г
и
в
а
ю
т
практически
все
облас
ти
человеческой
ц
е
я г
е
л
ь
н
ос
т и
.
В
то
жс
время
постепенно
происхо
дит
переосмысление
на
учных
фантазий
,
ко
торые приобретают
черты
реалистичности.
Нанотех
нологии
-
капиталовложение
чс
ловсчсства
на
д
ол
ги
с
го
ды
,
но
то
лько
если
ими
разумно
распоря
диться
и
по
зволить
ученым
,
а
не
то
лько
поли
тикам
и
ли
мене
джерам
,
испо
льзова
ть
нанограммы
высокотехноло
гичной
про
д
укции
дЛЯ
будущих
метаоткрытий
.
Что
можно
сказать
об
истоках
нанотехнологии
и
о
фундаментальном
вкладе
российских
иссле
дователей
в
ра
звитие
нанотехнологий?
Отправ
ной
точкой
можно
считать
найденные
Г
.А
.
Гамоным
еще
н
30-х
г
од
ах
про
шлого
века
решения
уравнения
Шредингера,
которые
пока
зали
возмож
ность
прео
доления
час
тице
й
э
н
е
р
г
ет
и
ч
е
с
к
о
го
барьера
д
а
ж
е
IJ
т
о
м
с
лучае
,
когда
энергия
частицы
меньше
высоты
барьера
.
Это
явление,
называемое
тунне
лированием
,
позво
лило
объяснить
многие
экспериментально
наб
лю
давшисся
процессы.
Развитис
эл
е
ктр о н
и
к и
по
дошло
к
испо
ль
зованию
пропессов
тунеллирования
лишь
тремя
л
е
с я т
ил
е
г
и
я
м
и
позжс,
ког
да
по
явились
туннельные
д
и
о
д
ы,
открытые
японским
ученым
Л
.
Есаки,
у
до
стоенным
по
з
днее
Нобелевской
премии
.
В
настоящее
время
процессы
туннелирования
положсны
в
основу
технологий
,
позволяющих
опериро
в
а
т
ь
со
сверхмалыми
размерами
порядка
нанометров,
Другим
эпохаль
ным
событием
нанотехнологичсской
революции
обычно
считают
л
ег
е
н
д
а
р
н у
ю
лекцию
Нобе
левскою
л
а
ур
еа
та
Р
.
Фейнмана
«
Т
а
м
внизу
еще
много
места
»
(
<<There
's Plenty of Room
а!
the
Вопотп»)
,
в
которой
он
пре
дложил
манипу
лировать
отдельными
атомами
для
создания
очень
малых
объек
тов
с
нсобычными
свойствами
.
Эта
идея
была
реализована
в
дальнейшем
благо
даря
созданию
сканирующего
туннельного
микроскопа
(Г
.
Биннинг,
Г
.
Рорер
,
1981
г
.)
и
а
томно-силового
микроскопа
(Цюрихское
от
деление
корпорации
18М
,
1986
г
.)
.
Многие
фундаментальные
исс
л
едования,
без
КОТОРЫХ
было
бы
немыс
лимо
развитие
современных
нанотсхнологий
,
прово
пи
лись
на
протяже
нии
десяти
летий
научными
школами
академиков
В
.А.
Каргина,
П
.А.
Ре
биндера,
Б.В
.
Дерятина
и
особенно
Нобелевского
лауреата
Ж.И.
Алферова.
нхногехнохогии
Лау
реат
Нобеле
вск
о
й
пре
м
и
и,
а
к
аде
м
и
к
Ж
.И
.
Ал
феро
в
Бы
ло
бы
н
с с
п р
а
в
едл
и
в
о
замалчивать
пионерские
работы
В
.Б.
Алесков
с
ко
го
по
разви
тию
ме
тодов
«
х и
м
и
ч
е с
к о
й
сборки
»,
т
о
е
с
ть
по
с
лойного
»
син
т
е
з
а
(atomic
'ау
ег
deposition),
з
ал
о
ж
и
в
ш
и
е
начало
его н
аучной
шко
ле
в
С
ан
кт
-Петербурге
,
успешно
функционирующей
и
сейчас
.
