Третьяков Ю.Д. Нанотехнологии. Азбука для Всех
Подождите немного. Документ загружается.
НАНОЭМУЛЬСИИ
(Nanoemulsions)
О
дино
чны
й
вспл
е
с
к цветн
ых
э
м
у
л
ь
с
и й
В
об
л
ас
ти
се
рдца
без
ри
з
м
а
пульса.
Э
т
о
3
1
1ак
м
н
о
г
о
г
о
ч
ья
R
начале
фр
а
з
ы
,
Это
Т
О
,
ЧТО
не
в
и
дн
о,
н о чу
ешь
с
разу.
Е.
Р
ай
з
ер
молоко
t·.t
~
!
""':'::"'"
,,:YI.
- •
J""
«
П
е
й
т
е,
дети
,
молоко
-
бу
дете
з
доровы!
»
эта
фраза
из
популярного
д
е
т
с
ко
г
о
му
лыфиль
ма
была
при
з
в
а
н
а
пробу
дить л
ю
б
о
в ь
к
молоку
,
н
аверное,
не
у
одного
поколения
малышей
.
Малыши
выросли,
но
и
в
з
р
е
ло
м
возрасте
мно
гие
про
должают
относиться
к
мо
локу,
как к
жидкос
ти
.
Жидкость-то
жидкость
,
но не
совсем
обычная!
Гомогенизированное
мо
локо
пре
д
ставляет
собой
наноэмульсию
-
мельч
айшие
капе
льки
ли
п
ил
о
в
(т
.е
,
жиров)
,
н
ахо
ця
щихся
в
по
двешенном
состоянии
и
равномерно
распре-
д
е
л
е
н
н
ых
в
во
де
.
О
лнако
во
зможен
и
обра
тный
случай
-
капе
льки
во
ды
,
растворенные
в
л
и
п
и
л
а
х
,
Тем
не
менее
,
и
в
первом
,
и
во
в
тором
сл
у
чаях
мо
леку
лы
вещества
,
«
н
е
же
лая
»
одноро
дно
смешиваться
с
мо
лекулами
рас
творите
ля
,
упо
рядочиваются
и
формирую
т
неза
висимыс
струк
туры
нанометрового
размера
-
сре
д
ний
р
а
змер
капе
ль
составляет
о
т
50
д
о
100
нм
.
В
бо
льшинс
т
ве
с
луч
аев
эмул
ьс и
и
(рис
.
1)
со
держ
а
т
10-20
масс
.
%
д
и
с
пе
р
с
н
о
й
л
и
п
ид
н
о й
фазы
,
стабил
изированной
0,5
-2
%
э
мул
ьг
ат
о
ра
,
например
,
лсцигин
а,
препя
тс
твуюше
го
объе
д
и н
е
н
и
ю
крохо
т
ны
х
д
и
с
п
е
р
г
и
ро
в
ан н
ы
х
к
апе
ль
.
Поско
льку
размер
кап
е
ль
д
и с
п
е
р
с
н
о
й
фа
зы
в
наноэму
льсиях
весьм
а
м
ал
,
дл
я
их
приго
тов
пения
требую
тся
высоко
энер
ге
тич
еские
мето
д
ы.
Н
аибольшее
распростр
анение
в
п р
ом
ы
ш
л
е
н н о й
и
л
а
б
о р
ат
о
р
н
о й
пр
ак
тике
по
лучили
мето
ды
г
о
м
о
г
е
н
иза
ц
и
и
по
д
высоким
д
а
вл
е
н
и
е
м
и
микрофпюиди
зации
.
неско
лько
ре
же
приме
няются
л
и
с
п
е
рг
и
р о
н а
н
и
е
при
у
л
ьтр
азвуковом
во
з
дейс
твии
и
in situ
э
муль
га
ц
и
я.
В
с
лучае
гомоге
низации IЮД
высоким
да
в
л
е
н
н
е
м
смесь
л и
п
ид
н
о
й
ф
азы
и
во
ды
пропус
кается
сквозь
чре
звычайно
узко
е
сопло
фор
сунки
под
большим
дав
лением
(3-15
МП
а)
,
чт
о
при
во
дит
к
формированию
с
таби
льной
н
ано
эму
льсии
с
весьма
у
зким
распр
с
пс
л
енисм
к
а
пе
льдисперсной
фа
зы ПО
ра
змерам
.
Существен
ным
не
доста
тком
д
а
н н
ог
о
м
ет
ода
яв
л
яю
тся
бо
льшие
эн
е
р
г
оз
ат
р
а
т
ы.
На
первом
э
та
п
е
мето
д
а
микроф
люиди
зации
д
в
е
жидкости
(
липилн
ая
ф
а
за
и
во
ла)
смеши
ваю
т
в
гомогениза
торе
с
обра
з
ованием
грубой
э
м
ул
ьс
и и
.
После
дняя
поступ
ае
т в
сп
еци
альный
аппарат
-
м
и
к
р
о
фл
ю
ил
из
ат
о
р-
(
запа
тен
то
ван
238
• • •
!\1о.1е"'1
'.1Ы
эмульгатора
Рис
.
:1..
Соста
в
эмул
ьс
и
и
к
о
мп
анией
Microfluidics).
в
к
отором
,
собствен
н
о
,
и
формируетс
я н
ано
эмуль
сия
.
Пропуска
ние
с
м
ес
и
жидкосте
й
чер
е
з
р
абочую
камеру
а
п
па
рата
можно
ПрОБО
ДИ
Т
Ь
мноюкратно
вплоть
до
дости
же
ния
т
р
е
бу
ем
ог
о
р
азм
ера
капель
дис
пер
сн
о
й
ф
аз
ы
.
