Umumiy tushunchalar va terminlar

Umumiy tushunchalar va terminlar

Biz hozir nanokimyoni yangi fanlararo bilim sohasini rivojlantirish guvohmiz . Bundan tashqari, tekshirilayotgan obyektlarning xususiyatlari bu faqat hajmning kichikligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin emas. Nanokimyoni asosiy vazifasi kimyo, fizika va biologiya fanlarining yangi fundamental bilimlarni yaratish. fizika, kimyo va biologiyada fanlarining ko'p adabiyotlarida makrozarralarining o’lchamlari 1-10 nm oralig’ida birikmalarning xususiyatlari xaqida yoritilgan. Malumotlarning ko’payishi va rivojlanishi nanokimyoning fundamental blimlari nanotexnologiyasining turli sohalardagi tadqiqotlarni qo’llash istiqbollarini taminladi.Kichik zarra va materiallarga oid rus olimlarining monografiya va maqolalari ko’p martalab o’qilmoqda. Yarim o’tkazgichli geterosturukturalar xaqida ishlari uchun J.I. Alferov 2000 yilda Nobel mukofotini oldi.Nanokimyoda Oxirgi yillarda nanozarralar va nanomateriallarni olish o’rganish va modifikatsiyalash ko’p o’rganilmoqda.Bu nanokimyoning asosiy vazifasidir. O'z navbatida nanokimyoning o'zi ikkita muhim jihatga ega. Ulardan biri kimyoviy xususiyatlar va reaktsiyalarning xususiyatlarini tushunish bilan bog'liq, kam sondan atomlar toplamlarini o’rganish,xossalarini yoritish fanning asosidir.Nanokimyodan foydalanishning yana bir afzalligi nanosturukturalarni olish o’rgartirish barqarorlasjtrishni jadallashtiradi. Bunday holda, asosiy diqqat markazida bo'lishi kerak

(13)

natijada paydo bo'lgan tuzilmalarning xususiyatlarini o'zgartirishga qaratilgan boshlang'ich nano-zarrachalar hajmi va shaklini tartibga solish. So'nggi yillarda erishilgan ba'zi natijalar yuqoridagi yo'nalishlar sharhlar va monografiyalarda aks ettirilgan [5-13]. Maxsus son nanokimyo muammolariga bag'ishlangan "Moskva universitetining xabarnomasi" [14]. Fizik zarrachalar hajmi bo'yicha kimyoviy xossalari ko'rib chiqilgan optik spektrlarning namunasi [15], magnit xossalari [16, 17], termodinamika [18], elektrokimyo [19], elektr o'tkazuvchanligi va elektron transport [20, 21]. Tenglamalarning har xil shakllari, jismoniy xususiyatlarning soat kattaligiga bog'liqligini tavsiflovchi Tomchilar modeliga asoslangan raqamlar [22] da keltirilgan. Tez rivojlanish bosqichida bo'lgan nanokimyoda Tushunchalar va atamalar bilan bog'liq savollar yo'q. Adabiyotda tur hali atamalar o'rtasidagi aniq farqni aniqlay olmadi "Klaster", "nanopartikul" va "kvant nuqta". "Klaster" atamasi ozroq atomni o'z ichiga olgan zarrachalar uchun ko'proq ishlatiladi mov, "nano-zarracha" atamasi - atomlarning katta agregatlari uchun mov, odatda metallar va uglerodning xususiyatlarini tavsiflashda. "Kvant aylanish nuqtasi ", qoida tariqasida, yarimo'tkazgich zarralari va zaryad tashuvchilarning kvant cheklovlari bo'lgan orollar, yoki eksitonlar, ularning xususiyatlariga ta'sir qiladi. Biz, xususan, ta'riflarga va "klaster" va atamalariga e'tibor qarating Biz monografiyada "nanopartikul" ni tenglashtiramiz. Jadval 1 da vakillikda nanopartikullarning tasnifi ko'rsatilgan turli mualliflarning tadqiqotlari. Bu nanometrdagi zarrachalar diametri bilan bog'liq pax va zarrachadagi atomlar soni bilan. Tasniflash ham e'tiborga olinadi sirt atomlarining massaga nisbati. Ta'rif, oldindan [23] da aytilgan, monografiyada ko'rib chiqilgan narsaga yaqin fii [24]. Shuni ta'kidlash kerakki, [12] da ta'kidlangan maydon aslida kimyo 1 nm dan kichik o'lchamdagi zarralarni anglatadi. Metall nanohissellar va klasterlar o'zaro bog'lanishning muhim holatidir. zichlashtirilgan faza. Bunday tizimlar juda ko'p xususiyatlarga ega. xususiyatlari va ilgari kuzatilmagan kimyoviy va jismoniy xususiyatlari. Nanopartikullarni oraliq deb hisoblash mumkin individual atomlar orasidagi hosil bo'lish, bir tomondan va qattiq tanasi - boshqa tomondan. Bunday zarralar qaramlikka ega o'lchamlarning soddaligi va o'zgaruvchan xususiyatlar to'plami. Shunday qilib Shunday qilib, nanohissellarni o'lchamdagi ob'ektlar sifatida aniqlash mumkin bir yoki bir nechta elementlarning atomlaridan tashkil topgan 1 dan 10 nm gacha politsiyachilar Bu zich zarralar bilan to'ldirilgan deb taxmin qilinadi o'zboshimchalik bilan tashqi shakl va tarkibiy tashkilot. Izolyatsiya qilingan tarkibiy nanopartikullarning turli xususiyatlarini o'rganish nanosanoatning yo'nalishlaridan biridir. Muloqotning yana bir yo'nalishi tuzilish ichidagi atomlarning joylashishini o'rganish bilan,

(14)

nanohissellardan qilingan. Bundan tashqari, nisbiy barqarorlik nanostrukturaning alohida qismlari o'zgarishga bog'liq bo'lishi mumkin kinetik va termodinamik omillar. Nanosistemalar uchun,Shunday qilib, turli xil tebranishlarning mavjudligi xarakterlidir Tabiatda va texnologiyada nanoobektlar, qoida tariqasida, mavjud.ko'p zarrali tizimlar va bu erda biz ham to'qnashishimiz kerak Sia ko'pgina atamalar bilan: "nanokristal", "nanofaza", "nanoz- mavzusi "," nanostrukturasi "," nanokompozitlar "va boshqalar. Hammasining asosi Ushbu ob'ektlarning har biri alohida, izolyatsiya qilingan nano-zarrachalar. Masalan, nanostrukturani quyidagicha aniqlash mumkin mavjudligi bilan ma'lum o'lchamdagi nanohissellar to'plami funktsional ulanishlar. Shu kabi tizimlar

(15)

ularning boshqasi bilan o'zaro ta'siri jarayonida cheklangan hajm kimyoviy moddalar ularning tarkibiga kirishi mumkin nanoreaktorlar turi. Nanokompozitlar - bu nano- zarralar makroskopik namunada, shu jumladan torus, qismlararo shovqin kuchli bo'ladi va izolyatsiya qilingan zarrachalarning xususiyatlarini niqoblang. Har bir tur uchun o'zaro ta'sir o'tkazish natijasida material xususiyatlari qanday o'zgarishini bilish muhimdir hajmi tufayli. Shuni ham ta'kidlash kerakki, pasayish bilan Zarrachalar hajmi kattalashgani sari faza tushunchasi kamroq aniq ifodalanadi:gemogen va gemogen fazalar orasidagi chegaralar, amorf moddaning ny va kristall holatini amalga oshirish qiyin. Hozirgi kunda kimyoning umumiy tushunchalari, shu jumladan kompozitsion - xususiyatlar, tuzilish - funktsiya tushunchalari bilan to'ldiriladi kashfiyotga olib keladigan o'lchovlar va o'z-o'zini tashkil qilish yangi faktlar va naqshlarni o'rganish. Shunga qaramay, barcha piyoda nanokimyosining rivojlanishida umuman javob berishga imkon bermaydi zarrachalarning o'lchamlari, masalan, metall bilan qanday bog'liqligi to'g'risida savol tug'iladi xususiyatlari.Hajmi 10 nm dan kam bo'lgan metall nanohissellar tizimdir ortiqcha energiya va yuqori kimyoviy mavzular iic faoliyati. Taxminan 1 nm o'lchamdagi zarralar deyarli mavjud ular aktivatsiya energiyasiz agregatsiya jarayonlariga kirishadilar,metal nanohissellarning paydo bo'lishiga va boshqa reaktsiyalarga olib keladi kimyoviy birikmalar bilan, buning natijasida yangi xususiyatlarga ega moddalar paydo bo'ladi. Bundaylarning saqlanadigan energiyasi ob'ektlar birinchi navbatda kompensatsiyasiz aniqlanadi va atomlarning kimyoviy aloqalari natijasida Bu g'ayrioddiy sirt hodisalariga olib kelishi mumkin dangasalik va reaktsiyalar. Atomlardan nanopartikullarning hosil bo'lishi ikkitadan iborat jarayonlar: har xil o'lchamdagi metall yadrolarining shakllanishi ra va yaratishga olib keladigan zarralarning o'zaro ta'siri ulardan nanostrukturani ifodalovchi ansambllar Nanopartikullarni sintez qilishning deyarli barcha usullari ularga olib keladi. muvozanatsiz metastaz holatiga erishish. Bittasi bilan Boshqa tomondan, bu holat ularni o'rganishni murakkablashtiradi va barqaror qurilmalarni yaratish uchun nanotexnologiyada foydalaning. Boshqa tomondan, tizimning muvozanatsizligi imkon beradi g'ayrioddiy va yangi kimyoviy narsalarni oldindan aytib berish qiyin aylantirish. Bir zarra kattaligi va uning reaktsiyasi o'rtasidagi munosabatni o'rnatish qobiliyat nanokimyoviy muammolardan biridir vakolatxonalar. Metall nanohissellar uchun ikki turni ajratish odatiy holdir o'lchovli effektlar [15]. Biri sizning shaxsiyingiz yoki ichki

(16)

yuzadagi aniq o'zgarishlar bilan bog'liq, zarrachaning ommaviy va kimyoviy xossalari. Ikkinchisi tashqi, tashqi ta'sirga o'lchovli bog'liq javobichki ta'sirga bog'liq bo'lmagan kuchlar. Muayyan o'lchamdagi effektlar eng kuchli mayda zarralarda bo'lib, ayniqsa nanokimyoviy xususiyatga ega Xususiyatlarning o'zgarmasligi bilan bog'liq bo'lgan missiyalar o'lchov. Faoliyatning ishtirok etadigan zarrachalar hajmiga bog'liqligi reaktsiyada zarraning xossalari o'zgarishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin adsorblangan reagent bilan o'zaro ta'sirlashganda [26], geometrik va elektron tuzulishi o'rtasidagi o'zaro bog'liqlik ron qobig'i [27], chegara orbitallarining simmetriyasi adsorbsiyalangan orbitallarga nisbatan molekulalari [28]. Nanokimyo, yuqorida aytib o'tilganidek, ishlab chiqarishni o'rganadi va zarrachalar va narsalarning kimyoviy xossalari, ammo o'lchamlari bir yo'nalishda 10 nm dan kam bo'lishi kerak edi. Bundan tashqari, eng qiziqarli qon tomir o'zgarishlar taxminan 1 nm bo'lgan mintaqa bilan bog'liq. Zarrachalar faolligini boshqaruvchi naqshlarni aniqlash 1 nm yoki undan kam - bu asosiy muammolardan biridir zamonaviy nanokimyo, garchi zarrachalar soni yanada fundamental bo'lsa ularning kattaligidan qiymat. Kimyoviy faollikning reaksiya hajmiga bog'liqligi zarralar shaxsning xususiyatlari bilan izohlanadi elementlar va klasterlarning atomlari va

nanopartikullar shunga o'xshash makropartikullarning xususiyatlaridan farq qiladi. Kimyoviy moddalarni tushunish va tahlil qilish uchun birinchi yaqinlashish sifatida o'lchamiga bog'liq xususiyatlar, siz reaktsiyani taqqoslashingiz mumkin ixcham moddalar, nano-zarrachalar va atom-molekulyar klasterlar [29]. Bir-biriga o'xshash o'lchamlarning chegaralari har bir element uchun shakllanish o'zgaradi va uni o'rganish kerak atayin kuylash. Nanokimyoda har bir zarraning atrof-muhit bilan o'zaro ta'siri o'ziga xos xususiyatlarga ega. Fundamental fanni o'rganishda Bunday zarralarning xususiyatlari, asosiy e'tibor berilishi kerak unga bog'liq ravishda zarrachaning xususiyatlarida sezilarli o'zgarish hajmi. Bundan tashqari, izolyatsiya qilingan nanopartikullarning xususiyatlari o'zgarib turadigan muhim statistik tarqalishni bering vaqtning o'zgarishi va maxsus o'rganishni talab qiladi. Kimyoviy ichki o'lchov effekti qachon paydo bo'lishi mumkin zarrachaning tuzilishidagi o'zgarishlar va lokalizatsiyaning ko'payishi yuzasi ta'sirida Sirt xususiyatlari ta'sir qiladi zarrachalar turg'unligi va ularning reaktivligi to'g'risida. Uchun

