Белая книга подготовлена по итогам Первого Всероссийского совещания ученых, инженеров и производителей в области нанотехнологий «Исследования в области наночастиц, наноструктур и нанокомпозитов в Российской Федерации» и результатам опроса ведущих специалистов по нанотехнологий. Она представляет собой сборник аннотаций проводимых работ и перечень организаций России на май 2006 года, работающих в области исследования наночастиц, наноструктур и нанокомпозитов, и практической реализации наноматериалов. В Белой книге беспристрастно и объективно каталогизированы работы ведущих научных школ Российской академии наук, государственных образовательных учреждений, производственных корпораций и предприятий малого и среднего бизнеса. В книге систематизированы работы по пяти основным направлениям исследований — химия, физика, биология наноразмерного состояния, образование (подготовка специалистов высшей квалификации и среднего звена в области нанотехнологий), производство и применение наноматериалов в России. Книга предназначена для научных сотрудников, предпринимателей, государственных служащих, студентов и аспирантов, специализирующихся в данной отрасли.

Приведены мировые новости за 2005 год, сгруппированные по разделам и охватывающие наноматериалы, наноэлектронику, нанодатчики и наноустройства, диагностику наноструктур и наноматериалов, нанобиотехнологию и применение нанотехнологий в медицине. В книге с цветными иллюстрациями приведены примеры реализации и применения в области технологии формирования наноструктур, методов исследования наноматериалов, метрологическое обеспечение и основы технологии наносистемной техники. Сборник представляет интерес для ученых, инженеров и преподавателей высшей школы, аспирантов и студентов, специализирующихся в области нанотехнологии, наноматериалов, наноэлектроники, микро- и наноситемной техники.

В учебном пособии рассмотрены свойства и основные методы получения наноструктур и наноструктурных материалов: фуллеренов, углеродных нанотрубок, аморфных металлических сплавов, нанокристаллических и квазикристаллических материалов. Изложены современные представления о структуре рассматриваемых веществ. Представлены сведения о влиянии структуры на физико-механические свойства и во возможном применении данных материалов. Для студентов, обучающихся по специальностям - "Материаловедение" или "Техническая физика". Может быть использовано аспирантами, преподавателями и научными сотрудниками.

Систематизированы данные о наноструктурных материалах, рассмотрены особенности их физических, химических, механических и других свойств. Описаны основные технологические приемы получения наноструктурных материалов, охарактеризованы области их применения в традиционной и новой технике, информационных и компьютерных технологиях, медицине, сельском хозяйстве, в области охраны окружающей среды. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности "Физическое материаловедение". Может быть полезно аспирантам, инженерам и научным работникам, занимающимся вопросами физики, химии, механики и биологии наноструктурных материалов.

В предлагаемой читателю книге известных авторов: профессора Карал К. Коча (США), доктора физико-математических наук Ильи Овидько (Россия), профессора Судипты Сила (СШЩА) и профессора Стэна Вепрека (ФРГ) на теоретическом и прикладном уровнях излагаются фундаментальные основы нанотехнологических процессов и структурных состояний объемных наноматериалов, нанокомпозитов и покрытий. В книге рассматриваются области применения массивных наноматериалов в несущих конструкциях, анализируется стабильность нанокристаллических микроструктур и описываются методы, используемые для изучения их строения. Исследованы закономерности и особенности изменения механических и функциональных свойств наноматериалов и возможных областях применения. Представляются теоретические модели структур нанокристаллических материалов и обсуждаются механизмы их поведения при различных видах нагружения. Книга, содержащая новейшие сведения о свойствах наноматериалов, проблемах и х освоения и перспективах решения, несомненно, полезна студентам, аспирантам, ученым и инженерам, занимающихся разработкой и использованием наноматериалов в различных областях техники.

Этот сборник посвящен 80-летию со дня рождения выдающегося ученого и крупного государственного деятеля нашей страны академика Российской академии наук Юрия Андреевича Осипьяна (1931-2008 гг.). Основное направление исследований Юрия Андреевича - физика твердого тела. Результаты работ, выполненных Ю. А. Осипьяном с сотрудниками в 1960-е г., привели к созданию нового научного направления - дислокационная физика, которое успешно развивается и в настоящее время. Вошедшие в сборник статьи распределены довольно условно по четырем разделам: первые работы; изучение свойств дислокаций в полупроводниках; высокотемпературные сверхпроводники; физика фуллеренов и наноструктурированных углеродных материалов. Каждый из разделов отражает эволюцию основных направлений исследований Юрия Андреевича и созданной им "школы Осипьяна".