К
д
ос
т
о
и
н
ст
ва
м
нано эм
у
льсий
отно
ся
тся
:
•
б
о
льш
ая
площадь
уде
л
ь
н
о
й
поверхности
и
п
оверхностн
ая э
н
е
р
ги
я
,
д
ела
ю
щ
и
е
н
аноэму
льсии
вы
с
ок
о
эффе
кти
в
н о
й
транспортной системой
;
•
бо
л
е е
высо
к
ая
с
таби
льность
и
стойкость
к
расс
л аив
ани
ю
,
ф
локуляции
,
коалссцснции
,
се
лиме
н
та
ци
и
по
с
ра
в
н
е
н
и
ю
с
м
а
к
р
оэ
му
л
ьс
ия
м
и
;
•
возможность
и
зготовления
н
а
основе
нано
э
м
ул
ьс
и
й
кремов
,
пен
,
жидкосте
й
и аэ
р
оз
оле
й
;
•
низкая
токсичность
,
что
откры
вает
в
о
з
можность
испо
ль
зования
нано
эмульсий
Б
м
е
п
и
ц
и
н
е
и
косметике.
Наноэмульс
ии
испол
ьз
уют
в
ме
дицине
и
фармако
логии
,
например
,
для
паренгерально
го
питания
,
Т
.е
.
в
н
утр
и в
е
н н о
г
о
введ
ения
пита
т
ел
ь
н
ы
х
веществ
или
лекарст
венны
х
пр
епара
тов
.
Применение
нано
э
му
л
ьс
и
й
по
зволяет
пролонгировать
действие
,
повыси
ть э
фф
екти
в
нос
ть и
снизить
побочные
э
фф
е
к
т
ы,
уменьшив
до
зу
л
е
к
а
р
с
т
ве
н
н
ы
х
препар
атов
,
у
ме
нь
ш
и т
ь
реакцию
(бо
ль
,
воспалени
е)
в
месте
вве
дения
,
перевести
в
раствор
нерастворимые
лекарствен
ные
пре
параты
.
Среди
препаратов
,
вво
димых
с
и
спользовани
ем
н
ано
эмульсии,
МОЖНО
упомя
нуть
ни
трог
лицер
ин,
таксол
и
ди
азепам.
Помимо
медици
ны
нане
эмульсии
дост
а
точ
но
активно
ис
пользуют
в
произво
лстве
косме
тики
,
для и
зготовл
ения
а
н
т и
б
а
кт
е
р
и
ал
ь
н
ы
х
и
дезинфици
рующих
препарагов
(в
частности
,
для
проникновения
в
покрытые
л
и
п
ид н
о
й
з
а
щ
и
ТОЙ
микроорганизмы)
и
м
и
к
р
о б и
ол
о
г
и
и
(для
д
о
с
т
а в
ки
плохор
астворимых
питат
е
льных
ко
м
понентов
в
клетки)
.
Ли
т
е
р
а т
у
р
а
1.
www
.
micгo
f1u
i
dics
coгp
.co
m
2.
www
.
na
no
te
c
h
-
no
w
.
oгg
239
НАНОЭНЕРГЕТИКА
(Nanoenergetics)
Коммуни
зм
-
эт
о
е
ст
ь
Сове
тская
вл
ас
ть
пл
юс
эл
е
ктр
и
ф
и к
а
ц
и
я вс
ей
с
тр
а
ны
.
В
.И
.Л
е
"
и
"
Сею
дня
мы
все
чаще
сталкиваемся
с
ситуа
циями
,
кот
ла
привычные
для
нас
э
лектронные
устройства
постепенно
становятся
все
бо
лее
компактными
-
и
речь
теперь
идет
о
наноробо
тах
,
наномашинах
и
пр.
В
связи
с
этим
ПОЯВ
ляется
новая
обобщающая
об
ласть
знаний по
д
названием
нанознергетика
,
которая
рассматри
вает
источники
э
н
е
р
г
и
и
соответствующих
раз
меров,
подходящие
для
подобных
устройств.
Уже
сейчас
созданы
различные
нанобата
рейки
.
Разви
тие
э
т
о
й
новой
об
ласти
знаний
о
иове
дении
на
но
размерных
систем
с
ионной
и
смешанной
прово
димостыо
-
так
называемой
наноионики
-
относится
к
важнейшим
н
аправ-
л
е
н
и
я
м
современных
исс
ле
дов
аний
.
С
фун
да
ментальной точки
зрения
пре
дс
т
авляет
значи
те
льный
интерес со
з
дание
новых
и
оптимиза
ция
существующих
мето
дов
по
лучения
таких
наноматериалов
,
а
также
исс
ле
дов
ание
особен
ностей
ионного
и э
л
е
к
тр
о
н
н
о
г
о
т
р
а
н
с
п
о
р
т
а
в
зависимости
от
типа наноматериала
.
Практиче
ская
разрабатка
нового
поко
ления
нанобатареек
С
повышенной
эффективностью
,
надежностью
,
безопаснос
тью
,
в
несколько
раз
меньших
по
размерам
,
с
практически
о
тсутсгвуюшим
за
грязнением
окружающей
сре
ды
по зволит
со
з
д
а
т
ь
принципиально
не
достижимые
в
тради
ционном
исполнении
виды
устройств
,
широко
востребованные
во всех
облас
тях
современных
науки
и
техники
.
Что
же
измени
тся
,
если
дл
я
со
з
дания
эл
е
к
т
ро
дов
в
обычной
батарейке
использовать
на
нострукгурированный
материал?
В
этом
с
лу
чае
в
значительной
с
тепени
увеличится
площадь
у
де
льной
поверхнос
ти
м
ат
е
р и
а
л
а
э
л
е
к
т
р
оп
о
в
.
В
свою
очередь
это
приве
дет
к
увеличению
пло
щади
контак
та
между
эл
е т
р о
д
а
м
и
и
электро
ли
т
о
м
,
в
ре зу
ль
та
те
чего во
зрастут
скорос
ти
раз
ряда
и
заряда
.
Уве
личсние
у
д
е
льной
площади
поверхности
частиц
э
лектродов
при
водит
так
жс
к
тому
,
что
во
зрастает
уде
льиый
вклад
ме
ханизма
сохранения
заряда
на
поверхнос
ти
,
а
э т
о
в
свою
очере
дь
зн
ачи
т
е
льно
уве
личивае
т
емкос
ть э
лектрода
.