(17)

yuzasida adsorbsiyalangan oz miqdordagi reaktiv atomlari kimyoviy reaktsiyani cheksiz deb bo'lmaydi Sirt o'lchamlarining taqqoslanishi tufayli ma'lum hajm zarralar va reagentlar. Cheklangan tizimlardagi kichik o'lchamdagi tizimlarda reaktsiyalar kinetikasi hisobga olinmaydigan klassikdan farq qiluvchi geometriya reaktsiya zarralari konsentratsiyasining tebranishlari. Korxonalar ozaro ta'sir o'tkazuvchi molekulalar xarakterlidir reagentlar sonining nisbatan katta tebranishlari. Bu bu o'zgarishlar vaqtining mos kelmasligiga olib keladi har xil o'lchamdagi yuzalarga reagentlarni markazlashtirish nano-zarrachalar va buning natijasida ularning har xil reaktivligi. Bunday tizimlarda kinetikaning tavsifi ulardan foydalanishga asoslangan statistikani hisobga oladigan stoxastik yondashuv [30] reaktsiya qilingan zarralar sonidagi ural tebranishlar. Ta'rif uchun Nanopartikullar yuzasidagi jarayonlar kinetikasi ham qo'llaniladi Monte-Karlo usuli qo'llaniladi [31]. Nanobartikulalarda juda ko'p miqdordagi atomlar joylashgan zarrachalar hajmining pasayishi bilan yuzalar va ularning nisbati oshadi. Shunga ko'ra, sirt atomlarining hissasi tizimning energiyasi. Bu bir qator termodinamik izlarning paydo bo'lishiga olib keladi. sharoitlar, masalan, erish nuqtasi hajmiga bog'liqlik Nanopartikullarning mp. Reaktsiyaga ta'sir qiladigan o'lcham bilan zarrachalarning harorat o'zgarishi kabi xususiyatlari polimorfik o'zgarishlarning harorati, eriydiganlarning ko'payishi sti, kimyoviy muvozanatning siljishi. Termodinamikaning tajribalari va nazariy izlanishlarikichik zarralar bizga zarracha kattaligini tasdiqlashga imkon beradi boshqalar bilan birgalikda belgilaydigan faol o'zgaruvchidir termodinamik o'zgaruvchilar, tizimning holati va uning reaktsiyasi milliy qobiliyat. Zarrachalar hajmini quyidagicha ko'rish mumkin teng harorat. Bu nanoskale uchun degan ma'noni anglatadi zarrachalar, reaktsiyalar mumkin bo'lgan moddalar kirmaydi ixcham holatda yurish. Shu sababli ham aniqlangan metall nanokristal hajmining o'zgarishi o'tishni boshqaradi metall - metall bo'lmagan [32]. Ushbu hodisa soatning kattaligida paydo bo'ladi zarrachalar 1−2 nm dan oshmaydi va reaktsiyada ham aks etishi mumkin tizim imkoniyatlari. Zarralarning faolligi, shuningdek, interatomik ta'sir ko'rsatadi uzoq masofalar. Kul zarralari misoliga asoslangan nazariy baholar Bu o'rtacha interatomik masofa oshib borishini ko'rsatadi zarraning yadrosi bilan bog'liq [33]. Qoida tariqasida metall nanohissellarning yuqori faolligi ularning mavjudligi erkin shaklda bo'lishiga olib keladi

(18)

faqat vakuum sharoitida mumkin bo'lgan atrof-muhit bilan o'zaro ta'siraql. Ammo turli o'lchamdagi kumush zarralar misolida ular bor edi vakuumdagi ularning optik xususiyatlarining o'ziga xosligi aniqlandi va past haroratda argonda kondensatsiyalanishdan keyin [34]. Kumush zarralar qattiq argonga sekin biriktirildi. Spektr 10 dan 20 tagacha kumush atomlarini o'z ichiga olgan klasterlar o'xshash edi massadan ajratib olingan zarralar spektriga o'xshash struktura gaz fazasida Ushbu natijalarga asoslanib, lang yog'ingarchilik jarayonlari hech qanday ta'sir ko'rsatmaydi degan xulosaga keldi klasterlarning shakli va geometriyasi. Shunday qilib, optik xususiyatlar gazdagi metall nanohissellarning xususiyatlari va reaktivligi fazali va inert matritsalarni taqqoslash mumkin. Suyuqlikda nano-zarrachalar paydo bo'lganda boshqa rasm paydo bo'ladihar qanday faza yoki qattiq moddalar yuzasida. Suyuq fazada, jarayon metall yadrosining atomlaridan turli o'lchamdagi zarralar hosil bo'lishi o'lchov ularning atrof-muhit bilan o'zaro ta'siri bilan birga keladi atrof-muhit. Ushbu ikki jarayon o'rtasidagi raqobat ko'p narsaga bog'liq omillar, shu qatorda atomlarning fizik-kimyoviy xususiyatlariga qo'shimcha ravishda metall, reaktivlik va turg'unlik xususiyatlari atrof muhitning ligandlari muhim harorat va nisbatdir reagentlarni almashtirish. Atomlarning qattiq yuzasi bilan o'zaro ta'siri

mov va metall klasterlar murakkab hodisa. Jarayon sirt xususiyatlariga bog'liq (bitta kristallar uchun silliq va turli adsorbentlarda rivojlangan) va energiya cho'kindi berilgan zarralar. Yuqorida aytib o'tilganidek, nanokimyoning asosiy muammosi zarrachalar hajmining kimyoviy faolligiga ta'sirini yaxshilash. Ma'lum bo'lgan eksperimental materiallarga asoslanib, bitta narsa mumkin ta'rifni shakllantirish: kimyoda o'lchov effektlari -bular kimyoviy tarkibdagi sifat o'zgarishi bilan ifodalangan hodisalar bog'liq kimyoviy xususiyatlari va reaktivligi modda zarrasidagi atomlar yoki molekulalar soni [35]. Olingan metall nanohissellarning hajmini nazorat qilish qiyin vat. Ko'pincha sintez usuli bilan aniqlanadi va yomon takrorlanadi biz haydaymiz. Ko'rsatilgan holatlar ularning sonini cheklaydi zarrachalar kattaligining ta'siri tahlil qilinadigan ish uning reaktivligi. So'nggi paytlarda bunday reaktsiyalar gaz fazasida va eksperimental ravishda eng faol o'rganilmoqda politsiya odatda nazariy tahlil bilan birlashtiriladi natijalar. Nanopartikullarning kimyoviy va fizik xususiyatlarining o'zgarishi atomlaridan hosil bo'lgan metallar ularning qat'iyligidan dalolat beradi zarradagi atomlar soniga qarab davriylik,

(19)

tashkil etish shakli va usuli. Ushbu munosabatda, elektron va geometrik sinf jadvallarini yaratishga urinishlar davriy jadvalga o'xshash steroidlar va metall nanopartikullar Litsey D.I. Mendeleev. Natriy atomlaridan namuna sifatida foydalanish shuni ko'rsatadiki Na3, Na9 va Na19 zarralari monovalent va halogendir shunga o'xshash klasterlar Na7 va Na17 faollashadi güveç Yopiq elektronlar bilan zarralar eng kam faollikka ega. ronik chig'anoqlar - Na2, Na8, Na18, Na20 [36]. Berilgan Xususiyatlar o'zgarganda kichik guruhlar uchun analogiya elektron tuzilishi bilan belgilanadi, kutish imkoniyatini beradi o'xshash zarralar bilan yangi kimyoviy kashf qilish uchun harakatlar hodisalar. Bir necha ming atomdan tashkil topgan natriy klasterlari uchun shuningdek soatning turg'unligida davriylik fenomeni aniqlandi sarlavha Agar zarrachada 1500 dan ortiq Na atomlari bo'lsa, yopiq chig'anoqlarda geometrik o'rash inertga o'xshash gazlar. [36] da, tarkibida zarrachalar miqdori kamaygani qayd etilgan minglab atomlarning satslari, ularning faoliyatiga turli xil ta'sir ko'rsatishi mumkin. Bir holatda, elektron struktura hal qiluvchi ahamiyatga ega. har bir klaster aylanasi, boshqasida reaktsiya ko'proq kuchli ta'sir ko'rsatadi Zarraning geometrik qobig'ining tuzilishi uni namoyon qiladi. Haqiqiy zarralarda, elektron va geometrik tuzilmalar o'zaro bog'liq va ularning ta'sirini alohida-alohida ajratish har doim ham mumkin emas. Kimyoviy xususiyatlarning bog'liqligini o'rnatish muammosi bilan Reaktsiyada ishtirok etgan zarrachalar hajmi bir-biri bilan chambarchas bog'liq nanoskale qattiq fazalarining shakllanish qonuniyatlarini rivojlantirish kristallanish jarayonlarida Atomlar gazda o'zaro ta'sirlashganda qichishish va suyuq fazalar yoki boshiga sirt ta'siridamayda klasterlar hosil bo'ladi, ular keyinchalik kattalashishi mumkin va nanokristalga aylanadi. Suyuq fazada bunday kristallanish bilan birga keladi va hosil bo'lishiga olib keladi qattiq faza. Maxsusni sifatli va miqdoriy ko'rib chiqish tezkor jarayonlarda nanoskal fazalarning shakllanishi [37, 38] da kristallanish amalga oshirildi. Nanokimyoda, oz miqdordagi atomlardan iborat metall zarrachalar yo'q va fazalar orasidagi aniq chegara muayyan elementning qancha atomiga ehtiyoj borligini aniqlash o'z-o'zidan paydo bo'lishi uchun zarurdir nanostrukturani shakllantirishni boshlaydigan th yadro. Nanokimyoda, element zarrachasining ta'sirini o'rganayotganda uning xususiyatlari, yuzasi bu zarracha va barqarorlashtiruvchi ligandning tabiati. Bitta

(20)

Muammoni echishga yondoshish simmetriya energiyasini aniqlash bilan bog'liq. eng yuqori ishg'ol qilingan molekulyar orbital va / yoki eng past ko'rsatkich kattaligiga qarab bo'sh bo'lmagan molekulyar orbital jo'jalar. Yana bir yondashuv nano-zarracha shaklini o'rganishga asoslangan, amalga oshirish uchun eng maqbul shartlar reaktsiyalar.Hozirgi vaqtda nano-davriy tizimning faqat alohida elementlari kimyosi, boshqalari va boshqalar nihoyatda parchalangan. Bizning fikrimizcha, keyingi 5-10 yil ichida nano- nanotexnologiya rivojlanishida kimyo o'sib boradi, shuning uchun kelajakda Keyingi boblarda tayyorlash, kimyoviy moddalar haqida batafsil ma'lumot berilgan atomlar, klasterlar va nano- davriy tizimning turli elementlarining zarralari