Несомненно,
чре
звычайно
важным
для
своею
времени
д
ост
иже
н
и
е
м
я
вл
яетс
я
со
з
д
ание
И
вне
дрение
в
атомную
э
н
е
р
гет
и
к
у
оригинальны
х
т
е
х
н
о
ло
гий
п
о
л
учения
у
льтр
адисперсных
(нано
-)
порошков
,
в
ы
п
ол
н е
н
н
ое
груп
пой
с
оветс
к
их
у
чены
х
п о
д
руково
д
ством
И
.
д
.
Морохова
,
Примерн
о
к т
о
му
ж
е
времени
о
т
н ос я
т
с
я
фун
да
м
е
нт
ал
ь
н
ы
е
иссле
дования
науч
но
й
шко
лы
а
к
ад
е
м
и
к
а
И.В
.
Тан
а
наева
(1977
г
.)
,
впервые
пре
дло
ж
и
в
ш
е
го
д
о
пол
н
ит
ъ к
л
ас с
и че
с
к
и
е
д и
а гр а
м
м
ы
«
с
о
с
та в
-
ст
р у к
ту
р
а
сво
й
ст
во»
координатой
д
и
с
п
е
р
с
н
ос
ти
(1987
г
.
),
а
т
акж
е
ориги
н
аль
н
ы
е
исс
ле
дования
академика
И
.И
.
Моис
еева
и
М
.Н
.
Варгафтика
по
со
з
д
анию
г
иг
а н тс
к
и
х
кла
с
теров
палладия
,
ядро
которых
насчиты
в
а
ет
561
а
то
м м
е
т
алла
.
С
ист
е
м
ат
и ч
ес
к о
е
изучение
час
тиц
малых
размеров
началось
с
раз
в
и
т
и я
ко
л
лоидной
химии
.
В
эт
о
й
св
я
зи
сле
дует
упомянуть
з
н
а
м
е
н и
ту
ю
кни
гу
Во
льф
ганга
Оствальд
а
«
М
и
р
обойденны
х в
ел
и ч и
н»
,
на
п
исан
н
у
ю
им
в
о
к
о
па
х
Первой
м
и
р
о вой
во
йны
.
Именно
коллоид-
ны
с
сис
т
емы
(золи
,
коллоидные
растворы
,
пр
ямые
и
обращ
енные
мицеллы
,
жидкие
кристаллы
,
ад
с
орб
ц
и
о
н
н
ые
слои
,
пленки
Лэнгмюра-гБлоджетт
,
м
и
н
и
-
и
микро
эмульсии)
можно
н
азвать
прямыми
пре
дшес
твенниками
н
аносис
то
м
.
Формир
ование
коллоидны
х
сис
тем
обычно
происходи
т в
резул
ьтате
н
еков
алентны
х
(
лиофи
льиых
/пиофобны
х
,
Ван-
дер
-Ваальсо
вых
,
э
ле
кт
р
остат
и
ч
е с
к
и
х
)
в
з
аим
одейс
твий
мо
леку
л
м
ежду
собо
й
,
при
че
м
ха
ракт
е
р и
ст
и
ч е
с
к
и й ра
з
м
ер
э
лементов
коллои
дных
систе
м
находи
т
ся
в
ин
т
ерва
л е
о
т
I
д
о
1000
нм
.
Например
,
з
ол
и
со
держа
т
час
тицы
р
а
з
м
ером
1
-100
нм
,
равномерно
распреде
ленны
е в
какой
-
либо
с
р
еде
(в
о
д
а
,
масл
о
,
во
з
лу
х
и
ли
другой
г
аз)
.
Наибо
лее
часто
вс
тречаю
тся
ко
ллоид
н
ые
сис
т
е
м
ы
,
Формир
уе
мы
е в
резу
л
ьтат
е
ги
дрофи
льны
х
/
ги
др
офобных
вза
и
м
од
е
йст
в и
й
.