Кроме
т
о
го, з
а
счет
малого
размера
частиц
ма
терала
э
лектро
дов
сокращают
ся
расстояния
,
прео
долеваемые
ионами
в
ПРО
цессе
диффузии
в
глубь
материал
а
.
В
резу
льтате
увеличивается
количество
э
н
е
р
ги
и,
которое
мож
но
сохранить
в
д
а
н
н
о
й
массе
материала
(рис
.
1).
Разработка
новых
«
у
м
н
ы
х
»
поколений
хи
мических
источников
тока
осно
вана
и
на
том
,
240
•
• •
Рис.
:L
Н
овы
е
эфф
ек
т
ы
.
во
зн
и к
а
ющие
в н
ано
ко
мпо
зи
тах
:
эле
к т
рос
т
а
т
ичес
к
ие
э
ф
фе
кты
раз
д
е
ле
н
и
я з а
р
я
д
о
в
В н
а
но
ко
мпо
з
ита
х
"
м
е
т
ам
(
р
уте н и
й)
-
о
к
с и
д
Щ
2
О)
'
что
свойс
тва
у
лырадисперсных
частиц
в
суще
ственнейшей
степени
и
зменяются
по
сравнению
с
объемным
те
лом
(рис
.
1).
И
причина
эт
о
го
не
только
в
д
о
с
ту
п н о
ст и
поверхнос
ти
и
об
легче
нии
д
и
ф
ф
уз
и о н н
ы
х
по
токов
,
но
и
в
изменении
концентрации
д
е
ф
е
кт
о
в,
а
г
лавное
-
в
разно
обра
зных
размерных
эффектах
,
ко
торые
свя
заны
с
тем
,
что
ра
змер
час
ти
цы
с
танови
тся
меньше
неко
горой
критической
величины
,
со
поставимой
с
та
к
на
зываемой
корре
ляцион
ной
длиной
и
ли
р
адиусом
в
заимо
лейс
твия
,
ха
рактерным
для
того
И
ЛИ
иного
ф
и
з
и
ч е с
к
о
г
о
яв
лсния
.
В
резу
льта
те
во
зникают
новые
за
коном
ерности
,
что проявляется в
уни
калыюм
фи
з
и к
о
-
х
и
м
и
ч е с
к
о
м
и эл
е
ктро
х
и
м
и
ч ес
к
о
м
пове
де
нии
т
а
к
и
х
наноматериалов
,
Е
ще
о
дна
важная
черта
наноча
сти
ц
-
они
не
«
р
а
с
тр
ес
к и
ва
ю
т
с
я»
и
не
изменяются
в
цикл
ах
э
а
р
я
л
к
а
-
р
а
з
рял к
а.
Раньше
считалось
'ПО
эт
о
яв
ление
серьезно
ограничива
ет
р
есурс
обычны
х х
и
м
и
ч е с
к
и
х
ис
точников
тока
,
поско
льк
у
р а
зр
ушае
тся
и
ли
даже
химичес
ки
и
зменяется
эл
е
ктр о
д
,
при
э
том
т
е
р я ет
с
я
«
с
в
яз
н
о
с
т
ь"
между
о
т
де
льными
час-
т я
м
и
э
л
е
кт р о
х
и
м
и ч
е с
к
о
й
цепи
б
а
тарейки
.
При
испо
льзовании
пас
ты
с т
е
с
н о
кон
так
тирующи
ми
на
но
частицами
эт и
проб
лемы
во
многом
снимаются
.
О
ЛНИМ
И из
наибо
лее
и
звес
тных
сое
динений
ме
та
л
лов
,
имеющих
переменные
ст
епени
окис
л
е
н и
я
,
об
ладающ
их
к
тому
же
широкой
рас
п
ро
стр
а
н
е
н
н ост
ь
ю,
низкой
стоимос
тью
и
м
алой
токс
и
чностью,
я
вляю
тся
сис
темы
марганен
кис
лоро
д
.
т
ит
а н
-
КИС
ЛОРО
д
.
ванадий
-
кис
п
о
р
о
л
И
д
р
.
И
н
т
е
р
е
с
н
ы
м
я
в
ля
ется
также
т
от
факт
,
что
д
а
ж
е
ря
д
не
ян
ляюшихся
эл
е
к
т
р
о
а
к
т
и
н
н
ы
м
и
в
объемном
сос
тоянии
материалов
начи
нает
11рОЯВЛЯТЬ
у
лучшенное
э
лектрохими
ческое
пове
дение
при
перехо
ле
в
нанора
змср
нос
состояни
е
.
окси
д
ти
тана
со
с
труктурой
рути
ла
в
обычном
состоянии
может
интерка
л и р о
в
а т ь
только
ие
эначиге
льное
количес
тво
ио но
в
ли
тия
пр
и
комнатной
т
е
м
п
е
р
а
т
у р
е
.
О
п
н
ако
при
п
е
р
е
х
о
д
е в
наносос
тояние
си
туация
и
зменяе
тся
кар
лин
альным
обр
азом
.
При
раз
мере
час
тин
ТЮ
2
15
нм
в
его
с
тру
ктуру
можно
вне
дри
ть
бо
льше
1
моля
л
ит
и я
на
1
мо
ль
Ti0
2
,
что
являе
тся
вполне
при
ли
чным
ко
лич
ес
твом
и
по
зволяет
испо
льзова
ть
нанос
груктурирован
ный
окси
д
т
и
т
ана
в
к
ачсстве
о
трип
ательного
э
лек
тро
да
в
л
и
т
и
й
-
и о
н
н
ы
х
а к
ку
м
у
л
я т
о р
а х
'
Оче
нь
перспектинными
источниками
э
н
е
р
г
и
и
для
устройств
с ра
змерами
порядка
10-9
_10
-8
М
Рис
.
2.