(21)

Metall atomlari juda reaktiv atomlardan hosil bo'lgan dimmerlarda saqlanib qoladi. pax, klasterlar va nano-zarrachalar ko'p sonli atomlarga ega. Izlanishlar foydalanish paytida bunday faol zarralarning shakllanishi mumkin turli stabilizatorlar, shuning uchun ularni olish masalalari nanohissəciklar va ularning barqarorlashuv jarayonlari ko'rib chiqilishi kerak birga yashash. Ko'p sonli turli o'lchamdagi zarralarni olish usullari. Metalllardan beri davriy jadval elementlarining ko'p qismini tashkil qiladi, biz asosiylaridan foydalanib, ularga asoslangan misollar keltiramiz so'nggi 2-3 yil nashr etilgan bir vaqtning o'zida.Printsipial jihatdan nanopartikullarni sintez qilishning barcha usullari bo'lishi mumkin ikki katta guruhga bo'lingan. Birinchi guruh usullarni birlashtiradi nanohissellarni olishga va o'rganishga imkon beradigan, ammo bunga asoslanib ushbu usullar yangi materiallarni yaratish qiyin. Bu erda mumkin ba'zi birlari juda past haroratlarda kondensatsiya kimyoviy, fotokimyoviy va radiatsion ta'sir qilish variantlarishakllanishi, lazer bug'lanishi. Ikkinchi guruhga asoslangan metodlar kiradi nanomateriallar va nanokompozitlarni olish uchun nano-zarrachalar. Ichkarida birinchi navbatda mexanokimyoviy fraktsiyaning turli xil variantlari tanlab eritmaga o'tkazish, gaz fazasidan kondensatsiya, plazma-kimyoviy usullar va boshqalar.Yuqoridagi usullarning bo'linishi ulardan birini aks ettiradi xususiyati: individual atomlarni kattalashtirish orqali zarralarni olish mov yoki pastdan yuqoriga yondashuv va turli xil tarqalish variantlari va yig'ish yoki yuqoridan pastga yondashuv. Pastdan yuqoriga yondoshish xarakterlidir asosan nanoskal soatlarni olishning kimyoviy usullari uchun zarralar, "yuqori" yondashuv - jismoniy usullar uchun. Shubhasiz ikkalasi ham Ushbu yondashuv sek. 1 [39]. Tabiiyki, berilgan bo'linish taxminiy va sxematik. Qabul qilinmoqda

(22)

atomlarni kattalashtirish orqali nano-zarrachalar bitta narsani ko'rib chiqishga imkon beradi natam atomlari nanokimyoning pastki chegarasi sifatida. Yuqori qirrasi esa - bu klasterdagi atomlar soni, bundan keyin ham o'sishi, sifat o'zgarishlari yuz bermaydi kimyoviy xossalari va xususiyatlariga o'xshash masalan, ixcham metall. Yuqori chegarani belgilaydigan atomlar soni har bir element uchun individualdir. davriy tizim. Bundan tashqari, tuzilish juda muhimdir tarqalish natijasida olingan bir xil o'lchamdagi pa nanobartikulalar atomlarning tuzilishi va tuzilishi bo'yicha farq qilishi mumkin. Qachon sinxron holatlarda ixcham materiallarni nanoskalaga tarqatish tahlil qilingan zarralar, qoida tariqasida, tuzilishi namuna. Atomlarning yig'ilishi natijasida hosil bo'lgan zarralar har xil atomlarning fazoviy joylashuviga ega bo'lishi mumkin bu ularning elektron tuzilishiga ta'sir qiladi. Masalan, zarralar uchun

(23)

o'lchamlari 2-4 nm bo'lganida siz doimiy ravishda cho'tkalar. Ko'rsatib o'tilgan holatlar tahlil savolini tug'diradi kimyoviy tarkibning doimiyligi qonunining nanoskalasida. Hozirgi kunda ko'plab tadqiqotchilarning qiziqishlari e'tiborga olingan olish va barqarorlashtirishning yangi usullarini ishlab chiqishga qaratilgan nanopartikullarning bir qismi. Shu bilan birga, alohida e'tibor berilmoqda monodisperse zarralari. Eng ko'p ishlatiladigan kimyoviy Shakllanish suyuq fazada, suvda va dengizda keng tarqalgan muhitlar. Odatda metall aralashmalar ishlatiladi ularning tuzlari, qaytaruvchi vositalar sifatida - alyuminiy gidridlari, borohidrit o'qiydi, gipofosfitlar, formaldegid, oksalat va sharob tuzlari kislotalar. Usulning keng qo'llanilishi uning soddaligi bilan bog'liq mavjudligi.Bunga misol oltin zarralarini ishlab chiqarishdir. Tayyor Uchta eritma mavjud: a) suvdagi xlorourik kislota; b) natriy karbonat suvda; v) Dietil eteridagi gipofosfit. Keyin uchta eritmaning aralashmasi bir soat davomida haroratgacha isitiladi harorat 70 ° C Natijada diametrli oltin zarralar paydo bo'ladi rom 2-5 nm. Usulning asosiy kamchiliklari katta nanopartikullarning kolloid tizimidagi aralashmalar miqdori foydalanish orqali kamayishi mumkin bo'lgan oltin zarralari vodorodni kamaytiruvchi vosita sifatida. Eritmada metall zarrasining umumiy harakati theE = E - Eredoks farqi bilan aniqlanadi, bu erda E - muvozanat oksidi Eredoks - zarrachani qayta tiklash qobiliyati tegishli echim potentsiali. ∆E> 0 da o'sish kuzatilmoqda zarralar, ∆E <0 bo'lganda - ularning erishi. ∆E = 0 uchun, beqaror muvozanat holati. Vaziyat haqiqatan ham murakkablashadi zarrachaning qizdirish qobiliyati la atomlarning soniga bog'liq. Shu nuqtai nazardan, kimyoviy

tiklash termodinamik va kinetikada amalga oshiriladi beqaror tizimlar. Kimyoviy pasayish bu bu ko'p qirrali jarayon. Bu juftlashtirishga bog'liq oksidlovchi-qaytaruvchi vosita va ularning konsentratsiyasi. Bundan tashqari, zarur jarayonga harorat, pH o'rtacha, differentsial ta'sir ko'rsatadi termoyadroviy va sorbsiya xususiyatlari. So'nggi paytlarda keng qo'llanilmoqda kamaytirish agenti bir vaqtning o'zida bajaradigan va stabilizator funktsiyalari. Bunday aralashmalar o'z ichiga oladi ko'p N-S o'z ichiga olgan sirt faol moddalar, tio- lyes, nitrat tuzlari va funktsional guruhlarga ega polimerlar.

(24)

Ko'pincha metall ionlarining pasayishi uchun ishqorli tetrahidrobatlar (MBH4), kislotali, neytral va gidroksidi holda tiklash suvli muhit. Ishqoriy metallarning tetrahidroboratlari kamaygan o'tish va og'ir metallarning kationlarining ko'pi. Bunga MBH4 (ishqorli) yuqori redoks potentsiali sabab bo'ladi o'rtacha 1,24 V), standart redoks potentsiali esa ko'plab metal ionlar –0,5 V ≤ –E ≤ –1.0 V [40] oralig'ida joylashgan. Metall ionlarining kamayishi bilan sodir bo'lishi aniqlandi M ... H ... B ko'prikli komplekslarning ishtiroki, shakllantirish bu atomning keyinchalik tug'ruq va ko'prik, qizilo'ngach BH3 hosil bo'lishi bilan B - H aloqasini bostirish va parchalash. Olingan bor gidrolizlanadi yoki katalitik jihatdan parchalanadi metall zarralari yuzasida. Suyuq muhitda metall nanohissellarni olish gipofosfit gidrazin va uning ta'siri hosilalari, shuningdek turli xil organik birikmalar monografiyada ko'rib chiqilgan [6]. Kinetikaning ba'zi muammolari va Suyuq fazada metall nanohissellarni hosil qilish mexanizmi redoks reaktsiyalari tahlil qilinadikitob [41]. Tahlil jarayoni bilan o'xshashlikka asoslangan termalizatsiyaning o'zi va termik topokimyoviy reaktsiyalar qattiq jismlarning parchalanishi va reaktsiyalar tanasi. Shu bilan birga, shunga o'xshash analoglar uchun to'g'ri aytilgan gia va rasmiy natijada olingan natijalar kimyoviy pasayishning aniq bog'liqliklari zarur dimo ehtiyot bo'ling. Kinetika va mexanizmning xususiyatlari oksidlanish kabi murakkab va ko'p qirrali jarayonlar lekin-kamaytirish ishlab chiqarish, o'sishi va nano-zarrachalar barqarorlashtirish metallarning zarralari qo'shimcha o'rganishga muhtoj. Kimyoviy kamaytirilgan metall ioni tizimidagi o'zaro ta'sir kamaytirish agenti elektronning uzatilishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin oraliq shakllanishi orqali metall ioniga qaytaruvchi vosita elektronni o'tkazish energiyasini kamaytiradigan kompleks. Elektronning uzatilishi bilan bog'liq mexanizm ham mumkin, lekin yuzaki ishtirok etganda o'sayotgan metall zarrachasining qatlami. Shunga o'xshash mexanizm elektrokimyoviy deb ataladi va ko'rib chiqiladi [41]. Sferik kumush nanohisselalar o'lchami 3,3-4,8 nm dan iborat. kumush nitratining borogidrid bilan pasayishi bilan sinovdan o'tkazildi natriy to'rtlamchi ammoniy disulfid tuzlari mavjudligida [42]. Dibromidebis stabilizator sifatida ishlatilgan.[(trimetilammoniumdekanoylamino) etil] disulfid. Qabul qildi zarralar intensiv optik assimilyatsiya bilan ajralib turadi

(25)

plazmon cho'qqisiga to'g'ri keladigan to'lqin uzunligi 400 nm bo'lgan hududda qovurg'alar, bu zarrachalarning metall xususiyatini ko'rsatadi. Ex- atrof-muhitning barqarorligiga ta'siri kuzatildi va bu aniqlandi ular oltingugurt va xlorid kislotalari mavjud bo'lganda birlashadi. Biz- Kumush zarralarining barqarorligi, shuningdek, muhitning pH darajasiga bog'liq: qiymat bo'yicha nii 5-9 suvli muhitda, zarralar bir hafta davomida barqaror bo'ladi. PHning oshishi yoki pasayishi tezkor agregatsiyaga olib keladi va kumush zarralarning cho'kishi. Ushbu indikatorning bizga ta'siri oltin zarralarning barqarorligi kamroq aniq.Nazorat qilinadigan o'lchamdagi metallarning nanohissellarini olish xandaq (1−2 nm) matritsa sifatida amfifilik ishlatilgan poli (oktadetsilsiloksan) polimeri [43]. Polielektrolit gellari asosidagi gibrid matritsalar qarshi zaryadlangan sirt faol moddalar moddalar (sirt faol moddalar) nanokstruktsiya sifatida ishlatilgan platina borohidritining turli tuzlarini pasaytirish uchun vosita natriy va gidrazin uyi. Qayta tiklash paytida ko'rsatildi natriy borohidrid bilan, asosan mayda Radiusi 2−3 nm bo'lgan va pasaygandan keyin platina zarralari gidrazin bilan - o'lchami 40 nm bo'lgan zarralar [44]. Shakllanish mexanizmi, elektron spektr va re- kobalt nanohissellarining suvli eritmalaridagi ulushi [45]. Radiatsiya bilan suvli kobalt ionlarining kimyoviy-kimyoviy pasayishi

Co (ClO4) 2 va HCOONa eritmalari, sferik zarralar diametri 2-4 nm bo'lgan kobalt. Stabilizator sifatida foydalaning 2100 molekulyar og'irlikdagi natriy poliakrilat o'tkazildi.diolisiz, eritilgan elektronlar e aq, gidroksil radikal, vodorod atomi va SO2 radikal ionlari

-H2O → e−aq, H • , OH •

OH (H) + HCOO− → H2O (H2) + CO2 - •.

