Кафедра низких температур МЭИ Национальный исследовательский университет МЭИ
О кафедре Учебная работа Научная работа События Библиотека


О кафедреКонтактыНовостиИстория кафедрыУчёные кафедрыИнтервьюАбитуриентуСтудентуУчебная работаНаправления подготовки Учебники и учебные пособия 2021 и последующие годы Учебники и учебные пособия 2011-2020 годы Учебники и учебные пособия 2000-2010 годы Научная работаНаучные группыГрантыПатентыПубликации 2022 годПубликации 2021 годПубликации 2020 годПубликации 2019 годПубликации 2018 годПубликации 2017 годДиссертации 2021-2030 годы Диссертации 2011-2020 годы Диссертации 2000-2010 годы Диссертации до 2000 годаНаучные труды и монографии События и мероприятияБиблиотека криофизика

Дмитриев А.С., Михайлова И.А. Физико-химия наноструктур: учебное пособие

А.С. Дмитриев, И.А. Михайлова Физико-химия наноструктур

А.С. Дмитриев, И.А. Михайлова Физико-химия наноструктур: учебное пособие. - М.: Издательство МЭИ, 2013. - 240 с.

В пособии представлен обзор целого ряда наноструктур и нанообъектов на основе углерода, оксидов металлов и неметаллов, показаны возможности получения композитов и соединений на их основе. Рассмотрены физические и химические свойства, а также особенности роста и разрушения наноструктур.

Учебное пособие написано в соответствии с учебными планами курсов «Физико-химия наночастиц и наноматериалов». Предназначено для студентов МЭИ, обучающихся по специальностям направления «Ядерная энергетика и теплофизика» и по профилю «Нанотехнологии и наноматериалы для энергетики», а также может быть использован студентами других специальностей, преподавателями и аспирантами.

Информация об авторах: Дмитриев А.С., д.т.н., профессор


«Наш мир не завершенье –
Там дальше новый круг,
Невидимый, как музыка,
Вещественный, как звук!»
Э. Дикинсон

ВВЕДЕНИЕ

Наномир, интерес к которому заметно вырос за последнее десятилетие, представляет собой специфическую область пространственных и временных масштабов, сравнимых с атомными. Помимо физических процессов, протекающих на таких масштабах, сегодня внимание исследователей и инженеров привлекает перспектива разработки и создания уникальных устройств, технологий и материалов, которые обладали бы новыми возможностями и параметрами. Наномиру и нанотехнологиям посвящено большое число публикаций, книг и ресурсов интернета, в этой области созданы национальные программы во многих странах, ведутся активные исследования и разработки, создаются коммерческие компании для их реализации, вводятся новые образовательные программы [1-19].

Наномир начинается с размеров менее 100 нм, где действуют новые закономерности, которые в своей основе имеют классические и квантовые физические законы, но могут проявляться по-новому. Новизна таких закономерностей, как показывает анализ, состоит, прежде всего, в возникновении конкуренции между масштабами (что имеет место и в классической, и квантовой физике), приводя к необычному для классического масштаба восприятию физических закономерностей. Особо подчеркнем, что многие объекты наномира представляют собой искусственные образования и инженерные устройства, что само по себе интересно с точки зрения создания новой инженерии на наномасштабах. Поскольку необходимо управление процессами в таких устройствах, возникает специфическое направление — управление процессами в наномире и в нанотехнологических устройствах.

В настоящем пособии основное внимание уделено таким важным проблемам, как физико-химические характеристики наноструктур, механизмы роста наноструктур и их морфология, процессы деградации и разрушения наноструктур. Вместе с тем вопросам диагностики наносистем и технологии изготовления наноструктур и наноматериалов уделено немного места, поскольку эти проблемы полно изложены в учебной и научной литературе.

Материал пособия основан на курсах лекций, которые авторы читают для специалистов и магистров направления «Ядерная энергетика и теплофизика» и профиля «Нанотехнологии и наноматериалы для энергетики» Национального исследовательского университета «МЭИ». Пособие базируется на курсах «физико-химия наночастиц и наноматериалов», «Проблемы и перспективы наноэнергетики», «Квантовая электроника и нанофотоника», «Тепловые процессы в наноструктурах».

Пособие предназначено для студентов, магистров и аспирантов, а также молодых исследователей и разработчиков, желающих получить представления и навыки в области новых направлений нанотехнологий применительно к энергетическому сектору. Авторы будут благодарны читателям за любые дополнения и замечания.

