материал, наноструктурированый иначе наноматериал (англ. nanostructured material или nanomaterial) — конденсированный материал, полностью или частично состоящий из структурных элементов (частиц, зерен, кристаллитов, волокон, прутков, слоев) с характерными размерами от нескольких нанометров до нескольких десятков нанометров, причем дальний порядок в структурных элементах сильно нарушен, и роль многочастичных корреляций в расположении атомов в этих элементах берет на себя ближний порядок, а какие-либо макроскопические свойства материала определяются размерами и/или взаимным расположением структурных элементов.

Описание

Основными типами наноструктурированных материалов по размерности структурных элементов, из которых они состоят, являются нульмерные (0D), одномерные (1D), двумерные (2D) и трехмерные (3D) наноматериалы. К нульмерным наноматериалам относятся нанокластерные материалы и нанодисперсии, т. е. материалы, в которых наночастицы изолированы друг от друга. Одномерные наноматериалы — нановолоконные (нанопрутковые) и нанотубулярные материалы с длиной волокон (прутков, трубок) от 100 нм до десятков микрометров. К двумерным наноматериалам относятся пленки (покрытия) нанометровой толщины. Структурные элементы в 0D, 1D и 2D наноматериалах могут быть распределены в жидкой или твердой макроскопической матрице или находиться на подложке. К трехмерным наноматериалам относят порошки, волоконные, многослойные и поликристаллические материалы, в которых 0D, 1D и 2D структурные элементы плотно прилегают друг к другу, образуя между собой поверхности раздела — интерфейсы. Важным типом трехмерного наноструктурированного материала является компактный или консолидированный (bulk) поликристалл с зернами нанометрового размера, весь объем которого заполнен нанозернами, свободная поверхность зерен практически отсутствует, и имеются только границы раздела зерен — интерфейсы. Образование интерфейсов и «исчезновение» поверхности наночастиц (нанозерен) — принципиальное отличие трехмерных компактных наноматериалов от нанокристаллических порошков разной степени агломерации, состоящих из частиц такого же размера, как и компактный наноструктурированный материал.

Иллюстрации

Типы нанокристаллических материалов по размерности структурных элементов: 0D (нульмерные)

Типы нанокристаллических материалов по размерности структурных элементов: 0D (нульмерные) кластеры; 1D (одномерные) нанотрубки, волокна и прутки; 2D (двумерные) пленки и слои; 3D (трехмерные) поликристаллы.


Автор

  • Гусев Александр Иванович

Источники

  1. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. — М.: Физматлит, 2007. — 416 с.
  2. Gusev A. I., Rempel A. A. Nanocrystalline Materials. — Cambridge: Cambridge International Science Publishing, 2004. — 351 p.
  3. Британский терминологический стандарт BSI PAS-132 / Наноматериал.
  4. Британский терминологический стандарт BSI PAS-132 / Наноструктурированный.

Напишите нам