Gidratlangan elektron va CO2 radikal ionlari- • tiklash ionlarini quying Bunday holda, nanobartikulalar to'lqin uzunligi oralig'ida maksimal yutilish xususiyatiga ega bo'lgan balt 200 nm Bu ma'lumotlar pulsatsiyalangan radiolyzis usuli bilan ko'rsatildi jarayonlar avtokatalitik mexanizm yordamida amalga oshiriladi. Ni2 + ionlarining radiatsion-kimyoviy pasayishi paytida Ni (ClO4) 2 ning izopropil spirtli suvli eritmalari, polietilen, poliakrilat va polivinil sulfat mavjudligida tarkibida sferik zarrachalar mavjud bo'lgan metall eritmalar metr 2-4 nm. Nikel nanohissellari, O2 tomonidan oson oksidlanadi. N2O2, kumush ionlari bilan o'zaro ta'sirlashganda ancha shakllanadi barqaror nikel-kumush nanosistemalar

(26)

Hajmi 20-100 nm bo'lgan sferik mis zarralari olingan KSu (CN) 2 suvli eritmalarining γ-radioolizi paytida tanol yoki 2-propanol gidroksil radikal chiqitgich sifatida baliq ovlash [47]. Eritmaning γ-radioolizi paytida kumush zarralarining shakllanishi kumush nitratning suvda, etanolda va 0,01 M C12H25OSO3Na. Ushbu moddalardagi zarrachalar agregatlarining fraktal kattaligi javobgar 1,81 edi; 1.73 va 1.70 [48]. Bizni sintez qilish platina, rodyum va nanopartikullarning turg'unligi (o'rtacha o'lchami 1−2 nm) mos keladigan qizdirish natijasida organik muhitda rutenium etilen glikoldagi kolloid metall gidroksidlari [49]. Monodisperse zarralari yordamida olingan amorf selen. Sintez etilen glikolda, selen kislotasini gidrazin bilan quyish. Zarralarni olish ishlatilishi mumkin.o'zgaruvchan harorat -10 dan +60 ° S gacha. Ushbu oraliqda, bor seleksiyaning amorf va qattiq holatiga o'tish selen zarralariga zarrachalarning kirib kelish tezligini boshqaradigan yoqilgan temir oksidi [50]. 2 dan 7 nm gacha bo'lgan kumush zarralar elektro- anodni kimyoviy eritishi (plastinka bilan qovurg'alar ichidagi) atsetonitril [51]. Ushbu jarayon ta'sir ko'rsatishi aniqlandi oqim zichligi va katodning tabiati kabi xususiyatlar. Shunday qilib, yuqori zichlikda, muvozanat bo'lmagan sharoitlarda tartibsizlik shaklidagi zarralar hosil bo'ladi. U o'zgarganda oqim zichligi −1.35 dan .6.90 mA ⋅ sm gacha - 2 zarrachalar diametric oralig'i 6 ± 0,7 dan 1,7 ± 0,4 nm gacha. Kumush ionlarini kamaytirganda tetrabutilamonyum bromidi bilan barqarorlashadi metall nanopartikullarning shakllanishi va ularning katodlarga tushishi kabi platina va alyuminiydan foydalangan. Sxema jarayoni rasmda ko'rsatilgan. 2. Platinadan foydalanganda katodlar sferik kumush nanohissellarni hosil qilgan. Birgalikda Alyuminiydan faqat plyonkalar hosil bo'ladi va to'planadi. Ana- Nanopartikullarning sintezi paytida ularning optik spektrlarini lizisiga ruxsat berilgan bunda avtokatalitik bosqich mavjudligi to'g'risida xulosa qilish jarayon. Yarim kenglikning chiziqli bog'liqligi zarrachaning sirt plazmasi cho'qqisi 1 / R (R -zarrachalar radiusi) va plazmon diapazonining past chastotalarga yo'nalishi zarracha hajmining kamayishi bilan. Zamonaviy muammolar nanoelektrik kimyo sharhda muhokama qilinadi [52]. Eng ko'p ishlatiladigan nano-zarrachalarni olish uchun organik erituvchilar. Ular barqarorlashtirish funktsiyalarini bajaradilar tiqilib qolish. Bunday erituvchilar yoki sirt faol moddalar kalitga ega nano-zarrachalar sintezida muhim ahamiyatga ega. Ular sirtni bog'laydi

(27)

o'sayotgan kristallar atom zarralari bilan komplekslar hosil qiladi mi eritmada, ularning reaktivligini boshqarish va hosil bo'lgan zarra yuzasiga tarqalishi. Barchasi ko'rsatilgan jarayonlar haroratga va sirt hajmiga bog'liq nanokristal energiyasi, erkin konsentratsiya eritmadagi zarralar va ularning o'lchamlari, sirt hajmiga nisbati zarralar. Anjir. 2. Ikki jarayon o'rtasidagi raqobatni tasvirlaydigan sxema [51]: 1 - ta'lim kumush zarralarning cho'kishi, 2 - zarrachalarning cho'kishi va kino hosil bo'lishi Shakllanish jarayonlarini boshqarish imkoni paydo bo'ldi sanab o'tilganlarni to'g'irlash orqali turli o'lchamdagi nanohissellarni ratsioni yuqorida qaramlik. Yaqinda, eslatmadan foydalangan holda printsiplar qarindoshi bilan turli xil nanohissellarni olgan juda tor tarqatish. Bu Fe2O3 turidagi oksidlar [53] va MnFe2O4 [54], CoPt3 [55, 56] kabi metall qotishmalari, Supero'tkazuvchilar nano-zarralar, xususan CdS va CdTe [57], InA, InP [58] va germaniy [59].Anizotrop xususiyatlarga katta e'tibor berila boshlandi. nanokristallarning turli yuzlarining tuzilishi va reaktivligi turli atomlarning zichligi, kutupligi va soniga ega bo'lgan talus kompensatsiya qilinmagan ulanishlar. Tadqiqotchilarning sa'y-harakatlari ham bo'ldi turli shakldagi zarralarni olishga qaratilgan. Sintez nano- titan dioksidi uchun tavsiflangan shakldagi boshqariladigan zarralar[60], kobalt [61] va nikel [62], CdTe [63] va ZnTe [64].

(28

Yaqinda uchun olish yadro qobig'ining turli xil birikmalari. O'xshash kompozitsiyalar CdSe - CdS [65], CdTe - CdSe tizimlari uchun tavsiflanadi va CdSe - ZnTe [66], FePt - Fe3O4 [67], Pt - Co [68, 69]. Ko'p hollarda yadro qobig'i tipidagi tuzilmalar hosil bo'ladi simmetrik tizimlarga o'xshaydi. Ehtimol, ammo ta'lim assimetrik heterojen tuzilmalarning shakllanishi, masalan, tizimlar uchun Sferik CdSe yadrosi birlashtirilgan CdSe-CdS mavzulari rodga o'xshash qobiq CdS [70]. Istiqbolli dasturlar nia heterodimerlar bitta materialda birlashtirilgan flüoresan va magma kabi bir qator xususiyatlarga ega. azot holati. Bunday tizimlarga zarrachalar kiradi CdS - FePt hajmi 7 nm [71]. Bundan foydalanish ham mumkin edi to'rt qirrali soatlar uchida oltin zarralarining o'sishi zarralari CdSe [72]. Turli nanopartikullarni ishlab chiqarish jarayoni bilan birga keladi barqarorlashtirish o'zlari. Birlashtirishni oldini olish uchun bitta aktiv bitta zarra boshqasiga tegmasligi kerak. Bunga ikkalasi ham erishadi bir xil zaryadlarning mavjudligi yoki steril repulsiya gidrofobik stabilizator zanjirlarining shakllanishi. Bu minimal deb topildi ikkita zarracha orasidagi masofa kamida bo'lishi kerak stabilizator molekulalarining uzunligidan ikki baravar ko'p. Metalllarning nanohissellari va ularning birikmalarini olish uchun mumkin bo'lgan misellar, emulsiyalar va dendrimerlardan foydalaning ruxsat beradigan nanoreaktorlarning bir turi sifatida qaraladi muayyan o'lchamdagi zarralarni sintez qilish. Nanopartikullar o'lchami 10 nm dan kam bo'lgan kristalli vismut olingan ichidagi suvda eritilgan vismut tuzlarini tiklash natriy diizootsil sulfosuktsinat asosidagi o'stirilgan mitsellalar (qabul qilingan belgi AOT) [73]. Aralashtirish eriydi ma'lum miqdordagi suvli eritma bilan AOT izooktan BiOClO4 teskari mitsellarning paydo bo'lishiga olib keldi. Mikel- NaBH4 eritmasi shunga o'xshash tarzda a-da tayyorlandi bir xil munosabat w = [H2O]: [AOT]. Ikkala echim ham aralashgan argon muhitida. Aralashtirish va saqlashdan keyin bu aralashmani xona haroratida bir necha soat ushlab turing vismut zarralari to'plangan. Suyuq faza vakuoda olib tashlandi men va quruq qoldiq toluolda tarqaldi. Qabul qildi ta'riflangan usul bo'yicha, quyuq eritma mavjud kukun rentgen nurlanishining diffraktsiyasi va elektron mikroskopik usullari fii, w = 2 va 6.9 ± 2,2 nm da 3,2 ± 0,35 nm o'lchaydigan vismut zarralari w = 3. bo'lsa, kristall zarrachalarni oksidlanishidan himoya qilish uchun

(29)

vismut polimerlardan foydalandi, zarrachalar hajmi oshdi 20 nm gacha [74]. Suvdagi rodyum tuzlarini kamaytirganda ammi-stirolning etilen va anionli sopol kopolimeri dodesil- kabi sirt faol moddalar (sirt faol moddalar) natriy sulfat, diametri 2−3 nm bo'lgan natriy zarralari hosil bo'ladi, blokli kopolimer bilan barqarorlashdi [75]. Yoritgichlar olingan evropiy bilan aralashtirilgan yttrium oksidining markaziy nanomateriallari. Bunday holda, ion bo'lmagan teskari mikroemulsiyalar ishlatilgan. bular polietilen oksidi va boshqa efirlarga asoslangan [76].Hozirgi vaqtda makromolekulalarni faol qidirish ishlari olib borilmoqda, nano sintezi uchun matritsalar sifatida ishlatilishi mumkin. zarralar. Bunday usullarda o'zaro ta'sir stabilizator molekulalari metall zarrachalari yuzasiga yopishib oling va unga ta'sir qiling o'sishi. Masalan, bivalent mis ionlarini kamaytirishda 11 ° C haroratda poli-N-vinilpirolidon mavjudligida diametri 7 ± 1,5 nm bo'lgan zarrachalar hosil bo'ladi va 30 ° C haroratda zarracha hajmi 10 ± 2 nm [77] ga ko'tariladi. Qiziqarli natijalar haroratning ta'sirini o'rganish paytida olingan allaqachon hosil bo'lgan nanopartikullarning barqarorligi. Agar zarralar bo'lsa mis 11 ° C da hosil bo'ladi, 30 ° C gacha qiziydi, keyin himoya qiladi polimer qobig'ining funktsiyasi yo'qoladi; ortayotganda Yig'ilish sodir bo'ladi va metall zarralarining oksidlanishi tezlashadi. Pro uchun haroratning 11 ° C gacha pasayishi teskari natijaga olib keladi. 30 ° C da olingan tizimning harorati: zarrachalarning yig'ilishi yo'q sodir bo'ladi, ularning o'lchamlari o'zgarishsiz qoladi va barqarorlik oksidlanish kuchayadi. Turli jarayonlar musobaqasi, harorat o'zgarishi bilan bog'liq bo'lib, nafaqat aks etadi olingan zarralarning barqarorligi, shuningdek ularning tarqalishi bo'yicha ham o'lchamlari. Yuqori polietilendan foydalanishning asl usuli metall nanohissellarni barqarorlashtirish uchun bosim taklif qilingan ish [78]. Polietilen bo'shliqlarga ega, unda ular barqaror bo'lishi mumkin lizlangan nano-zarrachalar. Bo'shliqlarning mavjudligini oshirish polimerni qizdirilgan uglevodorodga tarqatish orqali erishildi nom moyi. Yog 'molekulalari polimer globulalariga chuqur kirib boradi va ularni metall o'z ichiga olgan aralashmalarga yanada qulayroq qilish nii, termal yo'q qilish jarayonida nanohissellar hosil bo'ladi metallar. Usul sizga kukunli metallni olish imkonini beradi ushlab turuvchi polimerlar. Metall kontsentratsiyasi va nano-soat tarkibizarralar keng doirada o'zgarishi mumkin. So'nggi paytlarda monodispersga katta e'tibor berilmoqda polimerik materiallardan tayyorlangan kolloid zarralar. u ulardan biosensorlarda foydalanish imkoniyatlari bilan bog'liq [79, 80], nanofotonika [81], kolloid litografiya [82], kabi

