В монографии представлены результаты комплексных экспериментальных исследований и технологических разработок, связанных с использованием высокоэффективного метода создания слоистых композиционных материалов сваркой взрывом. На примере слоистых композиций и конструкций из биметаллов медь-сталь и алюминий-сталь с детальным изучением силовых и тепловых воздействий, имитирующих условия эксплуатации электротермического оборудования, демонстрируются возможности изготовления составных и комбинированных узлов из разнородных металлов, способных работать в условиях воздействия силовых нагрузок, высоких температур и агрессивных сред. для исследователей, занимающихся созданием новых материалов. а также для материаловедов, технологов и конструкторов. работающих в различных областях машиностроения.

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.

Показана возможность моделирования синтеза нанообъектов на основе метода молекулярной динамики. Для описания межатомного взаимодействия использован метод погруженного атома. Исходным материалом для получения наноструктур являлась бислойная наноразмерная кристаллическая пленка, один слой которой был составлен из атомов меди, а другой из атомов алюминия. Исследован процесс синтеза нанотрубок в зависимости от толщины слоев и длины пленки. Изучены механическая устойчивость нанотрубок, их отклик на ударные воздействия, а также поведение полученных нанообъектов при повышении температуры вплоть до плавления. Предложена принципиальная схема конструирования и использования полученных нанообъектов в качестве компонентов интеллектуальных наноустройств, преобразующих тепловую энергию в механическую.??.

При совместном использовании подходов мезомеханики и неравновесной термодинамики показано, что любые нановключения, в том числе включения с низким модулем упругости, и нанопоры обусловливают упрочнение материала.

В монографии систематизирован и обобщен большой экспериментальный материал по механохимическому синтезу в металлических системах за последние пятнадцать лет. Рассмотрены основные модельные представления о механизмах этого процесса. Впервые проведен анализ литературных данных по механохимическому взаимодействию твердого металла с жидким металлом. Показана роль механокомпозитов в механохимическом синтезе и возможность их применения в качестве прекурсоров для термического синтеза, в том числе и для самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Книга предназначена специалистам, работающим в области механохимии, механического сплавления, порошковой металлургии и т. п.

В сборник включены обзорные и оригинальные статьи, написанные по материалам лекций, прочитанных на XIV школе по нелинейным волнам (Нижний Новгород, 1 - 7 марта 2008 г.). В работах обсуждаются разнообразные аспекты нелинейной науки - от физики экстремальных световых полей до процессов в живых системах. Книга рассчитана на специалистов, занимающихся изучением нелинейных явлений.

Рассмотрен термосиловой изгиб упругопластической круговой трехслойной пластины с легким заполнителем, покоящийся на основании Винклера. для описания кинематики несимметричного по толщине пакета пластины приняты гипотезы ломаной нормали. Реакция основания описывается моделью Винклера. Получена система уравнений равновесия и ее точное решение в перемещениях. Приведены численные результаты для трехслойных круговых металлополимерных пластин.

Композиционные материалы и технологии их получения - одни из наиболее наукоемких и перспективных направлений для практики материаловедения. На базе собственных теоретических и экспериментальных данных, а также материалов некоторых других исследователей, авторы раскрывают механизм и закономерности образования остаточных напряжений в сваренных взрывом плоских и цилиндрических соединениях, предлагают рекомендации по рациональному регулированию остаточных напряжений, раскрывают некоторые области практического применения сварки взрывам, иллюстрируя широту ее возможностей и эффективность реализации научных разработок. Сваренные взрывом элемент широко используются в самых различных отраслях промышленности в виде переходников, плакированных листов, прутков, трубных досок, труб и т. п. Они предназначены для эксплуатации при статических, динамических и знакопеременных нагрузках в условиях высоких давлений, агрессивных сред, высоких и криогенных температур, глубокого вакуума, агрессивных сред при сравнительно низкой себестоимости производства без применения сложного и дорогостоящего оборудования. Сварка взрывом в силу присущих ей особенностей является эффективным, а в ряде случает единственно возможным способом создания высококачественных биметаллических и многослойных композиционных материалов. Книга может представлять интерес для специалистов многих отраслей промышленности (авиационная, ракетно-космическая, атомная энергетика, химическое машиностроение и др.), которые напрямую связаны с созданием новых материалов.

Изложены современные представления об особенностях технологических процессов получения слоистых композиционных материалов (СКМ), широко применяющихся в промышленности. Приведены данные о взаимодействии алюминия с титаном, сталью, медью, магнием. Значительное внимание уделено особенностям получения СКМ сваркой взрывом и выбору оптимальных параметров процесса. Впервые описаны особенности сварки взрывом алюминиевых и магниевых сплавов. Подробно рассмотрены основные факторы, влияющие на формирование структуры СКМ при сварке взрывом и последующей термообработке. Для работников машиностроительных предприятий и научно-исследовательских учреждений. Может быть полезна студентам и аспирантам и технических вузов.