н
ан
о
а
к
к
ум
у
ля
то
р
во
д
о р
од
а
на
осн
ове
ти
т ан-
уг
л
е
ро
д
ног
о а нса
мбвя
2
Рис
З
. ..
М
н
ого
цв
етн
ы
й
»
лазе
р
,
сос
т
оя
щ
ий
и з
анса мбля
на
нон
и
тей
ра
з
ли
чн о
го
сос
т
а
ва
являются
также
во
доро
дные
эл
е
м
е
нт
ы.
Так.
пре
дложен
очень
у
добный
ме
то
д
хранения
во
д
о
р
од
а,
суть
которого
з
а
кл
ю
ч
а
ет
с
я В
е
го
свя
зы
вании
с
ложными
комплексами
угл
еро
да
и
ти
т
а
н
а
на
основе
уг
леро
дных
нанотрубок
(рис
.
2).
Водоро
д
может
обра
тимо
присое
диняться
к
та
ким
интересным
ансамб
лям
в
ко
личестве
до
8%
от
общей
массы
комп
лекса
.
При
нагревании
аккуму
лятора
из
нанотрубок
до
500
о
с
проис
хо
дит
отшеплсние
во
доро
да
.
Еще
о
дной
очень
пер
спективной
яв
ляется
идея со
з
дания
источников
квантов
э
лектромаг
нитного
и
злучения
с
фиксированной
длиной
во
лны
.
В
их
основе
л
е
ж
ат
компо
зиционно-мо
д
у
л
и р о
в
а
и н
ы
с
структуры
на
GaAs,
GaP
и
CdS,
а
также
прово
дящие
ванонити
на
основе
крем
ния
И
фосфила
индия
.
Конс
трукция
нано
ла
зе
ра
чре
звычайно
прос
та
.
От
де
льные
нанонити
из
сульфида
кадмия
распо
ложены
между
крем
ниевой
пластинкой
(полупрово
дник
р-типа)
и
метал
лическим
эл
е
кт
р
од
о м
(рис
.
3).
Ес
ли
вме
сто
одинаковых
нитей
испо
л
ь
зовать
ансамбль
нитей
ра
зного
состава
,
то
можно
получи
ть
и
з
л
уч
е
н и
е
в
широком
диап
азонс
дл и н
во
лн
.
Та
кие
устройс
тва
можно
исполь
зовать
в
ра
злич
ного
ро
да
сенсорах
д.1
Я
д
и
аг
н
о
ст
и
к
и
состояния
живых
т к а
н
е
й
(проникновение
столь
тонкой
НИТИ
в
отде
льную
живую
кле
т
ку не
приноси
т
ей
значи
тельного
ущерба)
.
Во
зможно
.
направ
л
е
н н
ы
е
импу
льсные
э
н
е
р
г
е
т
и
ч
е с
к и
е
ВО
З
дСЙ
ствия
на
клеточном
уровне
позволя
т
решать
множес
тво
актуальных
проб
леи
современной
ме
пииины
.
Кроме
того
,
с
помощью
наио
ла
зе
ро
в
можно
проводить
л и
т
о
г
р
а
ф
и
ю
сверхвысо
кого
ра
зрешении
на
ра
зличных
поверхностях
.
Литер
а
т
ур
а
1. Kwan S. Kwak. Nanotoday. Desember 2003.
Р
.
20.
2. MizioJek
з
.и:
ть
е
АМ
I'ТIА
С
Newslelter. 2002. Vol. 6.
N
~
1.
Р
.4
3
.
3. Maier J. Nature materials. 2005.
Yol.4
.
42
НАНОТЕХНО/\Ог.ии
НЕYfЛЕРОДНЫЕ
НАНОТРУБКИ
(Nanotubes)
А
ВЫ
но
кт
юрн
сы
гр
ать
м
о
г
ли
бы
Н
а
ф
л
е
й
т е
в
о
д о
сточных
т
руб'?
В.
В
.
М
а
я
к
о в
с
к
и
й
Т
е
.
к
т
о
Х
О
Т Ь
ино
гда
ин
тересуе
тс
я
но
востями
науки
.
н
е
мо
г
ли
пропус
ти
ть
гро
мкие
сооб
ше
ния
о
си
н
т с зс
и
сво
йс тв
ах
углеродных
нанотру
бок
.
З
на
ч
и
те
ль н
о
меньш
е
и звес т
но
о н
ано
труб
ках
д р
у
г
и
х
неор
ганич
ески
х
сое
динений.
А
в е
д
ь
они
не
менее
и
нт
е
ре
с
н
ы
и
псрспек
тивны
!
О
дно
т
ол
ь
к
о
м
н
ого
о
б
ра
з
и
е
окси
дных
сое
дин
ений
,
на
основ
е
к
о
т
ор
ы
х
обр
аз
ую
тс
я
нано
трубки
,
з
а
с
лужи
вае
т
вос
хищ
ени
я
(рис
.
1).
Первые
неуг
леро
дны
е
н
ано
тр
убки
(MoS
2
и
WS
2
)
бы
ли син
т
е
зиро
ваны
в
1992
г
.
и
зраи
ль
ским
ученым
Р
.
Тенне
.
При
хи
мич
еском
спо
-
со
бе
син
те
за
обр
азов
ание
на
н
от
р
у
б
о к
проис
хо
ди
т
11
ре
зуль
т
а
т
е
в
за
и
м о
де й
ст
в
ия ис
х
о
дны
х "
е
шести
11
во
дных
и
ли
во
дно
-
ор
г
анич
ески
х
сре
д
а х
,
в
т вер
дой
или
га
з
ово
й
ф
азе
.
в
р
е
зу
л
ьта
те
термо
ли
за
со
лей
.
Темплатные
методы
форми
рования
нанотрубок
з
а
кл
ю
ч
а
ют
с я
в
ос
а
ждении
н
аночас
ти ц
н
а
поверхнос
ти
т в
е
р
д
ы
х в
еш
сс
тв
,
зад
а
ю
щ
и
х
опрс
лс
л
снную форму
и
р
а
змер
н
а
нопро
лукт
а
,
при
э т
о
м
рО
ЛЬ
т
е
м
плата
мог
ут
и
г
ра
ть
мо
леку
лы
органи
ч
ески
х
вещес
тв
.