(30)

gözenekli membranalar [83] va tuzilmalar uchun boshlang'ich materiallar va yadrosi - qobiq turi [84]. Bundan tashqari, olish taklif etiladi asoslangan kolloid uyushgan gözenekli tuzilmalar listirene [85, 86].Biomolekulalarni aniqlash uchun poli-yuzasiga qo'llaniladigan choralar [87, 88]. Buning uchun usul ishlab chiqilgan diametrli monodisperse polipirol nanowirlarining nurlanishi rom 100 nm nanopor alyuminiydan foydalanishga asoslangan shablon sifatida membranalar va kremniy nanotubalari. Devorga Ba'zi hollarda pirol simlari pirolning polimerizatsiyasi natijasida olingan. Alyuminiy membrana fosforni eritib olib tashlandi kislota va kremniy nanotubalari - vodorod ftoridida [89].Ag + ionlarining fotokimyoviy qisqarishi ishtirokida terminal amino va karboksilat guruhlari bo'lgan dendrimerlar o'rtacha kattalikdagi sintez qilingan kumush zarralari 7 nm [90]. Zarrachalar paydo bo'lishining mumkin bo'lgan mexanizmi bu quyida keltirilgan: Zarrachalar hajmini dendning tabiatini o'zgartirish orqali boshqarish mumkin misollar. Yaqinda nano-zarrachalarni barqarorlashtirish uchun ingl. poliamid asosidagi dendrimerlar aminlar va ularning turli xil modifikatsiyalari. Dendrimers vakili yuqori tarmoqlangan makromolekulalar, shu jumladan ral yadrosi, oraliq takroriy birliklar va maqsadli funktsional guruhlar [91]. Dendrimers vakili yuqori molekulyarlarni birlashtirgan yangi turdagi makromolekulalar quyma mavjudligi bilan eritmalarning massasi va past yopishqoqligi biz va mekansal tuzilish. Dendrimerlarning o'lchamlari 2 dan 15 nm gacha, va ular tabiiydir nanoreaktorlar. Dendrimerlar oz miqdordagi vositachilar bilan havolalar "ochiq" shaklda va ko'p sonli mavjud sferik uch o'lchovli tuzilmalarni hosil qiladi. Oxiri dendrimer guruhlarini gidroksil bilan o'zgartirish mumkin, karboksil yoki uglevodorod guruhlari.Dendrimerlarni mikroreaktantlar sifatida ishlatishga misol metall nanohissellarni sintezi uchun tori [80] da keltirilgan.Monodisperse sferik poliamidoamin dendrimerlari past molekulyar og'irlikdagi reagentlar. Qo'shish, yoqish Masalan, tarkibida dendrimerning suvli eritmasiga HAuCl4

(31)

asosiy va uchlamchi aminokislotalar paydo bo'lishiga olib keladi protonli dendrimer AuCl4 bilan qarshi sifatida.AuCl4 anionlarini kamaytirganda natriy borohidridi bilan davolash 1–5 nm o'lchamdagi oltin zarralar hosil bo'ladi. Nisbatni o'zgartirish orqali AuCl4 qarshi kontsentratsiyasi va aminokislotalar guruhi D yoki dendrimerning diametri (avlodi) boshqarilishi mumkin zarracha hajmi. To'qqiz dendrimerda oltin ionlarining kamayishi bu avlodning (G.9) D = 1: 4, 1: 2 va 1: 1 qiymatlari bilan u hajmi 2,5 ga teng sferik oltin zarralarini keltirib chiqardi; 3.3 va 4 nm G.6, G.7 avlodlarining dendrimerlarida D = 1: 1 bo'lsa, G.8 va G.9 2 o'lchamdagi oltin zarralarini hosil qildi; 2,5; 3.2 va 4 nm Borligida oltin va kumush tuzlarini tiklash o'zgartirilgan dendrimerlar, o'rtacha zarralar diametri 2-6 nm. Spektral usul yordamida avtoulov skuteri o'rnatildi. reaktsiyaning litik tabiati [81]. To'rtinchi avlod dendrimerning o'zaro ta'siri N3P3-

(((OC6H4CHNN (CH3) P (S) (OC6H4CHNN (CH3) COCH2CH2CH2

SH) 2) 2) 2) 6 diklorometanda Au55 (PPh3) 12Cl6 ning paydo bo'lishiga olib keladi. diametri 1,4 nm bo'lgan Au55 ligensiz klaster, (Au55) x [92] mikrokristallarga ajratish. Barqarorlik Au55 ligandless klasterini mukammal bilan bog'lash mumkin to'ldirish va to'ldirilgan zarrachalar qobig'ining geometriyasi, ichida Au55 ulanmagan klaster topildi kislorod plazmasi. Turli xil avlodlardagi dendrimerlar har xil uchlari bilan funktsional guruhlar uchun qulay andozalar bo'lib chiqdi Kichik o'lchamdagi metallarning mono va bimetalik zarralarini sintez qilish hijob. Dendrimerlar sifatida eng ko'p ishlatiladiganlar shaxsiy poli (amidoaminlar). Ushbu dendrimerlardan foydalanish Oltin zarralari (o'lchami 1-2 nm) [93] va kumush [94] olingan. Nanoparakatlarni olishga bag'ishlangan ko'plab asarlar palladiy va ulardan turli katalitik reaktsiyalarda foydalanish tionlar. A-olefinlar va qutblarni o'lchov bo'yicha selektiv gidrogenlash Asarlarda palladiy nano-zarrachalaridagi olefinlar hisobga olingan [95, 96]. Tayyorlanishi, xususiyatlari va sirt immobilizatsiyasi palladiy va platina nanopartikullari o'rtacha hajmi 1,5 nm va 1,4 nm poli (amidoamin) (G4-NH2) dendrimer bilan biriktirilgan terminal amino guruhlari tahlil qilindi [97]. So'nggi paytlarda dendrimerlardan faol foydalanilmoqda o'lchamiga ega bo'lgan turli xil bimetalik nanohissellarni olish bir necha nanometr. Bundan tashqari, agar oldin dendrimerda bo'lsa kamaytirish jarayoni, odatda natriy borohidridi, ikkita tuz metallar bir vaqtning o'zida kiritiladi, keyin metall qotishma sintezlanadi baliq ovlash. Tuzlarni ketma-ket qo'llash bilan uni olish mumkin har xil yadro qobig'idagi nanohissellar. Masalan

(32)

bimetalik zarralar Pd-Pt ularning hajmi va tarkibini ko'rsatdi Dendrimerga kiradigan zarrachaning tarkibi metalga bog'liq: dend- Bunga misol sifatida metallarning nisbiy nisbati ham keltiriladi [98]. Bi- metall Pd - to'rtinchi dendrimerga kiritilgan Rd zarralari to'liq bo'lmagan gidrogenlash uchun ishlatiladigan nasos looctadiene [99]. Eng ko'p o'rganilgan bimetalik zarralar yangi kumush va oltin. Ushbu materiallar turli xil foizga bog'liq bo'lgan texnik xususiyatlar tarkibidagi elementlar va ularning geometrik tashkil etilishi. Tasodifiy qotishma mavjudligi katta ahamiyatga ega yadro qobig'ining turiga yoki tuzilishiga bog'liq. Ta'lim va shaxsiy Ishda 10 nm dan kam zarralarga ega AuAg qotishmalarining xususiyatlari ko'rib chiqiladi [100] va qotishmalarning tuzilishi - [101] da. Olingan Ag - Au nanohisselalari - qobiq tipidagi, mod-sobit DNK [102]. Au-Ag zarralarini yadro qobig'ining sintezi tirozinni pHga bog'liq pasayish sifatida qo'llash orqali amalga oshiriladi barqarorlashtiruvchi vosita [103]. Bimetalik ekanligi ko'rsatilgan Pd - yadro - qobiq turidagi Au zarralarini tanlab olish mumkin birinchisining yadrosidagi qobiq metallining faol qisqarishi askorbat kabi zaif kamaytiruvchi vositalardan foydalanganda tallus yangi kislota [104]. Xuddi shunday, ilgari olingan Pd - Pt zarralari 1,9 ± 0,4 nm [105]. Ikkala turdagi bimetallar zarralari yuqori katalitik faollikni ko'rsatdilar o'xshash monometalik zarrachalar aralashmasi bilan solishtirganda allil spirtining gidrogenlash reaktsiyalari. Mononing xususiyatlarini aniqroq kimyoviy aniqlash uchun o'lchami taxminan 2 nm bo'lgan metall va bimetalik zarralar Dendrimerdan n-alkanetiollar bilan zarralarni olish usuli ishlab chiqilgan organik fazaga [106–108]. Dendrimers turli xil olish uchun faol ishlatiladiHajmi 1 n3 nm bo'lgan yadro qobig'ining bimetalik zarralari.Dendrimerlar asosida qismlar shablon sifatida sintez qilindi.Pd - Pt - 1,9 ± 0,4 nm hajmdagi [109] va Pd - Au zarralari.yadro - qobig'i 1-3 nm o'lchamda [104]. Olingan va ishlatilgan 1,3-tsikloktadienning katalitik gidrogenatsiyasida qo'llaniladi Pd - Rh [99]. Pt - Pd va Pd - Au zarralari boshqarildi alil spirti va undan yuqori taqqoslashda bimetalik zarralarning katalitik faolligi individual metall zarralari bilan. Sintez qilingan har xil turdagi Au - Ag zarralari 1-3 nm o'lchamda [110]. Dendrimerlardan qanday qilib sintez qilish va o'rganish uchun foydalanilgan substratlarga yotqizilgan nano-zarrachalarning talitik faolligi platina [111], palladiy va 1−2 nm o'lchamdagi oltin [112], oksid mis [113], Fe2O3 [114].

(33)

Birlashtirilgan nanopartikulli dendrimerlar ekanligi aniqlandi olish uchun prekursor sifatida ishlatilishi mumkin bimetalik heterojen katalizatorlari Pt - Au o'lchamlari bilan 3 nm dan kam bo'lgan zarralar [115]. Dendrimerni tayyorlash ham tasvirlangan. to'rtinchi avlod aminokislotalar guruhlari va shu jumladan palladiy va oltinning n4-zarrachalari G4-NH2 (Pd27.5Au27.5) bilan o'rtacha zarracha hajmi 1,8 ± 0,4 nm. Sintez in ichida amalga oshirildi metanol eritmasi, metall manbai sifatida tuzlardan foydalangan holda K2PtCl4 va HAuCl4, ularning eritmalari NaBH4 bilan kamaytirildi [116]. Birlashtirilgan bimetalik nanopartikullarga ega bo'lgan dendrimer ishlatiladi titan oksidi kukuni bilan qoplash uchun ishlatiladi, keyin dendritni olib tashlash uchun 500 ° C haroratda kalsinlanadi.Oqimda o'lchang, avval kislorod, so'ng vodorod. Qabul qildi zarralarning o'rtacha hajmi 1,8 dan 3,2 nm gacha va tarkibi 48 ± 3% ni tashkil etdi.Tuzlarning molyar nisbatiga mos keladigan Pd va 52 ± 3% Au,asl aralashmada ishlatiladi. Titan oksidi bilan qoplanganbimetalik zarralar katalitik uchun ishlatilgan uglerod oksidining th oksidlanishi. Katalitik fenomen kimyoviy sinergiya va bimetalikning yuqori faolligi individual palladiy bilan solishtirganda tizim va oltin. Terminal polimerlarning amino guruhlarining o'zaro ta'siri(amidoamin) (to'rtinchi avlod dendrimer) ter-tiofen bilan dendron. Olingan aralash barqarorlashtirish uchun ishlatiladi palladiy va oltin nanohissellardan tashkil topgan.