В монографии обобщены результаты экспериментальных исследований и численных расчетов параметров теплового разрушения материалов, описаны стенды и методы определения основных характеристик теплозащитных материалов, установлены предельные возможности поглощения подводимого тепла при прогреве и тепловом разрушении материалов; представлены сведения по материалам тепловой защиты летательных аппаратов и высокотемпературным материалам различного назначения. Для научных сотрудников и инженерно-технических работников, занятых в области тепловой защиты и высокотемпературной теплофизики. а также для аспирантов и студентов высших учебных заведений соответствующих специальностей.

В монографии рассмотрены вопросы исследования теплового деформирования и его влияния на прочность композиционных материалов, применяемых в качестве тепловой защиты. Приведен обзор существующих методов дилатометрирования высокотемпературных неметаллических материалов. Представлены новые технические решения, обеспечивающие высокую точность измерений деформаций материалов в диапазоне температур 20-2000С бесконтактными оптическими методами на современной элементной базе. Описаны оригинальные методики и приведен обширный экспериментальный материал по исследованию температурных деформаций деструктирующих и углеродных композитов применительно к условиям эксплуатации теплозащитных конструкций. Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами исследования и применения композиционных материалов, а также специалистов в области термопрочности.

Рассмотрены различные методы получения ультрадисперсных (нано-) материалов — механические, физические, химические, биологические. Обобщены современные представления об электрических, магнитных, тепловых, оптических, диффузионных, химических и механических свойствах наноматериалов. Подчеркнута и продемонстрирована зависимость этих свойств от структуры материала и геометрических размеров наночастиц. Значительное внимание уделено вопросам хранения и транспортировки наноматериалов. Для студентов, обучающихся по специальностям «Физико-химия процессов и материалов», «Наноматериалы», «Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия», преподавателей, аспирантов, слушателей курсов повышения квалификации.

Изложены физико-химические основы нанотехнологии. Особенное внимание уделено размерным эффектам различной природы и путям их практического использования в различных наноструктурах и изделиях. Рассмотрены современные методы получения, исследования и определение свойств наноматериалов. Систематизированы и описаны основные направления развития нанотехнологии и нанотехники: физическое наноматериаловедение и наномеханика, нано-электроника и нанобиотехнологии. Наряду с общими положениями приведено большое число примеров конкретных разработок, доведенных до промышленного производства. Автор использовал как литературные, так и собственные данные. Книга содержит обширный ссылочный аппарат, включающий зарубежные и отечественные источники. Для инженерно-технических работников, осваивающих и использующих нанотехнологические процессы, а также может быть полезна студентам и аспирантам, специализирующимся в этой области.

В предлагаемой книге авторы — известные ученые и бизнесмены, занимающиеся теоретическими и практическими проблемами нанотехнологии, — описывают состояние дел и перспективы их развития на ближайшее десятилетие, а также возможное воздействие нанотехнологии на глобальные процессы. Книга предназначена для широкого круга читателей: научных работников, специалистов, а также студентов профильных учебных заведений.

В сборнике приведены актуальные и значительные научные результаты в области оптических анизотропных кристаллов и материалов со свойствами наноструктур. Материалы сборника предназначены для инженеров, научных сотрудников, докторантов, аспирантов и студентов старших курсов.

Вашему вниманию предлагаются материалы симпозиума EURASTRENCOLD-2008, посвященного 70-лтию академика В. П. Ларионова и 50-летию образования отдела энергетики. Рассматриваются вопросы, связанные с решением проблем прочности материалов и машин в условиях низких климатических температур, вязко-хрупкого перехода, физикохимии и механики процессов разрушения, повышения качества металлоизделий с использованием нанотехнологий. Значительное место уделено решению проблем, связанных с разработкой теоретических основ создания новых материалов - металлов и сплавов с высокими хладо- и износостойкими свойствами, композиционных и полимерных материалов, сталей нового поколения, в том числе для энергетики Севера. Обсуждены проблемы транспортно-энергетической инфраструктуры азиатской части России, ресурсного потенциала РС(Я) и стратегические приоритеты в формировании энергетических центов Востока России, концепция обеспечения экологической безопасности нефтегазового комплекса и трубопроводного транспора на основе ГИС-технологий и интегрированной системы моделирования и прогнозирования возникновения чрезвычайных ситуаций на территории Северо-Востока России. Сборник предназначен для широкого круга научных и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами прочности металлоконструкций, безопасности промышленных объектов, разработкой новых материалов и обеспечением надежности энергетических систем и комплексов.

