Nanostructura
Termenul de nanostructură sau nanoagregat (cunoscut și sub denumirea de cluster ) indică un sistem format dintr-un număr de atomi sau molecule variind de la câteva unități la câteva mii și ale căror dimensiuni sunt de ordinul unui nanometru . Studiul nanostructurilor aparține unei clase de cercetare interdisciplinară care se numește nanoștiințe și al cărei domeniu de aplicare este reprezentat de nanotehnologii .
Subdivizarea nanostructurilor
În descrierea nanostructurilor este necesar să se facă diferența între diferitele dimensiuni :
- Nanotesuturi , a căror înălțime este nanometrică , adică situată între 0,1 și 10 nm , în timp ce adâncimea și lățimea sunt mai mari decât cea nanometrică;
- Nanotuburi (de exemplu, nanotuburi de carbon ), care sunt nanometrice pentru diametrul lor;
- Și nanoparticulele , care au caracteristica de a avea toate cele trei dimensiuni în domeniul nanometrilor. Pentru a înțelege mai bine ordinea de mărime a acestor particule , trebuie avut în vedere faptul că lungimea de undă a fotonilor , în spectrul vizibil , este mult mai lungă decât diametrul celei mai mari nanoparticule . Pentru studiul lor, trebuie folosite dispozitive speciale, cum ar fi microscopurile electronice sau razele X moi și dure, a căror utilizare este totuși mult mai complexă datorită dificultății de focalizare a acestora (vezi și particule ultrafine sau UFP).
Caracteristici
Principala caracteristică a unui material nanostructurat este faptul că este proiectat și modificat în nanostructura sa pentru a obține un set precis de performanțe, în general superioare sau, în orice caz, nu comparabile cu cele prezentate de materialele „convenționale”. De fapt, structurile cristaline mai mici de 100 nanometri au caracteristici deosebite care pot fi exploatate, prin anumite procese de fabricație, chiar la macroscală. Prin utilizarea nanotehnologiilor este posibil să se creeze noi materiale funcționale, instrumente și sisteme cu proprietăți extraordinare care decurg din structura lor moleculară și să se pună în aplicare calitățile și caracteristicile proceselor și produselor existente. De fapt, la nanoscală, obiectele sunt capabile să schimbe culoarea, forma și faza mult mai ușor decât la macroscală, proprietățile fundamentale precum rezistența mecanică , raportul suprafață la masă, conductivitatea și elasticitatea pot fi proiectate pentru a crea noi clase de materiale.
Istorie
Studiul nanoagregatelor a început în anii 1980 . Scopul său este de a înțelege comportamentul materiei la nivel mezoscopic , deoarece constituie o legătură importantă între materia macroscopică, ale cărei proprietăți sunt descrise de termodinamică și mecanica statistică și materia microscopică (atomul unic sau molecula).
Nanoagregatele au caracteristici deosebite care nu se regăsesc în sistemele macroscopice. Să vedem câteva exemple:
- tranziția de la legătura van der Waals la legătura metalică în grupuri de mercur ;
- trecerea de la un comportament paramagnetic la un comportament feromagnetic care a ignorat total cunoștințele anterioare privind proprietățile magnetice ale unor materiale;
- limita de stare dintre lichid și solid care are multe aspecte interesante în ceea ce privește punctele de topire și natura fazelor metastabile , fazelor supraîncălzite și subrăcite.
Elemente conexe
- ACS Nano
- Nanotehnologie
- Nanotuburi de carbon
- Nanotub
- Nanoparticule
- Nanowire
- Nano stâlp
- Litografie coloidală
- Material nanostructurat pentru construcții
- Proprietățile termice ale nanostructurilor
linkuri externe
- Centrul italian pentru nanotehnologii , pe nanotec.it .
- ( EN ) Nanoscience and Nanotechnologies , la nanotec.org.uk . Adus la 12 ianuarie 2008 (arhivat din original la 3 martie 2016) .