Целью книги является построение модели геострофических вихревых движений в слоистой жидкости. Модель позволяет в общих чертах исследовать роль стратификации в задачах о динамике вихрей синоптического масштаба в атмосфере и океане, о хаотической адвекции, о влиянии рельефа дна на крупномасштабное течение и вихри. Данная книга представляет собой итог совместной работы авторов в области исследования вихревой динамики в стратифицированной вращающейся жидкости за 15-летний период. Книга адресована специалистам по физической океанографии и метеорологии, гидродинамике, динамическим системам, а также преподавателям, аспирантам и студентам соответствующих специальностей.

Изучены парамагнитные свойства нанопорошков, полученных при электрическом взрыве медных, алюминиевых, кобальтовых, платиновых проводников. Обсуждается возможность использования методов ЭПР и модельной реакции окисления изопропилбензола для тестирования электровзрывных порошков как химических реагентов.

Рассмотрены теоретические и технологические разработки в области диспергирования металлических расплавов, проблемы отжига и восстановления порошков, получение ультратонких порошков и т. д. Ряд статей посвящен вопросам исследования свойств порошков, оценке методов их определения и описание приборов, предназначенных для этой цели. Описано применение порошков в различных отраслях промышленности. Предназначен для специалистов в области порошковой металлургии, аспирантов, студентов соответствующих специальностей.

Приведены результаты экспериментальных исследований взаимодействия наноразмерных порошков титана (Ti), алюминия (Al), никеля (Ni), железа (Fe), цинка (Zn) и меди (Cu) в энергетических конденсированных системах (ЭКС), содержащих раствор тетразольного полимера в нитроэфирах. Показаны основные структурные изменения в таких ЭКС во время изготовления и реализации. Отмечено, что структурные преобразования связаны с электрохимическими реакциями в композитах. Обсуждается вероятность образования интерметалличесих соединений в энергетических системах, содержащих наноалюминий и другие нанометаллы, а также влияние интерметаллидов на горение и детонацию.

Различными физико-химическими методами, включая дифференциальный термический анализ, термогравиметрию, газовую хромотографию, оптическую и электронную микроскопию, изучено поведение наноразмерного порошка алюминия при смешении с пластифицированным нитроэфирами полимером. Определены перспективные способы предварительной химической обработки, обеспечивающие сохранность свойств порошка при длительном хранении и неизменность его свойств в составах энергетических материалов.

Впервые обнаружена способность нанопорошков металлов влиять на устойчивость гидрофобных эмульсий. Найден нанореагент, который по эффективности не уступает высокоэффектиным неионогенным деэмульгаторам и обладает уникальной способностью - легко отделяется и сохраняет свою эффективность при многократном его использовании. Обсуждены механизмы процессов.

Проведено исследование фазового состава, микроструктуры, механизмов пластической деформации и разрушения при ударном нагружении слоистого материала, полученного сваркой под давлением листов титанового сплава ВТ6. В ходе ударного нагружения при 20 и -196 °С происходит расслоение образца на пакеты листов, которое влияет на скорость их разрушения. На поверхностях разрушения происходит структурно-фазовый распад исходной кристаллической структуры с образованием динамических ротаций. В кристаллических подслоях поверхностей разрушения и расслоя развивается фрагментация материала. Данные эффекты выражены более сильно при T(def)= -196 °С.

Книга включает в себя доклады, которые были обсуждены на VII Международной конференции "Химия нефти и газа" (Томск, Россия, 21-26 сентября 2009 г.). В представленных материалах изложены различные аспекты теории образования нефти. Затрагиваются методические вопросы исследования нефтей и родственных природных объектов. Приводятся данные о надмолекулярной структуре нефтяных систем, о составе и свойствах углеводородных и гетероорганических компонентов нефтей и рассеянного органического вещества пород различных нефтегазоносных провинций. Большое внимание уделено изучению углеводородных флюидов с точки зрения геохимии. Значительная часть работ посвящена совершенствованию технологий добычи трудноизвлекаемых нефтей, моделированию и оценке процессов газо- и нефтеотдачи, перспективным технологиям подготовки и транспорта нефти, водонефтяных эмульсий и газа. В докладах отражено современное состояние научно-исследовательских и опытно-промышленных работ в области рационального использования углеводородного сырья. Большое внимание уделено нетрадиционным подходам, обеспечивающим повышение глубины переработки нефти и природных углеводородных газов, а также рассматриваются вопросы получения ценных ппродуктов и материалов из альтернативных источников - природных битумов, горючих сланцев, битуминозных песков, бурых углей. Затронут широкий круг актуальных задач в области обеспечения экологической безопасности функционирования нефтегазвого комплекса. Опубликованные материалы представляют несомненный интрес для научных острудников и специалистов инженерно-технического профиля. Работающих в области химии, геохимии, добычи, транспорта и переработки нефти и газа, а также для преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений соответствующего профиля. Конференция проведена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследовваний (проект РФФИ № 09-03-06064), Адаминистрации Томской обалсти, ЗАО "Химеко-ГАНГ". ООО "Биолит". ООО "Термэкс", УРСАБАНК.