Например
,
мо
д
е
ль
обр
азования
нано
трубок
Ti0
2
можно
пре
дс
тавить
с х
емой
JD
-.
2D
-.
JD.
Трехмерный
(3D)
кристал
л
л
и
о
к
с
ид
а
ти
тана
,
ре
агируя
с
раствором
ще
лочи
NaOH ,
обр
а
зуе
т
л
а
м
и
н
а
р н у
ю
д
в
у
м
е
р н у
ю
(2О)
с
трук
туру
.
кото
р
ая
и згибается
,
чтобы
сое
дини
т
ь
нен
асышен
н
ые
связи
краевых
атомов.
При
д
ал
ь
н
е й
ш
е
м
за
к
р
у
ч
и ва
н и
и
по
лучается
с
трукт
ур
а
,
пре
л с
тав
л
я
ю
ш
а я
собой
л и б о
нано
тубу
л
ен
(
сви
ток)
,
на
помин
ающий
ру
лон
обо
ев
,
л
и
б
о
нано
трубку
,
обра
зован
ную
вст
а
в
ленными
д
р
уг
в
л
р
уга
кон
центрическими
ц
и
л
и
н
д рам
и
.
По
добным
ж
е
обра
зом
происхо
ди
т
формиров
ание
на
н о
тр
у
бо
к
д
р у
г
и
х
оксидных
со
е
ди
нений
,
н
апример
,
ок
си
да
ван
адия
У
2
О
5
(рис
.
2).
Мно
гие
функ
цион
альные
сво
йст
в
а з а
в
и
с
ят
от
морфо
ло
гии
.
у
де
льно
й п
о
ве
р
х
н
о
с
т
и и
ос
о
беннос
г
ей
крис
тал
ли
ческо
го
и
э
л
е
к
т
р
о н
н
о
г
о
с
троения
матери
алов
.
Т
ак
,
прим
енение
в
ба
та
р
ейк
ах
н
ано
трубок окси
дов
УО
""
М 110
""
СоО
",
вмес
то
объемного
м
а
т
ери
ал
а
по
зво
ляе
т
у
л
уч
ши
ть
и
х
ка
то
дны
е
характерис
ти
ки
в с
ле
дствие
бо
льшей
инт
сркаляцион
но
й
е
мкос
ти
и
хими
ческой
ак
тивнос
ти
.
Нано
стр
ух
туры
н
а
о снове
ZIlO
п
е
рс п
е
к
ти
в
н
ы
дл
я
с
о
з
дания
фо
т
о
-
и
эл
ект
р о
-
люми
нофоров
,
с
в
с
то
в
о
з
б
ужда
юш
и
хс
я
и л
а
-
243
Рис
.
1.
Р
а
з
н
о
об
ра
з
и
е
м
о р
офо
л
о
ги
ч
е
с
ких
м
одификаuи
й
О
К
СИ
ДНЫХ
нано
тр
убо
к.
а-
Т
Ю
2•
б
-
V
О,.
b
-
Z
п
О,
г
-
Мп
О
2
(a)
~
Рис.
2.
Схе
ма
образ
о
ван
ия
нанот
р
уб
о
к
V
,0
5
на
ос
н
о
ве
с
оед
ине
н
ия
В
а
V
,
О
'
б
.
п
н
2
о
(а):
из
гибаю
щ
и
еся
сл
ои
(6)
м
о
гут
обр
а
зов
ыват
ь н
анотуб
у
л
ены
(В)
и
л
и
нан
ет
руб
к
и
(r1
з
е
р
н
ы
х
д
и
о
дов,
у
ль
трабыстрых
нано
л
а
зеров
,
в
опт
о
э
лек
тронны
х
ус
тройс
тва
х
,
с
о
лнечных
б
а
т
а
реях
и
т
.л
.
Исс
ле
до
вани
я
ф
о
то
к
а
талити
че
с
ко
й
а
кт
и
в
н
о
ст и
Ti0
2
8
в
и
п
е
пленки
и н
а
н
о
т
р у
-
бок
в
реакции
окис
л
ения
NO
пок
а
з
ал и
,
ч
то
8
с
луч
ае
испо
ль
зования
н
а
н
о
т
р
у
бо
к
она
возрас
та
ет
почт
и
на
поря
док
!
(См
.
Одно
стенны
е
нанотр
убки
)
.
Ли
т
ер
а т
ур
а
1.
З
а
х
ар
о
в
а
r.C .
В
о
лк
ов
В
.Л
.. И
ва н о
в
с
к
а я
В
.В
.. И
в
а н ов
с
кий
А
.л.
Н
анотр
у
бки
и
ро
д
с
т
ве
н
ные
нано
с
тр
укту
р
ы
окс
и
ло
в
мет
а
л
лов.
Ек
а
т
ери н
бу
рг
,
2005. 240
с
.
244
ОДИОСТЕИИЫЕ
НАНОТРУБКИ
(ОСИ1)
(Single
Wall
Nanotubes)
Т
а
м
.
где
наука
вс
т
ре
чается
с и
с
к у
с
с
тв
о
м
...
г.
[
ауз
е
Пр
е
ц
с
т
ав
ьге
,
как
ре
зко
и
змени
лась
и
ка
кой
ст
ра н
н
о й
стал
а
бы
наш
а
жи
знь
,
ес
ли
бы
исче
з
л
и
все
т
ру
б
ы
-
п
о
ним
вода
поп
адает
в
кр
аны
и
б
ата
р
е
и
наши
х
д
о
м
о
в
.