В
э
том
с
л
учае
молекулы,
формирующие
нанообъек
т
,
А
ЗБVКд
ДI\Я
ВСЕХ
2.5
У
ч
ебник
п
о
К
DМD
И
ДНО
Й
ХИМИИ
В
.
Оств
ал
ьд
а
'М
IlР
овойлышых
вил
ич ии
Д
О
Л
Ж
Н
Ы
являться
амф
ифильными
,
то
есть
иметь
неполярный
или
гидро
фобный
«хвосг
»
и
полярную
«
г
ол
о
в
к
у
»
,
обладающую
ги
дрофи
льными
свойствами
.
В
во
де
гидрофобные
части
таких
молеку
л
стремятся
объе
д и н и
т
ь
с
я,
формируя
неполярный
«островок
»
В
по
лярном
рас
творите
ле
.
Самыми
яркими
амфифильными
свойствами
об
ладают
молеку
лы
и
ионы
«поверхностно-активны
х
всществ-
(ПАВ)
.
Примором
ПАВ
може
т с
лужить
дод
е
ц
и
л
с
ул
ь
ф
ат
натрия
CI2H2SS0
iNa
" -
один
из
наибо
лее
распростра
ненных
компонснтов
моющих
средств
.
Именно
на
этом
принципс
по
строены
приро
дные
нанореакторы
и
наноконтейнеры:
нековаленгно
свя
занные
мо
лекулярные системы
ограничивают
реакционную
з
о н
у,
а
вс
траиваемые
в
стенки
реактора
органические
мембраны
служат
дл
я
ре
гу
лировки
потока
вешеств.
Так
происходит биоминералиэация,
т
р
а
н
с
порт
и
хранение
биологически
активных
КОМПОIIСНТОВII
живых
органи
з
мах
.
О
днако
био
ло
гические
нанореакторы
И
процессы
,
происхоляшие
в
них
,
оказываются
с
лишком
с
лож
ными
дл
я
непосре
лстненной
р
е
пликации
в т
е х
н
о
л
о
г
и
и.
Синтез
наноструктур
в
про
странетвенно-ограниченных
ко
л-
л
о
и
д
н
ы
х
«реакторах
»
является
наибо
лее
распространенным
спо
собом
получения
нанора
змерных
частиц
.
По
це
лому
ряду
известных
всем
причин
активность
россий
ских
ученых
в
об
ласти
нано
техно
л
о
г
и й
и
наноматериаяов
,
равио
как
и в
д ру
г
и
х
научных
направле
ниях
,
эначительно
сократилась
в
пос
ле
лнсе
десятилетие
прошло
го
века
.
Парадокс
заключается
в
том,
что
именно
в
этот
перио
д
з
а
рубе
жом
,
в
первую
очередь
в
США
и
в
Японии
,
были
сделаны
важные
о
ткрытия
,
включая
со
з
дание
объемных
фотонных
кристаллов
с
з
а
п
р
е
щ
е
н н о
й
оптической
зоной
(ЯБЛОНО8ИЧ
и еоавт
.
,
1991
г
.)
,
син
тез
углеродных
нанотрубок
(Ижи
ма
и
соавт
.
,
1991
г.)
,
а
в
дальн
ей
шем
и
нанотрубок
нитрила
бора
(Чопра
и
соавт
,
1995
г
.)
,
MoS
2
и
WS
2
(Теине
и
соав
т
.
1995
г
.)
,
V
20
S
(Аджайян
и
соавт
.
,
1995
г
.)
,
Тi0
2
(Хойер
и
соавт.
,
1996
г
.)
.
В
этот
же
период
были
предприняты
попытки
создания
3.6
НАНОТЕХНОЛОГИИ
У
г
л
еродны
е
н
а
н
от
ру
б
к
и
,
получ
енн
ые
в
1952
г
.
в
ИФХЭ
Р
А
Н
м
о
леку
лярных
п
ереключаге
л
ей
и и
змерения
э
лектропрово
лности
от
дел
ь
ных
молеку
л
,
про
демонс
трирован
по
лсвой
тран
зистор
на
у
г
леро
лной
на
ногрубке
.