В данной работе приведены результаты экспериментального поиска целесообразности применения электровзрывных и газофазных нанопорошков металлов в качестве активных компонентов катализаторов гидроочистки дизельных фракций. Эффективность полученных катализаторов изучали на лабораторной установке, имеющей проточный реактор с неподвижным слоем катализатора и работающей при соответствующих технологических параметрах. Обнаружена существенная каталитическая активность системы на основе нановолкнистого сорбента в сочетании с нанопорошками (Ni-W; Ni-Mo), которая обеспечивает понижение содержания остаточной серы с 1,18 до 0,094%. Усиление кислотной функции катализатора за счет введения сильнокислотного цеолита сопровождается понижением остаточной среы до 0,040%.

Рассмотрены кристаллохимические и структурные особенности, классификация и диагностика глинистых минералов. Описаны условия их образования в корах выветривания и изменения на отдельных этапах литогенеза. Освещены основные факторы, определяющие особенности глинистых минералов в осадочных породах. Приведена методика геологической интерпретации результатов изучения глинистых минералов для решения различных практических задач. Для геологов и других специалистов, занимающихся изучением осадочных пород, поисками и разведкой месторождений полезных ископаемых осадочного происхождения.

В настоящее время в мире активно проводятся исследования электронной и атомной структур новых форм углерода, таких как фуллерены, нанотрубы, углеродные торы и их производные - эндо- и экзоэдральные комплексы с металлами, гелием, водородом и пр. Большую роль в этих исследованиях играют теоретические методы квантовой химии и молекулярной динамики, которые позволяют не только интерпретировать результаты различных спектроскопических экспериментов, но и описывать и предсказывать с высокой точностью структуру и свойства новых материалов на основе углерода. В мультимедийном издании книги, выпущенной на компакт-дисках, описаны не только результаты квантово-химических и молекулярно-динамических исследований, но и непосредственно включены десятки молекулярно-динамических фильмов, иллюстрирующих поведение исследуемых объектов и сотни углеродных молекулярных структур, что позволяет наглядно и удобно представить результаты квантово-химического и молекулярно-динамического моделирования. Читатель сам может сделать интересующие его расчеты, которые по каким-либо причинам отсутствуют в книге. Книга предназначена для чтения в сопровождении работы известной и распространенной квантово-химической программы HyperChem, демонстрационную версию которой можно легко найти на сайте корпорации Hypercube.

Первое руководство на русском языке, описывающее структуру и свойства наноматериалов от твердотельных до биологических объектов. Исчерпывающе изложены технологии изготовления и методы исследования наноструктур, разнообразные применения — от оптоэлектроники до катализа и биотехнологий. Второе издание дополнено материалами по методическим аспектам «индустрии наносистем» и применениям нанотрубок в электронике. Учебник-монография адресован широкому кругу научных работников, инженеров-электронщиков, специалистов в областях химических и биотехнологий.

Обобщены и систематизированы сведения по изучению наноструктурированных материалов для систем запасания и преобразования энергии (наноуглеродные материалы, химия фуллеренов, комплексы с повышенным содержанием носителей заряда в молекулах, фотолюминисцентные материалы, полимерные электролиты, материалы для хранения водорода, модифицированные фуллериты и стеклующиеся мезогены). Издание адресовано студентам, аспирантам, научным и инженерно-техническим работникам, специализирующимся в разработке систем запасания и преобразования энергии, а также преподавателям соответствующих разделов химии и физики.

Обобщены результаты ведущихся в мире интенсивных исследований в области молекулярной электроники, рассмотрены основные физические свойства и электронное строение молекулярных материалов и углеродных наноструктур, основные принципы создания приборов молекулярной электроники. Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям и специальностям в области техники и технологии при изучении дисциплин "Микроэлектроника", "Микро- и оптоэлектроника", "Наноэлектроника", "Физика полимеров и неупорядоченных диэлектриков", "Физика структур пониженной размерности", "Физика сенсорных материалов и устройств", и может быть также использовано аспирантами, инженерами и научными работниками, специализирующимися в области микро- и наноэлектроники, материаловедения.

Книга представляет собой монографию крупных американских специалистов в области современной наноэлектроники. В ней систематически излагается теория, необходимая для понимания свойств наноструктур, изучения фононов и эффектов с их участием в наноструктурах с размерным ограничением по одной или более координатам. Уровень изложения материала доступен для студентов и аспирантов, которые прослушали курс квантовой механики и курс физики твердого тела или твердотельных устройств. Предполагается также знание основ электромагнетизма и классической акустики.

В монографии рассмотрены методика получения, механизм формирования, структура, магнитные и магниторезистивные свойства мультислойных и гранулированных пленок. а также нанопроволок, получаемых методом электролитического осаждения. Издание предназначено для специалистов в области физики конденсированного состояния, электрохимии, магнетизма и магнитной микроэлектроники.

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 монографии рассмотрены основные методы получения нанообъектов, наночастиц, наноструктур: наносборка, ионная бомбардировка, ударные волны, вакуумное испарение, катодное распыление. низкотемпературная плазма, плазмохимический синтез, диспергирование, механохимический синтез, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, взрывной синтез. электрический взрыв проводников, электроэрозионный, осаждение из жидкой фазы и осаждение из расплавов, кристаллизация и микроликвация, гетерофазный синтез, золь-гель и криогенный методы, пиролиз, селективное травление и восстановление соединений и т.д. (39 методов). Представлены основные свойства нанообъектов: магнитные, термические, каталитические, механические. Монография предназначена для инженеров и научных сотрудников, работающих в области нанотехнологии, а также студентов и аспирантов, обучающихся по специальности "нанотехнологии" и смежным специальностям.