по н
и
м
т
р
а
н
с
п
о
рт и
р
у
ю
т
н
еф
ть и
г
а
з
,
б
е
з
них
с
ложно
пре
дс
тави
ть
си
с
те
м
у
горо
дской
кан
али
зации
,
При
постро йке
сборны
х
зд
а
н
и
й и
з
ме
т ал
локонс
трук
ци
й
ис
пол
ьзу
ю
т
трубы
вме
с
то сп
лошных
м
е
т
ал
ли
ч е
ски
х
п
р
ут
к
о
в
,
т.
к
,
и
зве
с
тно
,
'по
у
тру
б
отноше
ни
с
прочн
ос
ти
н а и
з
гиб
к
ма
с
с е
п р
и о
линаковом
д
и
а
м
ет р
е
з
а
м
е
т
н о
выш
е
.
. .
Все
они
та
к
и
е
р
аз
н
ы
е
и т
а
к
и
е
фу
н
кцион
альные
.
А
как
Вы
д
у
м
а е
т
е,
какого
миним
а
льного
д
и
а
м
е
тр
а
может
бы
ть
т
р
у
б
а
,
ч
тобы
ос
тава
т
ься
по
ле
зной
?
В
1993
г
од
у
ученые
о
т
кр
ы
ли
с
амы
е
м
ал
ен ькие
в
мире
о
д
ностенные
углеродные
нинетрубки
д
и
а
м
е
тр
о
м
от
I
нм
,
Пора
ли
те
льны
е
свойств
а
э
т
и
х с
трук
т
ур
с
пе
лали
их
ис
точником
идей
м
и
со
тен
ра
злич
н
ых
п
р
и
м
е
н
с
н
ий
в
науке
и
технике
,
в
том
ч
и
с
л
с
в
н
ано
ге
хноло
гии
и н
а
но
э
лск
гроникс
,
и
в
д о
х
н
о
в
и
л
и
исс
ле
д
ов
ате
л ей
на
поиск
новы
х
..
неуглеродных
нанотрубок
ср
с
пи
д
р
у
г
и
х
кл
асс
ов
н
е
о
р
г
а
н ич
е с
к и
х
сое
лин
сни
й
.
Дл
и
эт
о
г
о б
ы
л
прове лен
ря
д
те
о р
ет
и
ч
е
с
к
и
х
и
э
к
с
п
е
р и
м
е
н
т
ал
ь
ных
рабо
т
,
по
зво
ливших
сначал
а
пр
с
лск
а
з
а
тъ
,
а
зат
е
м
и
син
те
зирова
ть
о
днос
тенные
нано
т
р
у
б
к и
и
зо э
лек
тронных
ан
ало
гов
уг
леро
д
а
ге
к
са
г
о
н
ал
ь
н
ы
х
BN, BxCyN
x
•
а
также
нано
струк
т
ур
.
по
лученных
з
а
м
е
щ
е
н
и
е
м
ат
о
м
о
в
YI'-
л
е
р
о
д
а
в
ОСНТ
на
а
том
ы
аз
о
та и
бора
(ВС
"
CN
\).
С
л
е
д
уе
т
о
тмс
тить
,
ч
то
т р
у
б
к и
,
по
лучен
н
ые
с
вергкой
изострук
т
урных
ан
а
логов
графи
т
а,
т
а
к
и
х
,
как
ни
три
д
бора
BN.
бо
ле
е
т
е
х
н о
л
о
гичны
,
че
м
сами
у
г
л
еро
д
ные
нанотрубки
и
имеют
узкое р
аспрс
лс
ле
ние
п
о
р
а
змеру
от
0.5
нм
д
о
3
нм
(рис
.
1),
Они
об
ладаю
т
интересными
эл
е
кт
ро
н н
ы
м
и
хар
актерис
тик
ами
,
Я
МИЯС!>
по
л
уп
р
о
в
од
н
и к
а
м
и
с
ширино
й
за
п
р
ещ
е
н
н
о й
з
о
н
ы
4,5
-5
,5
э
В,
нс
з
ависимо
о
т
д
иа
м
ет
р
а
т
р
у
б
к
и
и
ее
хиральности
.
Э
к
с
пе
р и
ме
нт
а
ль
н о
д о к
аз
а
н
о,
ч
т
о
ВN
-
н
ано
трубки
кр
е
п ч
е
и
л
е гч е
стал
и
,
а
п
о
л
и
м
е
рн
ы
е
ма
три
цы
.
со
л
е
р
жа
ш
и
е
т
а
к
и
е
на
н
о
т
ру
бк
и
.
мо
гу
т
ис
по
л
ь
зо
ваться
ДЛ
Я
упрочне
ния
поверхно
с
ти мет
ал
лич
еских
и
зде
лий
и
дл
и
со
зд
а
ния
стойки
х к
окис
л
ению
п
о
к
р
ыт
и
й.
Н
аибо
лее
инт
ересным
пре
лстави
тс
л
см
неор
г
анич
ески
х
ОСНТ
явл
яю
тся
ВС
2N
-трубки
,
н
а
с
то
лько
б
лизки
е
п
о
сво
ей
с
труктуре
к
у
г
леро
д
ным
н
а
н
от
р
у
б
к
а
м
,
что их
можно
п
о
л у
ч
ит
ь
Рис.
:1.
Ов
не
с
тен
н
ые
нан
о
труб
к
и
BN
245
•
Рис.
2. М
оде
ль
нанотрубк
и
ВеО
(белые
атомы
-
В
е,
кр
ас н
ы
е
-
О)
час
тичным
з
а
м
с
ш
е
н и
с
м
атомов
уг
леро
да
В
пос
л
ед н
и
х
на
ат
ом ы
аз
о
т
а и
бора
.
Б
лаго
д
аря
сво
рачиванию
кар
бонитри
д
а
бор
а
в
ци ли
н
дры
по
спирали
в
н
анотрубк
ак
BC
2N
во
зникаю
т
кру
говыс
т
о
к
и
,
ч
то
по
зво
ляе
т
рассма
трива
ть
их
ка
к
своеобразные
наносо
ле
нои
ды
.