В монографии рассмотрены вопросы компьютерного моделирования технологических процессов. Даны основные понятия, определяющие сущность рассматриваемых процессов тепловой обработки материалов, и приведены результаты их математического моделирования. Книга предназначена для специалистов, работающих в области применения высококонцентрированных источников для обработки материалов и их теоретического исследования, а также аспирантов и магистрантов.

Автор настоящей книги, профессор Иллинойского университета г. Чикаго (США) Г. Али Мансури, известен как крупный специалист в областях химии нефтегазовых продуктов, термодинамики и статистической механики. Книга охватывает различные направления нанотехнологии: получение наноразмерных материалов с использованием специальных приборов, фундаментальные принципы самоорганизации, а также термодинамические аспекты, связанные с особенностями свойств и превращений, происходящих в материалах на наноуровне. Материал излагается довольно подробно и включает широкий круг проблем, предоставляя читателю необходимые знания основ науки о материалах. В приложении - исчерпывающем глоссарии, детально трактуются понятия, определения, уравнения и теории, химические формулы, аббревиатуры. Эту книгу можно использовать как учебное пособие для аспирантов и инициативных студентов, уже немного знакомых с квантовой и статистической механикой и специализирующихся в области технических, биологических и физических наук. Она также предназначена для ученых смежных областей, которые интересуются достижениями современных науки и технологиями наноразмерных материалов и хотят овладеть их методами. Монография издана в рамках инновационной образовательной программы МИЭТ "Современное профессиональное образование для российской инновационной системы в области электроники".

Сборник содержит расширенные тезисы докладов, представленных на Международной научно-практической конференции по перспективным композиционным материалам (NC'04): "Нанокомпозиты-2004", г. Сочи, Россия, 27.03.04-01.10.04. Авторы статей являются международными экспертами в области научных исследований, производства и применения новых и перспективных композиционных материалов. Работы отражают современное состояние проблемы и выявляют наиболее перспективные направления в развитии материалов и технологий. Конференция была поддержана Международным научно-техническим центром (МНТЦ), Институтом химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, Всероссийским институтом авиационных материалов (ВИАМ), Федеральным центром двойных технологий "Союз", Центральным научно-исследовательским институтом специального машиностроения (ЦНИИСМ), ОАО НПО "Искра" и Mach I, Inc.

Подробно и систематически рассмотрены наноструктурные состояния материалов, формирующиеся при закалке из расплава или последующей термической и деформационной обработке, а также физико-механические свойства материалов. Дана новая классификация наноматериалов, основанная на их структуре и механическом поведении. рассмотрены различные условия формирования наноматериалов при закалке из жидкой фазы: 1) полная кристаллизация жидкой фазы в процессе закалки из расплава; 2) образование аморфного состояния в процессе закалки, с частичной или полной кристаллизацией при последующем охлаждении; 3) образованием аморфного состояния при закалке с возникновением нанокристаллов в результате последующих тепловых или деформационных воздействий. Приведены примеры эффективного использования наноматериалов, полученных методом закалки из расплава. Для научных работников, аспирантов и магистров, специализирующихся в области нанотехнологий и наноматериалов.

В сборнике материалов ежегодной научно-практической конференции обсуждаются проблемы организации и перспективы развития инновационной деятельности в институтах Российской академии наук и ее региональных отделениях. Большое внимание уделено вопросам правовой охраны результатов научно-технической деятельности (РНТД), возможностям коммерциализации наукоемких разработок и последующего внедрения в производство РНТД в интересах развития экономики регионов России. Часть материалов посвящена вопросам создания бюджетными научными и образовательными учреждениями хозяйственных обществ в рамках Закона 217-ФЗ.

В пособии рассмотрены основные методы получения нанообъектов, наночастиц, наноструктур: наносборка, ионная бомбардировка, ударные волны, вакуумное испарение, катодное распыление, низкотемпературна плазма, плазмохимический синтез, диспергирование, механохимический синтез, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, взрывной синтез, электрический взрыв проводников, электроэрозионный метод, осаждение из жидкой фазы и осаждение из расплавов, кристаллизация и микроликвация и т. д. Представлены основные свойства нанообъектов: магнитные, термические, каталитические, механические. Дано краткое описание наиболее распространенных методов исследования наночастиц и наноструктурных объектов. Для студентов и аспирантов, обучающихся по специальности "Нанотехнологии" и смежным специальностям, а также для инженеров и научных сотрудников.