Предлагаемое читателям издание посвящено изложению основ нанотехнологии. В книге в доступной форме излагаются современные представления о высоких нанометрических технологиях, о нанообъектах и областях их приложения. Особое внимание уделено инновационным и техническим перспективам нанотехнологий в металлургии, металловедении, трибологии, в использовании бозе-конденсата.

Приведен обзор работ авторов с сотрудниками, посвященных проблемам природы процессов массопереноса через интерфейсы в твердых телах и биологические мембраны. На основе термодинамического подхода физической мезомеханики сделано заключение, что в основе распространения транспортных потоков через интерфейсы и мембраны в живой и неживой природе лежат структурно-фазовые переходы наноструктурных состояний на границах раздела в гетерогенных средах. Такие состояния возникают на интерфейсах и в мембранах в условиях «шахматного» распределения напряжений, деформаций и химических потенциалов компонентов сопрягаемых разнородных сред. Рассмотрены актуальные практические приложения развиваемого подхода в биологии и современном материаловедении.

Методом электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, измерения микро- и нанотвердости исследованы особенности взаимосвязи тонкой структуры с изменением прочностных свойств наноструктурных и нанокомпозитных покрытий Ti-Si-B-N с высоким содержанием примесей кислорода и углерода. Показано, что в условиях низкотемпературного (T= 200С) нанесения покрытий формируется двухуровневая зеренная структура с фрагментацией зерен размером 0,1 - 0,3 мкм на субзерна размером 15-20 нм и наличием текстуры (200). С увеличением содержания кремния формируются бестекстурные покрытия с размером зерна кристаллической фазы менее 15 нм и высокой аморфной составляющей либо покрытия с аморфно-кристаллической структурой. При температурах нанесения покрытий 400-450 С наблюдается нанокомпозитная структура с размером зерна d= 10 - 15 нм и отсутствием текстуры. Для всех изученных составов и условий получения обнаруживается кристаллическая фаза Ti1-хSхN с параметром решетки a=(0,416 - 0,420) нм. При оптимальных составах и условиях синтеза значения твердости превышают 40-50 ГПа. высказано предположение о возможности достижения сверхтвердости при многофазных зернограничных прослойках толщиной более 1 нм.

Исследован процесс формирования незамкнутых наноразмерных структур из двухслойных алюминиево-медных пленок. Моделирование проводилось на основе метода молекулярной динамики. Межатомные взаимодействия описывались потенциалами, полученными в рамках метода погруженного атома. Изучено поведение незамкнутых наноструктур при тепловом воздействии. Показана возможность преобразования моделируемыми наноструктурами тепловой энергии в энергию механического движения. Рассчитана зависимость частоты колебаний незамкнутой наноструктуры от ее размера и изменения массы колеблющихся краев.

В монографии представлены результаты работ ИФП СО РАН по развитию нанотехнологии и методов диагностики для создания нового поколения устройств и приборов современной микро- и наноэлектроники. Рассмотрены: технологии молекулярно-лучевой эпитаксии; методы наноструктурирования, позволяющие создавать двух- и трехмерные наноструктуры различных форм и геометрии; современные методы диагностики полупроводниковых наноструктур с атомным разрешением; результаты применения нанотехнологии для изготовления устройств наноэлектроники. Монография представляет интерес для специалистов в области физики полупроводников, физики и химии твердого тела, микро-, наноэлектроники и нанотехнологии.

Систематически излагается современное состояние исследований нанокристаллических материалов. Обобщены экспериментальные результаты по влиянию нанокристаллического состояния на микроструктуру и механические, теплофизические, оптические, магнитные свойства металлов, cплавов и твердофазных соединений. Рассмотрены основные методы получений изолированных наночастиц, ультрадисперсных порошков и компактных нанокристаллических материалов. Подробно обсуждены размерные эффекты в изолированных наночастицах и компактных нанокристаллических материалах, показана важная роль границ раздела в формировании структуры и свойств компактных наноматериалов. Проведен анализ модельных представлений, объясняющих особенности строения и аномальные свойства веществ в нанокристаллическом состоянии. Для специалистов в области физики твердого тела, физической химии, химии твердого тела, материаловедения, для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Описаны современное состояние и применение нанопорошков в производстве композиционных материалов. Показаны особенности технологических процессов получения нанокомпозитов с металлической и полимерной матрицей. Рассмотрены возможные области применения нанокомпозитов в промышленности, методы контроля. Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников отраслей, связанных с производством и применением композиционных материалов. Может быть полезна студентам и аспирантам, обучающимся по соответствующим направлениями и специальностям.