Бо
лее
т
о
г
о,
в
з
а
в
и
с
и
м
о
с
т
и от
д
и
а
м
етр
а
и
хир
ал
ьносг
и
BC
2
N-
нано
трубок
происхо
ди
т
изме
нение
ме
талли
че
ского
т
и п
а
прово
пимос
ти
на
по
лупроводн
ик
о
вый
,
открывая
п
е
р
сп
е
к
т и
н
ы
и
х
испо
льзования
в
ра
зличных
об
ластях
нано
злектроники
.
Нс
га
к
да
в
н
о
были
о
тк
ры
ты
нанотрубки
бо
л
ь
IIIО
Й
группы
х
алькогени
лов
d-э
л
ементов
М
Х
у
(М
=
п,
l
п
,
Nb,
ы
,
мо
,
Cd, W,
Лg
,
Та
;
Х
=5,
5е)
и
выпо
лнен
те
о р
ет и
че
с
ки
й
про
гно
з
нано
т
р
у
б о
к
новы
х
составов
5iC,
Тi0
2
,
ВеО
(рис
.
2).
Свойст
в а
уг
леро
дных
и
иеуглеро
пных
Одно
с
тенных
н
анотрубок
д о
конц
а
еще
нс
и
зучены,
а
исс
лсдов
ате
ли ужс при
дум
али
способ
1
1Х
рас
ширить
и
з
н
а
ч
и
те
л
ь
н
о
МО
ДИфици
ровать.
Дл
я
эт
о
ю
дос
т а
точно
з
а
п
ол
н
и т
ь
пус
тоту
«
ц
и
л и
нд
ра
»
к а к
и
м-л
и
б о
химич
еским
сое
динением
.
В
насто
ящий
момен
т
ра
зрабо
таны
разли
чн
ые
ме
то
дики
«
вл
и
в а
н
и
я
»
простых
И
сложных
со
е
динений
в
ви
де
рас
твор
а и
ли
расп
л
ава
во
внутренний
кана
л
трубок
,
на
пример
ио
лилов
(рис
.
3).
Исс
ле
дования
п
о
к
а
з
ал
и
,
ч
то
в
з а в
и
с
и
мос
ти о
т
параметров
э
л
ек
тронной
и
крисгал
л
и ч
е с
к
ой
с
тр
ук
туры
вне
лряемого
соеди
нения
з
н
ач
ит
ел
ь
н
о
и
зменяются
эл
е
ктр о
н
н
ы
е
и
м
е х а
нические
свойс
тва
обра
зуюшегос
я
ком
по
з
и
т а
т
р
у
б
к
а
-
в с
ще
ст
в
о
.
Во внутренний
канал
ОС
НТ
у
д
алось
помес
ти
ть
д
а
ж
е
цепочку
и
з
мо
лекул
фу
м
еп
ено
в
,
получив
так
называемые
«
ст
р
у
ч
к
и»
(реа
pods)
(рис
.
4).
пр
и
чем
при
1200
о
с
«
го
р
о
-
Рис
.
3.
Н
а н
о
к
р
и
е
т
ам Cul
в
к
а
н а л
е
од
н
ос
т
е
н н
о
й
углеро
д
н
ой
нан
о
т
ру6 ки
(
си
н
гезирован
М
.В
.
Ч
ер
н
ыш
е в
о
й и
АА
Ели
сеевы
м
.
ФНМ
М
ГУ
)
.
изобр
ажен
ие
П
ОЛ
У'"
е
н
о
НА
Ки
селев
ым
(
И
К
Р
А
Н
)
и
J.L. Hutehison
(Uni
veгsity
ol
Oxfoгd)
Рис
.
4• •
Стр
у
ч
ок
,
-
м
о
л
ек
у
лы
ф
у
м
еренов
С
б с
в
о
дное
тенн
о
й угле
ро
дн
ы
й
н
ан
отру
бк
е
ши
н
ы
»
с
растаютс
я с
образова
нием
еще
о
д ной
на нот
рубк
и
!
Совс
ем
нс
дав
но
и
с
сл
е
до
ва
тел
и
научились
со
зл
а ва
т
ь
«
стр
уч
к
и»
С
нео
рга
ни
чсскими
«
го
ро
ш
и н
а
ми
»
из
фу
лл
ерено-по
добн
ых м
ол
е
к
у
л
-
меrалло
карбоэ
дре
но
в
состава
M
x
C
I2
(М
=
5с
,
Ti,
У
,
Zr,
Nb).
И
з
м
е
н
я
я
хи
мичес
к
ий
соста
в
«
го
ро
ш
и
н»,
мож
но
регу
лиро
вать
прочность
с в я
зе
й
,
стабил
ь
ность
п
о
л
уч
а
ем
ы
х
структур
и
их
диэлектри
чес
кие
свой
с
тва
.
Н
а
се
го
д
н
яшни
й
л
е
н
ь
по
добные
«
стр
уч
к
и
»
яв
ляются
ин
т
ер
сс
н
е
йши
м
и
перспект
ивным
м
а
те
риалом
для
м
ик ро
-
И
н
а
н
о
э
л
с
ктр
он
ики
,
кото
рый
м
о
жн
о
ис
п
о
л
ь
з
о
ва
т
ь
дл
я
соз
да н
и я
н
а
н
о
д
и
од
о
в
,
тран
зисторов
,
эл
е
м
е
н
т
о
в п
а
м
я
т и и
л о
г
и
ч е с
к и
х
схе
м
,
а
такжс
аккумуляторов
во
ло
ро
д
а
и
вы
с
о
к
от
е
м
п
ер
атур
н
ы
х
сверхпроводников
.
К
а
к
види
те
,
нссмо
тря на
на нораз
ме
р
.
уг
ле
род
ные
трубоч
ки
в
п
о
л
е
з
н
о с т и
и
п
е
р
с
пек
ти
в
н
ост
и дл
я
пр
акт
и ч
с с
к
ог
о
приме
нения
ничуть
н
е
уступают
своим
гиган
тским
собрать
ям
.
Л
И
"l
ера
тур
а
1.