про
до
лжены
исс
ле
дования
по
самосборке
мо
лскул
на
ме
тал
ли
ческой
поверхности
.
Поч
ти
одновременно
группа
э
к
с
п
е
р
т
о
в
Национал
ьного
н
аучно
го
фон
л
а
(NSF)
США
с
це
п
ал
а
з
а
кл
ю
ч
е
н
и
е
о
бе
зусловной
приоритетиосги
исс
л
с
п
о
в
а
н
и
й
11
об
ласти
нано
техно
ло
-
ги
й
и
нанома
териалов
,
а
в
2000
г
.
в
США
бы
ла
припята
д
ол
го
о
р
о
ч
ная
комплексная
программа
.
на
званная
,.
Национальной
н
анотех
нологической
инициативой
»
.
В
со
отвстс
твии
С эт
ой
програимой
объем
бюджетного
финансирова
ния
нанотехно
логических
иссле
до
ваний
в
США
ужс
в
2001
г
.
соста
вил
460
млн
долл
а
ро
в
.
в
2004
г
.
по
чти
д
о
с
т
и
г
1
мил
лиар
да
д
олл
а
р о
в,
а
11
д
ал
ь
н
е
й
ш
е
м
выше
л на
с
тацио
-
нарный
уровень
око ло
1,2
м
лр
д
д
о
лл
а
ро
в в
го
д
.
В
Японии
и
в
стра
н
ах
Европейского
Сою
за
госу
дар
ствснная
поддержка
нанотсхно
ло
гичес
ки
х
исс
ле
дований
немногим
уступ
ала
США.
Вмссте
с
тем
зна
чи
те
льно
во
зрос
ла
активнос
ть
'13-
ст
н
о
г
о
капи
тала.
В
2002
г.
во
всем
мире
чис
л
о
венчурных
комп
аний
,
з
а
нимавшихся
прои
зводством
нанопро
луктов
.
л
ос
т
иг
л
о
320,
причем
срс
пи
ни
х
превалировали
компании
,
специали
зировавшисся
на
произво
лс
тае
нанопорошков
,
нанотрубок.
нанопористых
матери
алов
,
фуллсреиов
.
к
ван
товых
т
о
ч
е к
,
нановолокон
.
нанокапсу
л,
нанепрово
лок
и
д
с
нл
р
и
м
е р
о
в
.
Произво
лство
у
льтр
адиспсрсных
порошков
ока
залось
д о
в
о
л
ь
н о
мас
ш
табным
и
бы
ло
св
язано
с
изготовлением
катализаторов
д о
ж
и
г
а
выхлоп
ных
газ
о
в а
втомоби
лей
(II
,S
т
ы
с
.
т
о
н
н
)
,
абра
зивов
(9,4
т
ы
с
.
т
о
н н
),
мате
риалов
для
магни
тной
з
а
п
и
с
и
(3,
1
1Ъ1С
.
т
о
н н
)
И
со
лнцезащитных
ма
териалов
(l ,S
т
ы
с.
тонн)
.
Сог
ласно
прогнозам,
рынок
нанопорошков
.
оцениваемый
сейчас
в
1
м
лр
л
д
о
л л
а
ро
в,
должен
к
2010
г.
во
зрас
ти
до
11
м
лр
д д
олл
а
р
о
в,
тог
да
как
мировой
рынок
нанотехно
логий
в
це
лом
к
эт
о
м
у
времсии
пре
д
по
ло
житс
льно
д
ол
ж
е
н
прсвысить
I
трил
п
ион
по
ляаров
CUIA.
Акт
об
ис
с
лс
лованиях
и
разви
тии
нано
тсхно
погий
в
ХХI
веке
,
по
пписанный
прс
зи
л
е
н т
о
м
США
Дж
.
Бушем
11
2003
Г
. ,
пре
дпо
лагает
фронтальное
решение
проб
лем
нанотехно
логии
как
в
фундаментальном
.
так
и
в
11РИКЛадном
.
АЗБУКА
ДЛЯ
ВСЕХ
17