Проведены испытания на абразивный износ, износ трением, адгезионную прочность, химическую стойкость, термостойкость покрытий, полученных методом газопламенного напыления. Материалом матрицы являлся сверхвысокомолекулярный полиэтилен, в качестве наполнителя использовали ультрадисперсные порошки Al2O3 и ZrO2, получаемые методом плазмохимического синтеза. Показано, что добавление модификатора из ультрадисперсных порошков оксидов алюминия и циркония, прошедших предварительную обработку методами порошковой металлургии является эффективным способом повышения физико-механических характеристик таких покрытий. Определены оптимальные значения объемной доли модификаторов, обеспечивающих повышение в несколько раз адгезионной прочности, износостойкости, исключение термоусадки.

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.

В монографии представлены результаты работ ИФП СО РАН по развитию нанотехнологий и методов диагностики для создания нового поколения устройств и приборов современной микро- и наноэлектроники. Рассмотрены: технологии молекулярно-лучевой эпитаксии; методы наноструктурирования, позволяющие создавать двух- и трехмерные наноструктуры различных форм и геометрии; современные методы диагностики полупроводниковых наноструктур с атомным разрешением; результаты применения нанотехнологии для изготовления устройств наноэлектроники. Монография представляет интерес для специалистов в области физики полупроводников, физики и химии твердого тела, микро-, наноэлектроники и нанотехнологии.

В монографии представлены теоретические и практические основы нанотехнологий - процесса разделения, сборки и изменения материалов путем воздействия на них одним атомом или одной молекулой - символа новой, третьей научно-технической революции. В книге раскрыты базовые термины и определения, приведены исторические аспекты развития научного направления, рассмотрены основные области применения нанотехнологий. Приводится подробное описание "эффекта лотоса" и "эффекта безызносности", технологии финишной антифрикционной безабразивной обработки (ФАБО), нанодобавок к топливно-смазочным материалам и других препаратов автохимии на основе нанотехнологий, находящих все более широкое применение и позволяющих значительно повысить надежность автомобильной и другой техники. Издание предназначено для профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и студентов технических вузов, инженерно-технического персонала автотранспортных и ремонтных предприятий, а также владельцев транспортных средств.

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.

В монографии обобщены и систематизированы многочисленные фундаментальные и прикладные знания по разнообразным наноматериалам и нанотехнологиям, дана общая характеристика наноматериалов и нанотехнологий, рассмотрены основные методы исследования наноматериалов, описаны структура и свойства различных видов наноматериалов, области их применения, особенности получения. Адресуется специалистам в области физики конденсированного состояния, физической химии, микроэлектроники, а также студентам естественнонаучных и технических факультетов вузов, магистрантам, аспирантам и преподавателям.

В доступной для широкого круга читателей форме рассматриваются история возникновения, основные направления и физико-химические принципы современных нанотехнологий, включая планарную технологию, супрамолекулярную химию, молекулярную электронику, получение наночастиц и наноструктурированных материалов. Подробно обсуждаются два основных пути создания наноматериалов: «снизу-вверх» и «сверху-вниз», а также методы изучения наноструктур и влияния размерных эффектов на их свойства. В основу книги положен курс лекций, которые в течение нескольких лет читаются одним из авторов на кафедре физики полимеров и кристаллов физического факультета Московского государственного университета. Книга адресована студентам, аспирантам и специалистам, интересующимся вопросами нанотехнологий.

Представлены экспериментальные данные о формировании наноструктуры в крупнозернистом и субмикрокристаллическом никелиде татана при глубокой пластической деформации в предмартенситном состоянии и последующем отжиге. Рассмотрено влияние размера зерен при нано- и субмикрокристаллической структурах на развитие мартенситных превращений.

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.

Книга посвящена изложению новейших результатов в новой области нанотехнологий — наноплазмонике. Наноплазмоника является частью нанооптики и нанофотоники и имеет дело с колебаниями электронов в металлических наночастицах и наноструктурах. Важность и перспективность наноплазмоники заключается в том, что она позволяет совместить нанометровые размеры приборов и сенсоров с оптическими частотами их функционирования. Подробно изложены современные методы описания плазмонных свойств наночастиц и приведены основные расчетные формулы, представлены новейшие приложения наноплазмоники: от медицины до электроники и создания «плащей-невидимок» и «идеальных линз». Книга предназначена научным работникам, желающим быстро войти в увлекательный мир нанооптики и наноплазмоники.

Выполнено исследование влияния дорекристаллизационных отжигов на микроструктуру и механические характеристики наноструктурного титана, полученного методом многократного одноосного прессования и последующей прокатки. Показано, что сформированная микроструктура обеспечивает высокие механические характеристики наноструктурного титана (предел прочности при растяжении составил 1160 МПа, предел текучести — 1100 МПа), соответствующие титановым высокопрочным сплавам. Отжиг при 250 °С не меняет наноструктурное состояние титана и его прочностные характеристики и увеличивает пластичность до 6 % при растяжении.

Работа посвящена исследованию влияния ультразвукового поверхностного пластического деформирования сварных соединений стали ВКС-12 на их структурно-фазовое состояние и механические характеристики. Показано, что материал приповерхностного слоя толщиной около 40 мкм после обработки приобретает трехслойное строение с образованием наноструктуры на глубине до 3...4 мкм. На большей глубине регистрируются субзеренная структура с большеугловой разориентацией субзерен и фрагментированная структура. Установлена связь наноструктурирования поверхностного слоя с повышением циклической долговечности сварных соединений.

