Промышленные нанотехнологии

Разработчику новейшей техники
Предпринимателю
Инвестору

Нанотехнология сулит огромную выгоду инвесторам, сумевшим разглядеть перспективное направление вложения денег; конструкторам, реализовавшим многократно улучшенные потребительские свойства наноматериалов в передовых конструкциях, и предпринимателям, создавшим предприятия по выпуску продукции с характеристиками выше достигнутого в настоящее время уровня.

Для этого, как минимум, надо знать, что такое нанотехнология, на чем основано резкое улучшение потребительских свойств технической продукции при использовании наночастиц и как использовать наноразмерный эффект для промышленного производства нанопродукта со свойствами многократно превышающими существующий уровень.

Приставка «нано-» переводится как «карлик», 1 нанометр равен 1x10-9 м. Наноразмерными принято считать частицы вещества, размеры которых хотя бы в одном измерении составляют величину менее 100 нм.

Потенциальные возможности наноразмерных частиц вещества основаны на различии энергетического состояния атомов на поверхности наночастицы и в объеме вещества. Внешние атомы имеют свободные валентные связи, которые у внутренних атомов задействованы на взаимодействие с соседними атомами. В случае жидкости свободные валентности внешних атомов создают поверхностное натяжение, наличие которого нам наглядно демонстрируют свободно скользящие по поверхности воды жуки-водомерки.

В случае твердого тела наличие поверхностной энергии менее заметно, не имеет наглядного подтверждения и в обыденной жизни практически не учитывается. В наноразмерном интервале ситуация меняется. При определенном размере частицы, который называется критическим (dкр), влияние внутренних атомов на свойства вещества уравновешивается влиянием свободных валентностей внешних атомов. При размере частицы меньше dкр начинает преобладать их влияние, свойства вещества резко меняются, начинают проявляться законы квантовой механики. Такую частицу называют наночастицей.

Для углерода в аллотропной модификации графита dкр составляет около 10 нм [Волков Г.М. Нано- и микросистемная техника, № 6, 2006].

Однако использовать наночастицы в качестве конструкционного материала машиностроительного назначения затруднительно. Возможность конструкционного применения целевого продукта нанотехнологии появляется только в результате консолидации наноразмерных частиц вещества в макрообъекты, пригодные для изготовления из них деталей машин, приборов и др. технических устройств.

Использование нанотехнологий

Свойства углеродного нанокомпозита многократно превосходят соответствующие показатели углеродных материалов традиционной технологии. По комплексу свойств углеродный нанокомпозит превосходит мировые аналоги. В силу своих свойств углеродный нанокомпозит может использоваться во многих отраслях.