Библиографический список


1. Наноматериалы. Классификации, особенности свойств, применение и технологии получении / Б.М. Балоян, А.Г. Колмаков и др. М. Международный университет природы, общества и человека «Дубна». Филиал «Угреша», 2007.
2. Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы: учебное пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 117с.
3. Головин 10.И. Введение в нанотехнологию. М.: Изд-во «Машиггосгроение-1»,2003. - 112 с.
4. Наноматериалы и нанотехнологии / Ж.И. Алферов, П.С. Копьев. Р.А. Сурис и др. // Нано- и микросистемная техника. 2003. №28. С. 3-13.
5. Наноматериалы и нанотехнологии: учебное пособие / Г.Н. Чурилов. Н.Г. Внукова, Г.А. Глущенко и др. Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2007.
6. Внукова Н.Г., Чурилов Г.Н. Наноматериалы и нанотехнологии: учебное пособие. Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2007.
7. Новиков Л.С., Воронина Е.Н. Перспективы применения наноматериалов в космической технике. М.: Университетская книга, 2008.
8. Андриевский Р.А., Глезер А.М. Прочность наноструктур // УФН. 2009. Т. 179. №4.
9. Zhао У., Jiang L. Hollow Micro/Nanomaterials with Multilevel Interior Structures // Adv. Маter. 2009. V. 21. Р. 1-18.
10. D. Xia, Z. Ku, S. Lее, S. Вrueck. Nanostructures and Functional Materials Fabricated bу lnterferometric Lithography // Аdv. Маter. 2011. V. 23. Р. 147-179.
11. Дмитриев А.С., Михайлова И.А. Введение в наноэнергетику. М.: Издательский дом МЭИ, 2011.
12. Дмитриев А.С. Тепловые процессы в наноструктурах. М.: Издательский дом МЭИ, 2012.
13. Дубровский В.Г. Теоретические основы технологии полупроводниковых наноструктур: учебное пособие. СПб, 2006.
14. Фольмер М. Кинетика образования новой фазы. М.: Наука, 1986.
15. Современная кристаллография. Т. 111: Образование кристаллов / А.А. Чернов, Е.И. Гиваргизов и др. М.: Наука, 1980.
16. Елисеев А.А., Лукашин А.В. Функциональные наноматериaлы /под ред. Ю.Д. Третьякова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. - 448 с.
17. Springer Handbook of Nanotechnology / Bharat Bhushan (Еd.). Springer Berlin Heidelberg, New York, 2007.
18. Саrbon Nanotube Electronics / А. Javey, J. Kong (Ed). Springer Science+Business Media, LLC, 2009.
19. Саrbon Nanotubes: Synthesis, Structure, Properties, and Applications М. Dresselhaus, G. Dresselhaus, Р. Avouris. Vol. 80. (Editors) Berlin, Springer, 2001.
20. Mechanism аnd Kinetics of Growth Termination in Controlled Chemical Vapor Deposition Growth of Multiwall Carbon Naotube Arrays / М. Stadermann, S. Sherlock, In J. еt. а1. // Nano Lett. 2009. V. 9. No.2.
21. Iijima S., Аjауаn Р., Ichihashi Т. Growth model for carbon nanotubes // Phys.Rev.Lett. 1992. V.69. Р. 3100-3103.
22. Kumar М., Аndо Y. Chemical Vapor Deposition of Carbоn Nanotubes: А Review оn Growth Mechanism and Mass Production Journal of Nanoscience and Nanotechпology. 2010. V. 10. Р. 3739-3758.
23. Chandra D., Yang S. Capillary-Force-Induced Clustering of Micropillar Arrays: Is It Caused by Isolated Capillary Bridges оr bу the Lateral Capillary Meniscus Interaction Force Langmuir. 2009. 25(18). Р. 10430-10434.
24. Chini S., Аmirfazli А. Understanding Pattern Collapse in Photolithography Process Due tо Capillary Forces // Langmuir. 2010. 26(16). Р. 13707-13714.
25. Елецкий А.В. Механические свойства углеродных наноструктур // УФН 2007. Т.177. Вып. 3. С. 233-274.
26. Cai W., Shalaev V. Optical Metamaterials. Fundamentals аnd Applications. Springer Science+Business Media, LLС, 2010. - 206 р.
27. Дмитриев А.С. Введение в нанотеплофизику. М.: БИНОМ. Лаборатории знаний, 2012.
28. Науменко В.Ю., Алексеев Т.А., Дмитриев А.С. Наночастицы в медицине. М.: Издательский дом МЭИ, 2012. - 200 с.
29. Chandra D., Yang S. Stability оf High-Aspect-Ratio Micropillar Аrrays against Adhesive and Capillary Forces // Accounts of Chemical Research. August 2010. V. 43. Nо. 8. Р. 1080-1091.