В работе проведена первая серия систематических экспериментов по наноструктурированию поверхностных слоев ряда авиационных материалов и их сварных соединений с целью повышения прочностных характеристик обработанных материалов. В основе предложенного подхода лежит концепция клеточного распределения напряжений и деформаций на интерфейсе «наноструктурированный поверхностный слой – подложка» в виде «шахматной доски».

Исследовано изменение нанотвердости и износостойкости поверхностного слоя, усталостных характеристик образцов сталей 38ХН3МФА и ШХ-15 при облучении высокоэнергетическими пучками ионов Hf + B. Наблюдаемые эффекты связываются с наноструктурированием поверхностного слоя при имплантации композиции ионов, которое исследовалось методами просвечивающей электронной микроскопии.

Изложены основные сведения о строении, свойствах, механизмах образования и методах синтеза твердотельных наноструктур. Значительное место в объеме монографии занимают вопросы, связанные с разработкой технологий и оборудования для производства углеродных наноструктурных материалов (нанотрубок и нановолокон), их диагностики и использования в различных отраслях. Предназначена для специалистов различных областей техники и технологий, аспирантов, студентов с целью познакомить с основами синтеза углеродных нанотрубок, направлениями развития аппаратостроения в области производства этих материалов и перспективами создания принципиально новых изделий на основе твердотельных наноструктур.

Рассматриваются вопросы, связанные с новыми тенденциями развития кремниевой наноэлектроники, увеличением чувствительности нанопроволочных химических и биологических сенсоров, созданием ПЗС-фотоматриц высокой плотности и чувствительности и их применение в цифровой фото- и видоеоаппаратуре. Приведены основные сведения об особенностях энергетического спектра и транспорта носителей заряда в одномерных системах (квантовых проводниках) и углеродных нанотрубках. Кратко изложены термины, принципы, достижения и перспективы в таких быстро развивающихся областях, как магнитоэлектроника (спинтроника) и фотонные кристаллы. Пособие предназначено для студентов старших курсов и аспирантов, специализирующихся в области полупроводниковой нанотехнологии, микро- и наноэлектроники.

В настоящей книге рассматриваются важнейшие особенности функциональных наноматериалов, включая их структуру, физические свойства, методы синтеза и исследования, описываются примеры использования наноматериалов для создания наноэлектромеханических систем, разнообразных устройств нано- и молекулярной электроники, а также магнитных носителей информации. Книга является одним из немногих учебных пособий, предназначенных для фундаментальной междисциплинарной подготовки в области нанотехнологии и наноматериалов, включая студентов, аспирантов и научных сотрудников классических, технических и технологических университетов, вовлеченных в решение наиболее актуальных нанотехнологических проблем. Рекомендовано УМО по классическому университетскому образованию в качестве пособия для студентов старших курсов, обучающихся по специальности 020101 (011000) - Химия.

В монографии кратко рассмотрены основные положения электромагнетизма. При подаче известного материала внимание акцентировалось на формулировке условий на границах раздела смежных сред. Особое внимание уделялось условиям на границах раздела с учетом влияния тепловых и диффузионных процессов. Впервые построена согласованная физико-математическая модель взаимодействия нестационарных электрических и тепловых полей в слоистой среде с учетом массопереноса. Модель основана на метода термодинамики. уравнениях электромагнитного поля и сформулирована без явного выделения носителей заряда (модель Ландау). Приводятся примеры решения ряда задач: импульсного электролиза в электрохимической ячейке; распространения волны в слоистой среде с магнитными свойствами. Монография может быть использована для спецкурсов и как дополнение к обычным курсам для всех интересующихся прикладными аспектами теории электричества и электродинамики.

В монографии представлены результаты анализа научных информационных источников для систематизации последних достижений в области наноматериалов и нанотехнологий. Основной акцент сделан на возможности использования наноматериалов в металлургии. Рассмотрены современные методы создания наноструктур, нанокомпозитных покрытий, модифицирования и легирования металлов и сплавов для формирования нанокристаллического состояния. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников научно-исследовательских институтов, заводских лабораторий, специализирующихся в области физики конденсированного состояния, металловедения и термической обработки металлов и сплавов, обработки металлов давлением. металлургии черных и цветных металлов и может быть полезна аспирантам и студентам старших курсов соответствующих специальностей.

На основе совместных подходов неравновесной термодинамики и физической мезомеханики предложен термодинамический критерий существования особого класса предпереходных двухфазных наноструктурных состояний в твердых телах вблизи нуля их термодинамического потенциала Гиббса. Такие состояния определяют высокую структурную неустойчивость наноструктур в полях внешних воздействий и лежат в основе различных нанотехнологий по схеме "сборка снизу". Материалы, характеризуемые наноструктурными состояниями, предлагается именовать наноструктурными. Сдвигоустойчивые материалы, далекие от нуля их термодинамического потенциала Гиббса целесообразно классифицировать как наноразмерные.

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.