Olish usullari.miseller va dendrimerlar ishtirokidagi metall nanohissellar g'ovakli tuzilmalarda sintezni to'xtatadi. Foydalanish istiqbollari turli nanosizlangan materiallar sintezidagi mezoporlarning miqdori qog'ozlarda ko'rib chiqilgan [39, 117]. Kumush va sulfid nanohissellariParfyumlangan nanoskal bo'shliqlarda olingan kumush ionomerik membranalar [118]. Mavjud bo'lgan metall ionlarini tiklash aminodekstran va stirolning mavjudligi sferik diametri 2,0 mkm, o'tkir bilan qoplangan polistirolning zarralari o'lchamlari 5 dan 200 nm gacha bo'lgan oltin va kumush yamalar bilan [119].Hozirgi vaqtda metall nanohissellarni hosil qilish uchun baliq ovlashda g'ovaksiz noorganik materiallar faol ishlatiladi zeolit ​​turiga kiruvchi Nozik va kanalli qattiq zeolitlar qat'iy belgilangan o'lchamlar qulay matritsalardir kerakli xususiyatlarga ega nanohissellarni barqarorlashtirish. Qachon Zeolitlar teshiklarida nano-zarrachalar olish ikkita asosiy usuldan foydalanadi usuli. Ulardan biri to'g'ridan-to'g'ri bug 'adsorbsiyasi bilan bog'liq ehtiyotkorlik bilan quritilgan zeolitli g'ovaklardagi metallar [39, 120]. Yana bir keng tarqalgan usul kimyoviy usulga asoslangan shaklida teshikka kiritilgan prekursorlarning o'zgarishi

(34)

tuzlari, metall kompleksi va organometalli qo'shma kasaba uyushmalari. Shunga o'xshash tarzda, masalan, molekulyar kanallarda diametri 3 nm va uzunligi bo'lgan nanowirlar bu yuzlab marta ko'pdir [121]. Zeolitlarning yuqori issiqlik va kimyoviy qarshiligi joriy qilingan nano-zarralar bizga ularni eng ko'p ko'rib chiqishga imkon beradi yanada istiqbolli katalizatorlar. Geterogen katalitik sifatida keng qo'llanilishi Xandaq shuningdek nanopor metal oksidlarini ham topishi mumkin. Yaqinda Masalan, davriy magniy oksidi sintezi geometrik jihatdan buyurtma qilingan gözenekler va tor zarralar tarqalishi hajmi bo'yicha. Tizim qayta-qayta tuzilishini saqlab qoldi 800 ° C gacha qizdiradi [122]. Yuqori sintez gözenekli nanotubalar, shu jumladan uran oksidi (UO2) va selen yoqilgan (SeO4) [123]. Yarimo'tkazish uchun mezopor kremniydan foydalanish tavsiya etiladi. funktsional polimer-kremniy kompozitsiyasini o'rganish gibrid materiallar [124]. Har xil vinil monomerlari qatorlar (stirol, metakrilik kislota va boshqalar), bog'lovchi moddalar divinilbenzol va radikal polimerizatsiya tashabbuskorlari turi kremniyning g'ovakli devorlariga 7,7 nm diametrli adsorbsiyalangan polimerlashtirilgan. Devorlarda pasayish natijasida polimerizatsiya sodir bo'ldi g'ovaklilik hajmi 6,9 nm gacha. Stirol asosida sintez qilinadi material konsentrlangan sulfat kislota bilan sulfanlangan va kislota katalizatori sifatida ishlatiladi. tasdiqlash. Benzil spirtining o'zaro ta'siri misolida geksan kislotasi bilan, kompozitsiyaning yuqori selektivligi zizatsion material. Sintez qilish uchun noorganik gözenekli materiallar bilan bir qatorda tezisda organik birikmalar qo'llaniladi va xususan limerslar. Termostabil polimerni olish usuli ishlab chiqilgan. hajmi 1 dan 50 nm gacha bo'lgan g'ovaklar. Usul inklyuziyaga asoslangan inert erituvchilar, masalan, tetrahidrofuran va o'zaro bog'liq polimerizatsiya bosqichma-bosqich o'sishini shakllantirish, interfazali ajratish bo'lmaganida amalga oshiriladi [125, 126]. Ta'sir sharoitida metall nanohissellarni olish yuqori energiyali kimyoviy tizim yuqori elektron, radio va boshqa radioaktiv vositalarni faol najas, hayajonlangan zarralar.

(35)

Fotokimyoviy (fotoliz) va radiatsion-kimyoviy (radio)diolisis) tiklanish energiya jihatidan farq qiladi. Fotosintez uchun 60 eVdan kam bo'lgan odatdagi energiya uchun va radiolyzis uchun - 103-104 eV. Ta'sir ostidagi kimyoviy jarayonlarning asosiy xususiyatlari yuqori energiyaning nurlanishiga quyidagilar kiradi: tarqalishdagi muvozanat zarralarning energiya taqsimoti, xarakterli vaqtlarning bir-biriga mos kelishi uchun muhim bo'lgan fizik va kimyoviy jarayonlar faol zarralarning kimyoviy o'zgarishlari, ko'p kanalli va reaktsion tizimlardagi jarayonlarning beqaror bo'lmaganligi [127].Taqqoslash uchun foto- va radiatsion-kimyoviy tiklash kimyoviy moddalar bilan davolash muayyan afzalliklarga ega. Bu chunki hosil bo'lgan nano-zarrachalar yuqori darajada tozaligi bilan ajralib turadi kimyoviy moddalarni ishlatish natijasida hosil bo'lgan iflosliklar yo'q kimyoviy reduktorlar. Bundan tashqari, foto va nurlanish bilan kimyoviy pasayish natijasida nanopartikullarni qattiq holda sintez qilish mumkin nafas olish va past haroratlarda. Eritmalarning fotokimyoviy pasayishi eng keng tarqalgan oliyjanob metallarning zarralarini sintez qilish uchun ishlatiladi. Qachon shunday zarrachalarning tegishli tuzlardan nurlanishi ommaviy axborot vositalari o'zlarining echimlarini suv, alkogol va organik eritmalarda qo'llaydilar erituvchilar. Ushbu muhitda yorug'lik ta'siri ostida faol zarralar:

H2O → e− (aq) + H + OH,

alkogol bilan reaksiyaga kirishadi, vodorod atomi va gidroksil radikal beradi spirtli radikallar:

H (OH) + (CH3) 2CHOH → H2O (H2) + (CH3) 2CH.

Solvatsiyalangan elektron, masalan, bilan o'zaro ta'sir qiladi kumush ionini hosil qiladi va uni metalga

Ag + + e− (aq) → Ag0 ...

Fotorechet jarayonida nurlanishning dastlabki momentida UB yutish spektrida chiziqlar 277 va 430 nm Ag4 klasterlariga tegishli + va kumush nano-zarrachalardir o'lchash 2–3 nm [128]. Nurlanish vaqti oshib borishi bilan, maksimal Maksimal yutilish diapazoni qisqa tomon ham siljishi mumkin, to'lqinlar tomon Qisqa to'lqin o'zgarishi dalolat beradi kumush zarralarining o'rtacha hajmining pasayishi va uzun to'lqin uzunligi yuqori - yig'ish jarayoni davomida. Yorug'lik ta'siri ostida, nafaqat fotoruktsiya natijasida nano-zarrachalar olish jarayonini amalga oshirish kattaroq, ammo katta agregatlar ham shakllanmoqda. Aseton, etil va izopropil tarkibidagi oltin zarralari misolidan foydalanish

(36)

spirtli ichimliklarda yorug'lik ta'siri [129-131] da o'rganilgan. Topildi, simob chiroq bilan nurlanish natijasida sirt chizig'i 523 nm to'lqin uzunlikdagi oltin plazmasi kengayadi va yo'qoladi kuylaydi. Natijada, 270 nm tezlik kengaytirilgan va yangi lenta 840 nm. Plazmon tasmasining siljishi, ga ko'ra mualliflar, bu zarralarning dipol-dipol o'zaro ta'siri bilan bog'liq agregatlari. 20 soat nurlangandan keyin yarim oltin zarralarini yangi Yig'ish tezligi aniqlandi, Bu hal qiluvchi xususiyatiga va nurning to'lqin uzunligiga bog'liq. Muallif: ko'rinadigan yorug'lik bilan taqqoslaganda, UB nurlari tively. Yorug'lik to'lqin uzunligining ta'siri Van kuchlarining ko'payishi bilan bog'liq. der Waals va Kulon shovqinining yorug'lik ta'sirida o'zgarishi sirt zaryadlarining harakat rejimi. Kumush zarralarining fotostimulyatsiyalangan agregatsiyasi o'rganilmoqda ichida [132, 133]. Birlashtirish mexanizmi paydo bo'lishi bilan bog'liq turli xil zaryadlarga ega bo'lgan zarrachalar nuri ta'sirida kov. Bunday zarralarning paydo bo'lishi elektr almashinuvidan kelib chiqadi fotoemission natijasida kelib chiqadigan to'lovlar. Yoqadi almashinuv Fermi energiyasining zarrachalar hajmiga bog'liqligi, tarqalish vositasi orqali sodir bo'ladi va tekislashga olib keladi turli o'lchamdagi zarralarning potentsial o'zgarishi. Almashinish natijasida hissa qo'shadigan uzoq masofali elektr kuchlari zarralarning kuchlar qachon masofaga yaqinlashishi Birlashtirishga olib keladigan Van der Vaals. Mavjudligida kumush nitratning fotoreytsiyasi polikarboksilik kislotalar nazorat qilish usullarini ishlab chiqishga imkon berdi zarrachalar shakli va hajmini o'zgartirish. Qabul qilingan va sharsimon va novda shaklidagi kumush zarralar [134]. Nurlanish paytida mikroemulsiyalarda kumush nanohissellarni olish ion pasayishi tasvirlangan [135, 136]. Mualliflar uchun almashish paytida zarrachalar hajmining tarqalishini kamaytirdi mikroemulsiya tomchilari orasida hech qanday modda yo'q. Nano-sintez uchun radiatsion-kimyoviy pasayish metall zarralari mavjudligi va takrorlanishi tufayli tobora kengayib bormoqda. Suyuq fazada metall nanohissellarni ishlab chiqarishda eng muhimlari hisoblanadi boshlang'ichning fazoviy tarqalishi bilan bog'liq bosqichlar oraliq mahsulotlar. Radioliz bilan, aksincha fotoliz, hosil bo'lgan oraliq zarralarning tarqalishi yanada tekisroq bo'lib, tor doiradagi sintezga yordam beradi mayda mayda zarralar. Olish uchun pulsatsiyalangan radiooliz usuli ishlatilgan noodatiy oksidlanish holatlaridagi faol metal zarralari [137].