Представлены результаты исследований, выполненных авторским коллективом в течение последних 10-12 лет. На стыке физики прочности и материаловедения, механики, физики и химии полимеров, вычислительной механики в эти годы развивается направление, получившее ряд названий, -микромеханика, физическая мезомеханика, механика структурно неоднородных сред и т. д. Это направление представлено применительно к армированным полимерным системам в основном дисперсными наполнителями. Обсуждаются постановка и реализация прямых и обратных задач компьютерного конструирования полимерных композиций, приведены многочисленные примеры решения этих типов задач для научных работников и аспирантов, занимающихся проблемами разработки новых и улучшения качества существующих полимерных композиций, а также студентов в качестве учебного пособия по курсам "Прикладная механика", "Механика", "Наноматериалы и нанотехнологии", "Материаловедение", "Оценка надежности изделий", "Композитные материалы".

Данное учебное пособие призвано помочь учащимся и специалистам разобраться в особенностях золь-гель синтеза и освоить основные технологические приемы. Оно соответствует ФГОС ВПО третьего поколения и может быть рекомендовано для обучения бакалавров и магистров по направлениям - "Электроника и наноэлектроника!" и "Нанотехнологии и микросистемная техника". Пособие может быть полезно аспирантам материаловедческих специальностей и специалистам в области жидкофазного синтеза материалов, а также может использоваться на курсах повышения квалификации специалистов, работающих в области технологии и диагностики микро- и наноматериалов.

Представлены результаты научно-исследовательских и опытно-технологических работ в области получения, исследования и применения ультрадисперсных порошков, наноструктур и тонких пленок в перспективных материалах машиностроения, радиоэлектроники, микротехники, в биологии, медицине, строительных материалах и нанотехнологиях. Часть докладов является логическим продолжением исследований, результаты которых опубликованы в трудах конференций. проведенных в 1966, 1999, 2003 и 2006 гг., посвященных памяти А. М. Ставера. Предназначены специалистам, инженерам, научным работникам, аспирантам, магистрантам, студентам старших курсов, занимающимся созданием, исследованием и внедрением новых перспективных материалов и нанотехнологий.

Вашему вниманию предлагаются материалы Симпозиума Eurastrencolk-2004, посвященного памяти академика В. П. Ларионова, великого сына якутского народа, первого академика Российской академии наук из народа саха, который стоял у истоков организации ИФТПС СО РАН и научных исследований, направленных на повышение работоспособности техники и металлоконструкций в условиях холодного климата. В трудах симпозиума представлены материалы по проблемам прочности материалов и машин в условиях низких климатических температур, вопросы, касающиеся исследований вязко-хрупкого перехода, физико-химии и механики процессов разрушения материалов в экстремальных условиях. Особое место уделено решению проблем, связанных с разработкой теоретических основ создания новых материалов - металлов, сплавов и покрытий с высокими хладостойкими и износостойкими свойствами, композиционных и наноматериалов, полимерных материалов, материалов с уникальными свойствами. Рассмотрены задачи теплофизики и тепло-массопереноса в элементах конструкций, подвергшихся комбинированному воздействию низких температур и силового нагружения. Труды симпозиума будут полезны для широкого круга научных и инженерно-технических работников, аспирантов и специалистов, интересующихся вопросами энергетики, транспорта энергоресурсов и материаловедения в регионах холодного климата.

Вашему вниманию предлагаются материалы Симпозиума Eurastrencolk-2004, посвященного памяти академика В. П. Ларионова, великого сына якутского народа, первого академика Российской академии наук из народа саха, который стоял у истоков организации ИФТПС СО РАН и научных исследований, направленных на повышение работоспособности техники и металлоконструкций в условиях холодного климата. В трудах симпозиума представлены материалы по проблемам прочности материалов и машин в условиях низких климатических температур, вопросы, касающиеся исследований вязко-хрупкого перехода, физико-химии и механики процессов разрушения материалов в экстремальных условиях. Особое место уделено решению проблем, связанных с разработкой теоретических основ создания новых материалов - металлов, сплавов и покрытий с высокими хладостойкими и износостойкими свойствами, композиционных и наноматериалов, полимерных материалов, материалов с уникальными свойствами. Рассмотрены задачи теплофизики и тепло-массопереноса в элементах конструкций, подвергшихся комбинированному воздействию низких температур и силового нагружения. Труды симпозиума будут полезны для широкого круга научных и инженерно-технических работников, аспирантов и специалистов, интересующихся вопросами энергетики, транспорта энергоресурсов и материаловедения в регионах холодного климата.

