сентября 24, 2012

Самая маленькая наночастица в мире

Нано-технологии у всех на слуху

У всех на слуху популярные в современном постиндустриальном обществе слова «нано-техологии», «нано-роботы», «нано-частицы». Подспудно мы понимаем, что речь идет о каких-то чрезвычайно маленьких, молекулярных или атомных, образованиях, которые обладают особыми эффективными свойствами, выгодно отличающими их от тел макромира. Зададимся вопросом: а какова наименьшая из возможных в природе нано-частиц?

Сразу оговоримся: речь здесь не может идти о точно зафиксированных размерах, так как на столь глубоком микроуровне вступает в силу так называемый принцип неопределенности Гайзенберга. Согласно этому принципу, возможность точного определения местоположения каждого атома ограничена несовершенством исследовательского инструмента. К тому же, температурные условия, воздействие магнитного поля, иные внешние факторы, влияют на определяемый в эксперименте «размер» сверхмалых частиц.

Портрет нано-частицы

Поэтому, в «портрет» нано-частицы, или в ее «досье» входит лишь приблизительное описание размеров, начинающееся с вводного слова «порядка…». Что можно сказать определенно, так это какова ее пространственная структура, каково число и расположение входящих в нее атомов. По сути, это – рабочая модель, наполняемая различным содержанием, в зависимости от того, атомы каких элементов входят в узлы данной абстрактно-математической структуры.

К нано-частицам относятся образования с числом атомов до 1 миллиона, размеры которых не превосходят 100 нанометров (чтобы было нагляднее, это составляет одну стотысячную часть сантиметра, так как 1 см = 10-2 м, а 100 нм = 10-7 м, или десятую часть микрона). Частицы, на порядок меньшие, то есть не превосходящие размерами сотой части микрона, именуются нано-кластерами. Они включают в себя до тысячи атомов.

Структура нано-частиц

Теперь, когда мы имеем представление о ближайших «родственниках» мельчайшей нано-частицы, кратко опишем ее собственный портрет. Это кубическая структура, состоящая всего из 13 атомов (вспоминать о «чертовой дюжине» здесь вряд ли будет уместно для здравомыслящего ученого). Основная энергия частицы рассредоточена на поверхности, что и обусловливает ее активное взаимодействие с внешними объектами. Объясняется это тем, что только один из атомов расположен внутри «куба», остальные находятся «снаружи». Учеными получены нано-объекты с подобной структурой, например, для чистого Ni (никеля).

Итак, самая маленькая атомная структура, как мы видим, может лидировать сразу в двух номинациях – «нано-частицы», и «нано-кластеры». Приблизительные же ее размеры на порядок меньше, чем у последних, то есть не превосходят 0,001 мкм (тысячной части микрона).

Кстати, стоит отметить, что самой маленькой частицей во Вселенной считается планковская черная дыра.

Владимир Алексеев, Samogo.Net

Добавить комментарий: