1 Понятие и особенности применения нанотехнологий в военных целях
Общепринятого определения данного понятия нет до сих пор. В словарях русского языка определение слова «нано» нет. «Нано» от греческого nanos — карлик, приставка для образования наименования дольных единиц, равных одной миллиардной доле исходных единиц[1]. Обозначается: н, n. (НМ). НМ равен 10-9 м.
Под НТ чаще всего подразумевают способы получения наноструктур с целью их использования для резкого повышения физико-механических, технологических и ряда других свойств различных традиционных материалов.
Наноструктурами называют объекты (тела), хотя бы один из размеров
которых в любом направлении имеет величину от 1 до 100 нанометров (НМ).
Такие тела называют наноразмерными.
К наноструктурам относят следующие объекты:
- наночастицы (НЧ). Это тела, наноразмерные во всех трех направлениях;
- нанотрубки (НТР). Это цилиндры, у которых диаметр наноразмерный, а длина намного больше;
- нанопленки (НП). Это свободные пленки, у которых наноразмерная только толщина;
- нанопокрытия (НПК). Это пленки, зафиксированные на подложке, у которых наноразмерная только толщина;
- наносуспензии (НС). Это взвеси твердых НЧ в жидкости;
- наноэмульсии (НЭ). Это взвеси жидких НЧ в жидкости, в которой они нерастворимы[2];
- нанокластер (НК). Это НЧ упорядоченного строения размером до 5 НМ, содержащие до 1000 атомов. Обычно НК образуют атомы металлов.
Разумеется, НТ являются исключительно привлекательными с самых разных точек зрения. Наибольшее практическое распространение в промышленности получили покрытия для повышения работоспособности инструмента, износостойкости узлов машин. Переход к новым методам производства, особенно переход к созданию изделий «снизу вверх» с помощью поатомной или помолекулярной сборке, возможен в течение ближайших десятилетий. Однако в данном случае речь идет о ближайшей перспективе использования тех или иных наноматериалов или наноструктур[3].
Для развития электроники выделяются три основных направления: конструкционное (улучшение прочностных характеристик несущих конструкций, корпусных и др. элементов), функциональное (улучшение используемых и применение новых свойств силами нанотехнологий) и комбинированное. Уже сейчас наноразмерные покрытия и наночастицы используются для увеличения прочностных характеристик материалов в разы и на порядки.
Для массового производства низкоразмерных структур, расположенных на большой площади с высокой плотностью, наиболее распространенными являются процессы, использующие проекционную световую, рентгеновскую либо электронную или ионную литографию.
Со времени открытия углеродных нанотрубок исследования были сосредоточены на применении их в различных устройствах. В частности, большой успех применения нанотрубок ожидается от приложений электронной эмиссии, благодаря упомянутым таким свойствам нанотрубок, как экстремальная физическая прочность, химическая стабильность, высокое аспектное число и высокая электропроводность.
[1] Советский энциклопедический словарь. Изд. четвертое / Гл. ред. А.М. Прохоров. М., 1987. С. 859.
[2] Ахметов М.А. Введение в нанотехнологии. Химия. Учебное пособие. – СПб: Образовательный центр «Участие», Образовательные проекты, 2012. С. 12.
[3] Наноматериалы, нанопокрытия, нанотехнологии: Учебное пособие / Азаренков Н. А., Береснев В. М., Погребняк А. Д., Маликов Л. В., Турбин П. В. – Х.: ХНУ имени В. Н. Каразина, 2009. С. 105.