ОГЛАВЛЕНИЕ


ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. НАНОСТРУКТУРЫ И ИХ ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА
1.1. Наноразмерные структуры: классификация и определения
1.1.1. Как классифицируют наноструктуры
1.1.2. Классические и квантовые размерные эффекты
1.2. Характеристики наносистем
1.2.1. Размерность компонентов
1.2.2. Наноточки, нанокластеры и наночастицы (0D-объекты)
1.2.3. Квантовые проводники, нанопроволоки и нанотрубки (1 D-структуры)
1.2.4. Тонкие пленки, графен, поверхности разделов 2D-структуры)
1.2.5. Трехмерные нанообъекты (3D-нанообъекты)
1.3. Физико-химический состав, структура, геометрия и морфология наноструктур
1.4. Примеры различных углеродных наноструктур
1.5. Физико-химические свойства наноструктур
1.6. Технология получения наноструктур
Контрольные вопросы к главе 1
ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУР
2.1. Механические свойства
2.1.1. Упругость на наномасштабах
2.1.2. Механические свойства углеродных нанотрубок (УНТ)
2.1.3. Механические свойства неорганических нанотрубок
2.1.4. Механические свойства нанопроволок (НП)
2.2. Оптические свойства наноструктур: нанофотоника
2.2.1. Общие представления
2.2.2. Оптические свойства наночастиц, нанопроволок и нанотрубок
2.2.3. Наноплазмоника и оптические свойства
2.2.4. Нанофотоника: фотонные кристаллы и их электромагнитные свойства
2.2.5. Метаматериалы
2.3. Тепловые свойства
2.3.1. Тепловые свойства наночастиц
2.3.2. Термодинамические свойства и теплоперенос в нанопроволоках
2.3.3. Тепловые процессы в нанотрубках
2.3.4. Теплопроводность графена
2.3.5. Перенос тепла в нанокомпозитах
2.3.6. Термогидродинамика наножидкосгей
Контрольные вопросы к главе 2
Глава 3. РОСТ, МОРФОЛОГИЯ И АРХИТЕКТУРА НАНОСТРУКТУР
3.1. Наноархитектура и наноформы
3.2. Общие механизмы гомогенной и гетерогенной нуклеации (зародышеобразования)
3.2.1. Механизмы образования зародышей новой фазы: гомогенное зародышеобразование
3.2.2. Механизмы образования зародышей новой фазы: гетерогенное зародышеобразование
3.2.3. Скорость зародышеобразования
3.3. Модели роста объемных структур (кристаллов)
3.3.1. Модели роста кристаллов: лимитирование диффузией
3.3.2.Стимулированная (индуцированная)морфология
3.4. Механизмы роста на поверхности
3.5. Механизмы роста квантовых точек, нанокластеров и наночастиц (нульмерные наноструктуры)
3.5.1. Рост квантовых точек
3.5.2. Рост нанокластеров и наночастиц
3.6. Механизмы роста одномерных и квазиодномерных структур —нановискеров и нанопроволок
3.6.1. Механизмы роста нанопроволок и нановискеров
3.6.2. Кинетика роста нановискеров и нанопроволок
3.6.3. Морфология и архитектура нанопроволочных структур
3.7. Рост углеродных наноструктур
Контрольные вопросы к главе 3
Глава 4. ФИЗИКО-ХИМИЯ РАЗРУШЕНИЯ НАНОСТРУКТУР
4.1. Механическое разрушение наноструктур
4.2. Разрушение наноструктур протекающим током
4.2.1. Токовое разрушение золотых наномостиков (наноконтактов) и нанопроволок
4.2.2. Разрушение ZnO-нанопроволок
4.2.3. Разрушение углеродных нановолокон
4.2.4. Разрушение углеродных нанотрубок
4.2.5. Сравнение различных механизмов разрушения током
4.2.6. Разрушение и восстановление (пайка) МСУНТ
4.3. Химическое разрушение и деградация наноструктур
4.4. Неустойчивость и разрушение регулярных наноструктур
4.5. Термогидродинамика при испарении в наноструктурах
4.6. Разрушение наноструктур под влиянием электронных и ионных пучков
Контрольные вопросы к главе 4
Библиографический список


→  Учебные издания 2011-2020 годов



Следующая страница: Крюков А.П., Пузина Ю.Ю. Формы межфазных поверхностей при переносе массы, импульса, энергии


    Главная   • Учебная работа   • Учебники и учебные пособия 2011-2020 годы   • Дмитриев А.С., Михайлова И.А. Физико-химия наноструктур  

Абитуриенту Студенту Учеба Наука События Библиотека
© Кафедра низких температур МЭИ, 2022.
Высшее образование и научная деятельность в сфере
физики, энергетики, инженерии.
о кафедре
история кафедры
контакты
карта сайта