(37)

Gidratlangan elektron bilan aq yuqori sog'ayishga ega innovatsion salohiyat, jarayon sxemaga muvofiq amalga oshiriladi

Mn + + e− aq → M (n - 1) +

Atomning tashqi orbitalida bitta elektronning mavjudligi, yoki metall ionlari ularning yuqori reaktivligiga olib keladi. Suvdagi bunday zarrachalarning umri mikro yoki millisekundlarda. Bunday metall zarrachalarining optik xususiyatlari ularning tiklanish salohiyati bilan belgilanadi. Masalan, ichida elektronga o'xshash elektron izoelektron seriyasi konfiguratsiyada ionlanish potentsialining oshishi kuzatiladi metall ionining zaryadining oshishi [137]. Men javob beradigan to'lqin uzunligi odatda o'zgarganda, optik yutilishning maksimal darajasi spektrning qisqa to'lqinli mintaqasiga yuboriladi. Agar joylashgan bo'lsa davrning boshida kumush va oltin atomlari kamaytiruvchi moddaga ega xususiyatlari, keyin davr oxirida ularning izoelektronik analoglari ha - trivalent qalay va qo'rg'oshin kuchli oksidlovchilardir. IN Izotopli ionlar uchun bitta kichik guruhda potentsial ortib boradigan davr soni bilan. Radiatsion-kimyoviy pasayishda, birinchi navbatda, atomlar va metallarning mayda klasterlari hosil bo'ladi, ular keyinchalik o'zgaradilar nanohissellarga aylanadi. Ularni barqarorlashtirish uchun kimyoviy tiklanishda ishlatiladiganlarga o'xshash. Pulsatsiyalangan gamma radiolyizi spektrofotometriya bilan birlashtirilgan unga zarrachalar paydo bo'lishining dastlabki bosqichlarini o'rganishga imkon berdi eng oddiy zaryadlangan metall

Ag2 turidagi klasterlar + , Ag4 + ... Klasterning keyingi o'zaro ta'siri mexanizmi hali aniq aniqlanmagan mox olib keladi,metall nanohissellarni sintezi. Statsionar va jihozlar pulsatsiyalangan radiolyzis, juda ko'p miqdordagi nano-zarrachalar shaxsiy metallar [138, 139]. Sintez usullari radiooliz yordamida ishlab chiqilgan. Bimetalik va trimetalik metall nanohissellar bilan yadro qobig'ining tuzilishi. Ikki yoki undan iborat nanopartikullar ko'proq turli metallarga qiziqish bor yangi xususiyatlarga ega materiallarni yaratish, shu vaqtdan boshlab nanoskal, intermetalik birikmalar va ixcham metallar holatida hosil bo'lmagan qotishmalar. Tuz eritmalarining radiatsiyaviy pasayishi edi Ikki [140] va uchta metalni (141) o'z ichiga olgan nanopartikullar olingan. Au - Hg zarralari ikki bosqichda sintez qilindi. Avval radiatsiya o'lchamdagi oltin zarralar 46 nm. Keyin oltin eritmasiga va izopropilga Hg (ClO4) 2 qo'shildi oltin zarralariga ionlarning tushishiga olib keladigan alkogol

(38)

simob, shundan so'ng bo'sh simob ionlarining tiklanishi sodir bo'ldi radiooliz paytida hosil bo'lgan erkin radikallar. Na2PdCl4 tuzining vodorod kamayishi natriy sitrat stabilizator sifatida, pal zarralari Lady 4 nm diametrli, tor o'lchamdagi taqsimot bilan. Oldin- metanol va undan keyin palladiy zarralari eritmasiga K2Au (CN) 2 qo'shilishi Olingan γ-nurlanish oltin ionlarining pasayishiga olib keldi. Bunday holda, individual Au zarralari hosil bo'lmadi va barcha oltin tashqi qatlam hosil qilib, palladiy zarralariga to'plangan. Ustida olingan Pd - Au zarralari kumush qatlamini to'ldirishga muvaffaq bo'ldi. Sin- sinovdan o'tgan zarralar palladiy yadrolari va ikkita qobiqdan iborat edi chek - oltin va kumush. Bunday ko'p qatlamli klasterlar femtosekond elektronni o'rganish qiziqish uyg'otadi jarayonlar [142, 143]. Organik bilan o'zgartirilgan silikatlardan foydalanish matritsalar va stabilizatorlar imkon beradigan aralashmalar eritmalar, gellar va bimetalik nanohissellarni olishning bir bosqichi tsy [144]. Pd - Pt zarralarini skanerlash orqali tekshirish elektron mikroskopi ularning palladiydan tashkil topganligini ko'rsatdi platina bilan qoplangan tashqi yadro. Yupqa silikat bimetalik nanohisselli filmlar ishlatilgan askorbin kislotaning elektrokatalitik oksidlanishi uchun. Ushbu misol shuni ko'rsatadiki, ikkita metall mavjud bo'lishi mumkin lekin ko'pincha nanomateriallarning xususiyatlarini o'zgartirishni oldindan aytib bo'lmaydi. Qachon standart metall kasterga ikkinchi metallni qo'llash noyob sirtlarni yangi bilan olish mumkin xususiyatlari. Palladiyali bimetalik oltin nanohissellarni olish diem, sonokimyoviy usul ishlatilgan [145]. Sintetik zarralar NaAuCl4 ⋅ 2H2O, PdCl2 ⋅ 2NaCl ⋅ 3H2O suvli eritmalarida o'tkazildi. natriy detsil sulfat qo'shilishi bilan. So'nggi bir vaqtda ammo stabilizator va reduktor sifatida xizmat qildi. Yarim bimetalik zarralar yadrosi bo'lgan palladiy atomlari qobig'i bilan o'ralgan oltin atomlari. Hajmi Oltin va palladiyning har xil nisbatidagi yadro va qobiq elektron mikroskop yordamida o'lchangan yuqori aniqlikdagi. X-nurli spektroskopiya dasturlari zarralar tarkibidagi oltin va palladiy tarkibini aniqlashga imkon berdi. Zichlik, massa va boshlang'ich nisbatlarni bilib, hisoblashingiz mumkin quyma yadro va qobiq o'lchamlari. O'lchagan va solishtirish hisoblangan ma'lumotlar jadvalda keltirilgan. 2. Jadval shuni ko'rsatadiki soniy kimyoviy ishlab chiqarish jarayonida, o'zgaruvchan bimetalik zarralar Au3 + ionlarining konsentratsiyasi va Pd2 + , siz hajmni boshqarishingiz mumkin ry yadrosi va qobig'i. Bimetalik Au - Pd zarralari ko'rsatdi

(39)

Pent-4-eno- gidrogenlashda yuqori katalitik faollik achchiq kislota. Amorfda to'planganlarni qiyosiy o'rganish uglerod Au, Ni nano-zarrachalar va bimetalik Au - Ni zarralari, tegishli sof metalni lazer bug'lanishi orqali chiqariladi baliq ovi va rafting [146]. Turli usullardan foydalangan holda tadqiqotlar ko'rsatdi zarrachalar o'rtacha kattaligi 2,5 nm va tor taqsimotga ega ekanligini bimetalik zarralarning tarkibi ularning tarkibiga mos keladi suzuvchi qotishma. Fe - TiH zarralari temir aralashmasidan mexanosintez natijasida olingan va titan gidridlari [147]. Temirning nanoskal tarkibiy qismlari volfram konsentratsiyasi bilan 2 dan 85 gacha.% sintezlanadi mexanik aralashmani birgalikda tiklash usuli bilan mikroavtobus temir gidroksidi FeOOH ⋅ nH2O va volfram kislotasi H2WO4 bitta vodorod oqimida saqlansa, bitta suv uchun soat. Olingan zarralar rentgen va Mossbauer spektroskopiyasi [148]. Oksid va sulfat nanopartikullarini olishning kimyoviy usullari ozuqalarga sol-gel usulining turli xil versiyalari kiritilgan [149]. Sxema Metan nano-oksidlarining sintezi mumkin reaktsiyalarni joylashtiring

M (OR) n + xN2O → M (O'N) x (OR) n - x + xROH (gidroliz),

M (ОН) x (OR) n - x → (n / 2) MO + (2x - n) / 2 ⋅ N2O + (n - x) ROH

(kondensatsiya); bu erda M metall, R alkil guruhdir. Jarayon katalizlaydi asl eritmaning pH o'zgarishi. Kislotali muhitda chiziqli zanjirlar, ishqorli - tarmoqlangan zanjirlar paydo bo'ladi. Metall alkoksidlarni tegishli sulfidlar bilan almashtirish M (SR) n va vodorod sulfidi bilan o'zaro aloqada bo'lishingiz mumkin metall sulfidli nanohissellarni nurlantirish uchun. Hozirgi kunda yangi usullar ishlatiladigan nanokristall oksidi materiallarining nurlanishi subkritik va superkritikadagi turli xil birikmalar

(40)

davlatlar. Eng ko'p ishlatiladigan - bu karbonat angidrid va yaqinda suv [150−152]. Nanoskalni olish uchun radiusni o'zgartirish uchun metall oksidi zarralari ham ishlatiladi elektronda eritish orqali mikrondan nanoskalgacha litalar [153]. Inkrititikal echimlarning tez kengayishi suyuq erituvchilar nanozlangan olish uchun ishlatiladi metallarning zarralari, yarimo'tkazgichlar va ularning bio- molekulalari [154]. Ushbu usuldan ham foydalanish mumkinligi ko'rsatilgan polimerlardan o'rtacha diametri 50 nm dan kam bo'lgan zarralarni chiqarish uchun, karbonat angidridda eriydi [155]. Tez kengaytirish suyuqliklardagi kritik eritmalar yarim suyuqliklar uchun ham ishlatiladi. steroid bo'lmagan yallig'lanishga qarshi yallig'langan dorilar (ibuprofen va naproksen) [156]. Yechim sifatida mualliflar suv, poli (N-vinil-2-pirolidon) ni mono- molekulyar og'irligi taxminan 40,000 va natriy detsil sulfat. Suvda ibuprofenning bir xil zarralari (alfa-metil-4- (2-metilpro- pyl) benzasetik kislota) 15 minut o'tgandan keyin nafaqa. Polivinilpirolidonda ibuprofen zarralari bo'lgan o'rtacha diametri 40 nm va bir necha kun davomida barqaror edi. Oldin natriy dekil sulfat zarralarining hajmi 25 nm ni tashkil etdi. Atomlar va metallarning kichik guruhlarining yuqori faolligi stabilizatorlarning yo'qligi kattaroq hajmda agregatsiyaga olib keladi zarralar. Metall atomlarini yig'ish jarayoni energiyasiz davom etadi gii faollashtirish. Faol atomlarning barchasini barqarorlashtirish davriy tizim elementlari past darajada bajarilgan (77 K) va ultratovush (4-10 K) haroratni matritsa usuli bilan izolyatsiya [157]. Ushbu usulning mohiyati qo'llashdir juda past haroratlarda inert gazlar. Eng kengligi argon va ksenon matritsalar sifatida ishlatiladi. Atomlar juftlari katta, odatda ming baravar ko'p bo'lgan kondensat 4-12 K gacha sovutilgan sirtga inert gaz ta'minoti bilan. Inert gaz va past haroratlar bilan kuchli seyreltme deyarli ular metall atomlarining tarqalish ehtimolini istisno qiladilar kondensat, ular barqarorlashadi. Fizik-kimyoviy bunday atomlarning xususiyatlari asosan turli xil spektrlar tomonidan o'rganiladi va radio spektral usullari [158]. Past haroratlarda kimyoviy reaktsiyalarni o'tkazish turlar harakatchanlikni talab qiladi faol zarralar. Asosan, matritsali izolyatsiya va kimyoviy transformatsiyalar o'zaro eksklyuziv jarayondir. Barqarorlashtirish