Учебное пособие по физическим и химическим основам нанотехнологий детально описывает структуру и свойства наноразмерных образований, которые активно изучаются на протяжении последних десятилетий и используются на практике. К ним относятся наноразмерные частицы, большие (в том числе полимерные) молекулы, атомно-молекулярные комплексы с направленно созданной структурой — квантовые точки, нанотрубки, тонкопленочные гетероструктуры, молекулярные кластеры. Основное внимание уделено выявлению физических механизмов, ответственных за возникновение новых свойств при переходе от «макровещества» к наноструктурам, построенным из тех же самых атомных и молекулярных элементов, что и вещество. Подробно рассмотрено соотношение научных идей и практического выхода исследований в области нанотехнологий. Обсуждаются существенные затруднения в реализации экономически выгодных промышленных инноваций. Учебное пособие будет полезно студентам, аспирантам и преподавателям физических и химических факультетов, а также исследователям и разработчикам новых технологий.

Представлены новые результаты оригинальных исследований, проведенных в различных научных учреждениях и организациях Российской Федерации, стран ближнего и дальнего зарубежья в области наноматериалов, нанотехнологий и порошковой металлургии. Рассмотрены вопросы, касающиеся структуры металлических, керамических и композиционных наноматериалов, их прочностных, трибологических, магнитных и других свойств, методов получения наноматериалов и изделий их них, разработки технологий получения и организации производства порошковых изделий.

This book contains information obtained from authentic and highly regarded sources. Reprinted material is quoted with permission, and sources are indicated. Reasonable efforts have been made to publish reliable data and information, but the authors and the publishers cannot assume responsibility for the validity of all materials. Neither the authors nor the publishers, nor anyone else associated with this publication, shall be liable for any loss, damage or liability directly or indirectly caused or alleged to be caused by this book. Neither this book nor any part may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, microfilming and recording, or by any information storage or retrieval system, without permission in writing from Woodhead Publishing Limited. The consent of Woodhead Publishing Limited does not extend to copying for general distribution, for promotion, for creating new works, or for resale. Specific permission must be obtained in writing from Woodhead Publishing Limited for such copying.

В монографии представлены результаты исследований по одному из основных научных направлений "Фундаментальные закономерности, физико-математические и структурные модели синтеза и функциональные свойства нанокристаллических частиц, материалов и покрытий" Научно-образовательного центра Томского госуниверситета "Физика и химия высокоэнергетических систем", организованного по гранту Фонда гражданских исследований и развития (CRDF) российско-американской программы "Фундаментальные исследования и высшее образование" (BRHE). Исследования посвящены проблемам синтеза наночастиц в конденсированных средах, компьютерному моделированию формирования биметаллических нанотрубок и их поведения в условиях внешних воздействий, закономерностей деформации и разрушения наноматериалов при динамическом нагружении, экспериментальным исследованиям механических свойств нанокристаллических металлических и керамических материалов при различных условиях нагружения. Для специалистов в области создания нанотехнологий и наноматериалов конструкционного назначения, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Впервые сделана попытка представить систематизированную картину мирового и российского рынка нанопродуктов глазами специалистов в области маркетинга, конкуренции и управления. Книга формирует комплексное восприятие рынка, его угроз и возможностей, стратегий внедрения на рынок и механизмов создания наноиндустрии, генерирующей прибыль от наноинноваций. Фактографическая база основана на данных консалтинговых и аналитических компаний мировой наноиндустрии и полевых маркетинговых исследований наноиндустрии России. Книга подготовлена в рамках аналитического проекта Министерства образования и науки Российской Федерации и предназначена для работников научных и производственных организаций, разрабатывающих и производящих нанопродукты, преподавателей, аспирантов и студентов нанотехнологических вузов и других участников национальной нанотехнологической сети России. Она будет полезна широкому кругу читателей, позиционирующих себя "потребителями новаций".

Представлены основные положения моделирования систем на различных иерархических уровнях строения вещества по схеме "снизу вверх" (атомная структура, молекулы, супрамолекулярные системы и нанокластеры) и рассмотрены взаимодействия частиц на таких уровнях. Систематизированы основные методы вычислительной нанотехноогии: квантовомеханические расчеты "из первых принципов" и методы, основанные на положениях молекулярной динамики и моделях Монте-Карло. Изложены способы молекулярной самосборки и методы многомасштабного моделирования материалов и процессов. Приведен обзор программного обеспечения моделирования наносистем. Для студентов вузов и специалистов в области вычислительной нанотехнологии.