В настоящем учебнике излагаются физические основы нанотехнологий. Книга cocтoит из трех относительно самостоятельных частей. Первая часть посвящена рассмотрению физических явлений и описывающих их законов и положений, относящихся к плазменному состоянию вещества. Также изучается еще один раздел, имеющий принципиальное значение для создания нанотехнологий, — область физики, связанная с конденсированным состоянием вещества в наномасштабных областях пространства. Имеются в виду наноструктуры как таковые, а также входящие в состав макрообразцов, прежде всего у поверхности твердых тел. Основополагающие идеи, относящиеся к физике микро- и наномира материальных тел, находящихся в твердом и жидком состояниях, нашли отражение во второй части учебника. В третьей части излагаются новые теоретические и экспериментальные методы исследования многоэлектронных систем. В написании учебника широко использовался материал обзорных статей, опубликованных в журнале «Успехи физических наук». Книга предназначена для студентов старших курсов, обучающихся по направлениям, готовящим инженерно-технических работников промышленных производств, а также научных сотрудников для научно-исследовательских организаций. Она может использоваться и для других специальностей естественно-научного и технического направления обучения в вузах, где читаются курсы, связанные с физическими явлениями материального мира нано- и микромасштабов; будет также полезна преподавателям соответствующих дисциплин и всем, кто увлекается физикой и интересуется ее современным состоянием.

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.

Исследуется флуоресценция одиночных молекул и полупроводниковых нанокристаллов (наночастиц), возбуждаемых непрерывным светом, которая всегда имеет флуктуирующий характер. Этим спектроскопия одиночных наночастиц принципиально отличается от спектроскопии молекулярных ансамблей, где измеряются сразу вероятности процессов. Какие физические процессы, происходящие в одиночных наночастицах, скрывают эти флуктуации? Как извлекать физическую информацию об этих процессах из флуктуации? Рассмотрение этих проблем и составляет основное содержание книги. Обсуждаются типы зондовых микроскопов, используемых для исследования наночастиц, и принципы их работы. Книга будет интересна тем, кто хочет использовать фотоны, испущенные одиночной наночастицей, для изучения физических, химических или биологических проблем; студентам и аспирантам, желающим познакомиться с некоторыми разделами нанофизики. Книга написана по материалам лекций, которые автор читал в течение ряда лет магистрантам-физикам.

Это сокращенный вариант (с дополнениями) предыдущей (уже одиннадцатой) опубликованной монографии автора, посвященной проблеме формирования поверхностного слоя веществ «Поверхностные и собственно наноструктуры жидких, твердых и газообразных веществ» (2009), представляющей собой сборник научных трудов за 17 лет работы по этой тематике. В заключении дан ответ на поставленный в заголовке вопрос:«Да, несомненно». С целью сокращения длинного названия силы, а также для того чтобы взять на себя, как доктора наук, всю полноту ответственности за представление научной общественности этого нового неизвестного науке фундаментального явления, автором предлагается ее назвать просто сила Шабалина, поскольку понятие о силе разуплотнения поверхностного слоя веществ впервые разработано им и пока никто в мировой науке не претендует на ее подобное название. Книга предназначена для широкого круга специалистов во всех областях естественных и технических наук, работы которых связаны с изучением процессов на поверхности веществ, в микропористых и микротрещинных системах, с исследованием наноструктур и разработкой на-нотехнологий.?.

В настоящей книге представлен краткий обзор углеродсодержащих нанообъектов на основе графита и продуктов его модификации. Основное внимание уделено новому углеродному наноматериалу - графену. Описано, что именно понимают под термином "графен" в русской и зарубежной научной литературе, приведены основные методы получения графена, его физико-химические свойства, показана возможность получения композитов и соединений на основе графена, а также перечислены основные направления применения этого перспективного материала.

Нанохимия - область науки, связанная с получением и изучением физико-химических свойств частиц, имеющих размеры в несколько нанометров. Подобные частицы могут обладать высокой реакционной способностью в широком интервале температур. В книге на примере различных элементоа показано, что исследования в области нанохимии открывают новые возможности синтеза веществ и наноматериалов с неизвестными свойствами. Осн.внимание уделно специфике получения и химич.превращениям атомов, кластеров и наночастиц металлов. Спец.разделы посвящены углероду и работам по криохимии атомов и наночастиц металлов. Рассмотрены размерные эффекты в химии и перспективы развития нанохимии. Книа предназначена для научных работников ип репоадввателей, развивающих конкретные области нанонауки, студентов и аспирантов.

Монография посвящена обобщению результатов исследований в области технологии получения и применения наноматериалов. Проанализированы как результаты исследований, проведенных с участием авторов монографии и поддержанных проектами РФФИ, так и литературные данные, в том числе отечественные. Рассмотрены перспективы применения наноматериалов, причины их специфики, проанализированы основные подходы к терминологии и классификации, приведены основные методы получения наноматериалов с привязкой к свойствам и использованию получаемых материалов и изделий, проведено обобщение основных областей применения и возможных ограничений. Монография представляет интерес для научных и инженерных работников, а также аспирантов и студентов старших курсов.