И
6
at
Ю
6с
кu
Й
А
.
J1.
У
сп
е
хи
химии
.
2002.
Т.
71, N23.
С.
203- 224_
2.
С
пот
уяп
е
уи
М.
v.
.
Е
й
ьее
»
А.А
.
,
Luka
,hin
А.
V.
е
/
01. Ptlysiea
Е
.
2007. Val. 37.
Р
.6
2
-6
5
.
3. I_uzzi
о
.е
. ,
Smilh B
.W
Carho
n. 2002. Yal. 38.
Р
.
1751
-1
756.
246
ОДНОЭЛЕКТРОННЫЙ
ТРАНЗИСТОР
(Single
Electron
ТJ<ansistor)
Э
л
е
кт
р
и
ч е с
к
ий
т
о
к
пе
рен
ос
ит
ся
о
т
д
е
л
ьн
ыми
эле
к т р
ичес
ки
м
и
з
а
р
яд
а
м
и
.
Уч
е
бн
и
к п
о
физ
ике
для
сред
ней
ШКОЛЫ
П
е
с
о
ч
н
ы
е
час
ы
п
ре
дс тавля
ют
систе
му
с
ОДНО
Ч8С
Т
ИЧ
НЫ
М
т
р
а
н с п
о
р
т
о
м
-
песчинки
п
о
одной
падаю
т
через
су
же
н
ие
Упра
в
лять
д
в
и
ж
е
н
и
е
м
е
диничных
м
а
к
ро
о
б
ъ
ектов дл
я
своей
по
л
ьзы
че
л
ов
ек
н
аучи
лся
оч
ень
д
а
в
н
о.
Во
зьмем
,
1<
примеру
,
всем
и
звес
тн
ы
е
пе
сочные
часы
-
симво
л
непреры
вно
уходя
ще
го
времени.
Несмотря
на
каж
ушуюся
не
преры
в
нос
ть
,
в
основе
принцип
а р
або
ты
та
ки
х
часов
л
е
ж
ат
д
и
с
к
р
е
т
н о
пал
ающие
ч е
ре
з
у
з
к
у
ю
гор
ло
-
АЗ6VКАДЛЯ
ВСЕХ
вину
песчинки
.
А
можно
л
и т
а
к
же
л
е
г
к
о
управ
л
ять
об
ъектами
квантовой
при
ро
ды
-
о
тде
л
ьны
ми
атомами
или
д
аж
е
эл
е
кт
ро
н
а
м
и?
Ока
зыва
ет
ся
можно'
Например
,
с
помощью
та
к
называ
емого
о
дно
э
лектронного
тран
зистора
,
ко
торый
пре
д
с
тавляст
собой
НСрСКЛЮ'13ющ
е
е
устройство
,
спо
собное
ра
зъе
линить
или
сое
динять
эл
с
кт
р и
ч
с
к
у
ю
цепь
за
счет
д
в
и
ж
е
н и
я е
диничного
э
л
е
ктро
н
а
.
Принципиаль
ным
о
т
личием
о
дно
э
л
ектронного
транзистора
о
т
классического
является
ТО
.
что
л
и н
е
й
н
ы
е
ра
змеры
канала
между
стоком
и
ис
т
о
к
о
м
л
е
ж
а
т
в
нано
диапа
зонс
,
обус
лов
ли
вая
прояв
ление
квантово-размерных
э
ф ф
е
к
т
о
в
.
Кроме
т
о
ю,
о
лно
злектронный
тран зистор НС
уси
л
и
в
а
е
т т
е
к
у
ш
и
й
т
о к
,
а
т
о
л
ь
к
о
управляет
перехо
до
м
эл
е
ктро
н
о
в,
по
этому
правильнес
бы
ло
бы
н
а
зыва
ть
его
переключа
ге
лем
.
Принцип
работы
о
дно
э
лек
тронно
го т
р
а
н
з
и
ст
о
р
а
основ
ан
На
эффе
кт
е
та
к
на
зываемой
«
к
ул
о
н
о
в
с
к
о й б
лока
лы
-
-
скачкообра
зном
и
зменении
по
тенциальной
э
н
е
р
г
и и
до
с т а т
о
ч
но малой
сис
темы
при
тунне
лиро
вании
о
дно
го
эл
е
к
т
р
о н
а
и б
локиров
ании л
в и
ж
с
н
и
я
всех
ос
т
ал
ь
н
ы
х.
При
эт
о
м
э
л
е
кт
р
и ч
ес
к
и
й
ток
в
це п и
про
т
екае
т
макроскопически
р
е
гис
трируемыми
порциями
,
иначе
г
о
в
о
р
я
,
в
сис
т
еме
проя
вля
е
т
ся д
в
и
ж
е
н ие
е
диничных
з
а
р
ял
о
в
.
давай
те
бо
лее
по
дробно
расс
мотрим
устрой
с
тво
о
дно
э
лек
тронного
т
р
а
н
з
и
ст
о
ра
(рис
.
1).
Как
и л
ю
б о
й
т
рад
и
ц
и
о н
ны
й
тран
зистор
,
он
сос
тоит
и
з
трех
эл
е
кт
р
од
о
в,
д
в
а
и
з
к
оторы
х
вы
по
лняю
т
ро
ль
стока
и
ис
тока
,
а
т
рет
ий
явля
ет
с я
управляющим
(
за
т
вор)
.
Т
о
ль к
о
в
о
т
между
эл
е
ктр
од
а
м
и
распо
ложен
ме
т
ал
лич
еский
и
ли
по
лупрово
дниковы
й
«
н
а н
п о
с
т
ро
в
о
к»
-
нано
ч
аст
иц
а
и
ли
к
лас
т
ер
наноме
тров
ы
х
р
а
зм
еров
(рис.
2).
При
э
то
м
т
ол
щ
и
н
ы
«
н а н
о
о
с
т
р
о
в
к
о
в»
н
ас
то
лько
малы
,
ч
то
эле
кт
ро н
м
о
же
т
ту н н
ел и
-
247