В книге рассмотрены перспективы применения органических и гибридных наноструктур в электронике; ионные изменения фуллеренов и тиофенсодержащие сопряженные полимеры; нанокомпозитные полимерные протонообменные мембраны для топливных элементов; литиевые электроды с наноструктурированными высокопроводящими слоями;водород-генерирующие материалы для химических источников водорода; катализаторы гидрогенизации, содержащие наноразмерные частицы металлов; структурные превращения в нанопорошках диоксида титана; влияние межмолекулярных взаимодействий на самоорганизацию нематических жидких кристаллов, а также использование гидрибных наноструктур на основе фуллеренов в биохимических исследованиях. Адресовано студентам, аспирантам, исследователям наноразмерного вещества, а также преподавателям соотв. разделов химии и физики.

Книга международного научного общества оптики и фотоники (SPIE) методично знакомит читателя с понятием "нанотехнологий" начиная с изложения основ квантовой механики, определяющей особые свойства малоразмерных объектов (электрические, магнитные, оптические, механические и т.д.) до описания методов производства, характеризации и применения различных видов наноструктур и наноматериалов. При небольшом объеме, издание содержит краткое и ёмкое описание практически всех современных технологий создания и методик исследования нанообъектов. Для студентов и преподавателей технических университетов, специалистов промышленных предприятий, а также широкого круга читателей, желающих ознакомиться с предметной областью нанотехнологий от А до Я.

В работе на молекулярном уровне исследовано взаимодействие заряженных и нейтральных биомолекул с 2D-наноструктурами оксигидроксида алюминия, характеризующимися кривизной и дефектностью. С использованием управляемой молекулярной динамики и анализа потенциала средней силы получены количественные результаты, характеризующие адсорбционные свойства поверхности нанолиста оксигидроксида алюминия АlOОН по отношению к типичным представителям анионных, катионных и незаряженных биомолекул — аминокислотных остатков. Результаты проанализированы и сопоставлены с литературными данными и собственными результатами предшествующих работ. С использованием несмещенной молекулярной динамики оценены функции радиального распределения между различными парами атомов поверхности нанолиста АlOОН и адсорбата, исследовано влияние кривизны и поверхностных дефектов в виде вакансий гидроксильных групп на взаимодействие указанного наноматериала с моновалентными ионами. По результатам комбинированного молекулярно-динамического и квантово-механического расчета выявлены характерные элементы структуры различной кривизны нанолиста АlOОН, оценено влияние краевых зон в форме складки на локальные электростатические свойства наноматериала. Обсуждаются роль указанных факторов в селективной адсорбции наноматериала и перспективные направления численных и экспериментальных исследований в этом направлении. Работа является продолжением цикла исследований, посвященных синтезу, характеризации и применению низкоразмерных наноструктур со сложной морфологией на основе слоистого (окси)гидроксида алюминия в биомедицинских приложениях и материаловедении.

В книге представлено эффективное и всестороннее обсуждение ряда различных аспектов низкостабильных долгопериодических состояний конденсированных систем на основе предложенных физических концепций. В настоящее время большое внимание уделяется исследованию полупроводниковых и металлических наноструктурированных материалов, что продиктовано их особыми свойствами и перспективностью применения, во-первых, в качестве базовых материалов для наноэлектроники, а во-вторых, в качестве специализированных функциональных и конструкционных материалов. В подавляющем большинстве случаев низкостабильное наноструктурное состояние достигается с помощью определенных технологических процессов, в то время как физические свойства и структура этих материалов остаются неопределенными.Эта книга восполняет пробел, уделяя особое внимание фундаментальным физическим аспектам структуры низкостабильных наноматериалов.Книга предназначена для широкого круга специалистов - исследователей и инженеров, занимающихся материаловедением, физикой конденсированных сред (металлов, сплавов, полупроводников), а также для преподавателей университетов и студентов магистратуры и бакалавриата, специализирующихся в области материаловедения.

Исследована каталитическая активность металлсодержащих цеолитов, модифицированных наноразмерными порошками Pt, Ni, Fe и Zn, в процессе облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти. Установлено, что введение наночастиц металлов в цеолит повышает активность катализаторов и позволяет получать целевой продукт при более низкой температуре процесса. На прокаленных в атмосфере воздуха образцах, дезактивированных в первом реакционном цикле, отмечена интенсификация реакций ароматизации углеводородного сырья.

В настоящую монографию вошли результаты работ по выращиванию и сравнительному исследованию радиационных и люминесцентно-оптических свойств объемных, волоконных и наноразмерных кристаллов фторида лития и фторида натрия. Затрагиваются аспекты практического применения этих перспективных оптических материалов в технике детектирования ионизирующих излучений и оптоэлектронных устройствах. Работа выполнена при поддержке Центра детекторных технологий (Россия), фирмы "Fibercryst" (Франция), в рамках гранта "Университеты России" (УР 02.01.433) и совместной российско-американской программы "Фундаментальные исследования и высшее образование" (фонд CRDF REC-005: грант ЕК-005-Ч1 Уральского научно-образовательного центра "Перспективные материалы"). Изд. осуществлено при поддержке РФФИ (проект 06-08-06034).

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".