(41)

faol zarralar reaktsiyalarning yo'qligiga olib keladi va aksincha, agar bo'lsa kimyoviy reaktsiya mavjud, keyin barqarorlashuv bo'lmaydi. Foydalanishda matritsa izolatsiyasi usuli bo'yicha olingan quyidagi namunalar, isitish jarayonida bir qator yangi va g'ayrioddiy kimyoviy moddalar o'tkazildi. alohida metallarning kimyoviy reaktsiyalari past haroratli kondensatlarga kiritilgan kimyoviy moddalar kasaba uyushmalari. Umuman olganda, bunday o'zgarishlarni quyidagicha ta'riflash mumkin quyidagi sxema. Bu erda M metall, L kimyoviy birikma (ligand). u ketma-ket va parallel raqobatli reaktsiyalar sxemasi. 1-yo'nalish metall atomlarini yig'ish jarayonini aks ettiradi va naychalar, naychalar va nanohissellarni hosil qilish atomlarning ligandlar bilan o'zaro ta'siri va keyinchalik ishlab chiqarish komplekslar yoki organometalik birikmalar. Yuqoridagi sxemada tavsiflangan jarayonlar harorat kondensatlari muvozanat emas va bog'liqdir ko'plab omillardan, shu jumladan metalldan metallga nisbati gand, sovutilgan sirt harorati, kondensatsiya tezligi kriyostatda reaktiv bug 'bosimi, isitish tezligi namuna. Kriyokondensatsiya paytida nanopartikullarning shakllanishi atomlari erish tezligiga ta'sir qiladi sovutilgan sirt, ortiqcha yo'qotish tezligi kondensat va tezlik bilan o'zaro ta'sir o'tkazish orqali energiya atomlarning kontsentratsiyasi oshgan joydan klasterlarni olib tashlash

(42)

mov. Metall nanohissellarni kondensatsiyalash orqali olish sovuq yuzasi ularning tarkibiga kirishni osonlashtiradi jismoniy va kimyoviy tarkibni o'zgartirishi mumkin bo'lgan shaxsiy qo'shimchalar tizim xususiyatlari. Olishning ba'zi xususiyatlarini qo'shimcha ravishda qayd etamiz atomlar ishtirokidagi kriokimyoviy reaktsiyalar uchun namunalar, sinf terra va metall nanohissellar. Metall atomlari turli xil usullar yordamida sintez qilinishi mumkin ularni isitish usullari. Ishqoriy, gidroksidi-er bo'r va boshqa bir qator metallar. Bunday metallarning bug'lari to'g'ridan-to'g'ri isitish orqali olish. Odatda ular past darajadan foydalanadilar kovolt (5 V) transformator, 300 A gacha katta kuchlarni beradi joriy. Namunaga olib keladigan naychalar sovutiladi. Bug'lanish namunasi Amaldagi metall sim, spiral yoki lenta shaklida bo'lishi mumkin. O'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan metallar (Cu, Ag, Au) odatda bug'lanadi. Knudsen hujayrasidan [157] to'g'ridan-to'g'ri yoki bilvosita foydalanib olinadi isitish. T haroratini bilish, hujayra ichidagi bosim P va rozetkaning o'lchamiga qarab, siz uning tezligini hisoblashingiz mumkin formula bo'yicha ko'tariladi

N = P / (2πMRT) 1/2,

bu erda N - sekundiga 1 sm2 ga bug'langan moddaning mol soni

chiqish maydoni, M - molekulyar og'irlik, R - gaz doimiy.

O'zgarishlarni tavsiflovchi tenglamalarni raqamli echish orqaliharoratiga qarab xonaning harorat rejimini hisoblashingiz mumkin Knudsen hujayralari. Bilvosita isitish yaxshilanishga imkon beradi hujayradagi harorat bir xilligi. Bug'lanish harorati Ushbu metall optik pirometrlar yordamida aniqlanadi. O'lchash uchun renium kondensatining harorati termokupllardan (mis va.) foydalanadi oltin), qattiq holatdagi termometrlar (GaAs diodlari), kapasitiv past haroratli shisha-keramik sensorlar, vodorod qaramlikka asoslangan pentan termometrlari haroratning bosimi. Gaz yoki bug 'oqimini nazorat qilish yordamida amalga oshiriladi o'zgarishga qarab sozlanadigan igna klapanlari bilan ma'lum hajmdagi idishda bosimning pasayishi tezligi. Mate- klapanlarning riali ishlatilgan qiymatlarning xususiyatlarini hisobga olgan holda tanlanadi moddalar va mumkin bo'lgan korroziya. Turli xil reometrlar va Bernoulli bosim o'lchovlari tomchini o'lchaydigan o'lchovlar gaz o'tadigan kapillyar ichidagi bosim. Tong otdi leniya oqim tezligiga bevosita bog'liq va mano bilan aniqlanadi.metrik ravishda Matritsani izolyatsiyalash usulida ishlatilgan tezkor oqim tezligi taxminan 0,1-0,01 mmol / soat oralig'ida.

(43)

Bunday cho'kish tezligida sirt harorati bo'ladi namunasi bilan kondensatsiyalanadi, bir necha soatdan keyin darajadagi kasrlarda. Past haroratlarda kimyoviy reaktsiyalarni o'rganishda kondensat hosil bo'lganda kimyoviy o'zgarishlarni istisno qilish kerak namuna olish jarayoni. Gaz fazasidagi reaktsiyani yo'q qilish molekulyar nur rejimi yordamida erishiladi. Krioaktorning o'lchamlari bilan taqqoslaganda, erkin yo'l to'qnashuvni oldini olish uchun ha large katta bo'lishi kerak va gaz fazasida hosil bo'ladi. Λ ning qiymati taxminan bosim bilan bog'liq the ≈ K / p nisbati bo'yicha, bu erda K doimiy. Quyida Bosimning o'rtacha erkin yo'lga bog'liqligi: Bosim P, mm Hg. San'at. 10−2 10−3 10−4 10−6 Bepul yo'l λ, sm 0,5 5 50 o'nlab metrga teng. Knudsen katakchasidan foydalanganda siz ham o'rganishingiz kerak Knudsen soni Kn = 2λ / R, bu erda R - xarakterli o'lchov 10-3 tartibidagi bosim mmHg San'at. Buning uchun λ >> R va Kn >> 1. Bir xil bosim va haroratda T = 300 K, reaktivda uzluksizdan molekulyar rejimga o'tish mavjud subject << R, Kn << 1 mavzusiga mos keladigan joy. Knudsen xujayrasidan zarralarning bug'lanish tezligini topish mumkin bug 'bosimining haroratga bog'liqligi jadvallari yordamida ry. Bug'lanish miqdorini aniqlashning eng oddiy usuli metall - bu tajriba oldidan va undan keyin metall namunasini tortish. Hammasi bo'lsa, optik usullardan foydalanish mumkin bug'langan moddalar miqdori uzatishda va namuna olish. Cho'kindi cho'kindi miqdorini aniqlash uchun tallus, kvarts kristallarida mikrobalanslar qo'llaniladi. Ish bunday og'irliklar chastotaning chiziqli bog'liqligiga asoslanadi yotqizilgan massadan kvarts kristalli Mill- kvarts kristallari diametri 5000 kHz chastotaga ega 8 mm, qalinligi 0,3 mm. Qo'shimcha kesish massasining cho'kishi rezonans chastotasi o'chirilgan. Kristallning sezgirligi 5 ⋅ 10−10 ng 1 Gts da F rezonans chastotasining m massasiga bog'liqligi aniqlanadi tenglama bilan berilgan

∆f = f K Km / S,

bu erda ∆f - chastota o'zgarishi, S - sirt maydoni, K - oxiri

kvarts kristalining qalinligi va zichligiga qarab stanta (2.65 g / sm3). Kristal ikkita elektrod bilan tayanchga o'rnatiladi generatordan. Rezonans chastotasining o'zgarishi aniqlanadi chastotani o'lchash moslamasi va balans oldindan kalibrlanadi

(44)

Miqdorni aniqlash bilan yanada murakkab muammolar paydo bo'ladi ligand xususiyatlari. Tabiatga qarab kimyoviy moddalar turar joyni xarakterlovchi turli xil koeffitsientlarga ega yuzasida qaytarib bo'lmaydigan adsorbsiyalangan zarrachalar nisbati ti. Masalan, birinchi to'qnashuvda, faqat 15% CO2 molekulalari. Bir modda gaz fazasidan kondensatsiya qilinganida, yashirin Lf termoyadroviy eritmasi termostat tomonidan so'riladi. Bu issiqlik allaqachon quyilgan matritsa qatlami orqali chiqariladi. Shunday qilib Shunday qilib termoyadroviy va issiqlik o'tkazuvchanligining latent isishi λ matritsa elementlari muhim xususiyatlardir. Ular tezlikni aniqlaydilar matritsaning shakllanish tezligi va ular mumkin bo'lgan vaqt stabillashadigan zarrachalarni yig'ish uchun. Qatlamning yuzasi va poydevori orasidagi harorat farqi Matritsani statsionar o'rnatishni taxmin qilish mumkin davlat [157]. L yuzasiga yotqizilgan qalinligi t vaqt ichida n (mol / s) kondensatsiya tezligida S qatlamining maydoni ifoda bilan tasvirlangan

l = nt / ρS,

bu erda ρ - moddaning molyar zichligi. Issiqlik chiqishi darajasi la Q1 = nLf kal / s. Matritsa qatlami orqali chiqariladigan issiqlik aniqlanadi ifoda

Q2 = S λ (T - T0) / l,

bu erda λ - issiqlik o'tkazuvchanligi, T va T0 - mos ravishda harorat

qatlam va substratning yuzasi. Agar davlat statsionar bo'lsa, unda

Q1 = Q2 va nLf = S λ (T - T0) / l.

Bu erda l qiymatini l = nt / ρS ifodasidan almashtirsak, biz olamiz

T = T0 + Lf n2 t / (λρS 2) ).

Shunday qilib, sirt harorati chiziqli ko'tariladi vaqt va kvadratlar bilan cho'kish tezligining oshishi bilan moddalar. Kondensatda metall atomlarining harakatchanligi ta'sir qiladi ega bo'lishi mumkin bo'lgan manbaning ta'siri va emissiyasi 1000 ° C dan yuqori harorat. Bunday ta'sir zarur eksperimental tarzda ishoning. Atomlar, klasterlar va nano- metall zarralari uchun bir qator maxsus kriyoraktorlar ishlab chiqilgan. Ustida Anjir. 3-rasmda matritsa uchun ishlatiladigan kriyoaktorning diagrammasi ko'rsatilgan. izolyatsiyalash va faolni spektral o'rganish tallus 12 - 70 K harorat oralig'ida, rasm. 4 - krio- haroratda kondensatsiya uchun ishlatiladigan reaktor suyuq azot (77 K) va undan yuqori haroratlar.

(45)

O'rnatishning asosiy qismi mis abrazivdan qilingan kub, dastlab yog'ingarchilikdan keyin 77 K gacha sovutilgan sinov aralashmalari, namuna 180 ° va ichida aylantiriladi aks ettirish rejimi IR spektrlarini yozish uchun ishlatiladi. Kriyoaktor aniq har xil haroratda spektrlarni olish imkonini beradi namunaning haroratini saqlab turish va nazorat qilish. Zajada - mis ichi bo'sh kliplarda tuz yoki kvarts oynalari siz spektrni ichkariga olishingiz mumkin ultrabinafsha va ko'rinadigan spektral mintaqalar yuqish. Ishlab chiqilgan va asl kriyoaktorlar spektrini olish uchun paramagnetik rezonans

nansa (EPR). Kroreakto- ry uchun mo'ljallangan radiatsiya va atomlarni o'rganish va kichik metall zarralar spektral usullar (3-rasm, 4-rasm). Bir nechta bo'ling milligrammgacha ruxsat beradi diagrammasi ko'rsatilgan rasm. 5. Bug 'kondensatsiyasi metall, ligand va agar kerak bo'lsa, stabilizator suyuq azot bilan sovutilgan shisha idishning devorlariga joylashtirilgan. Kondensatsiya tugaganidan keyin namuna isitiladi va yig'iladi idishning pastki qismida, undan keyin uni olib tashlash mumkin vakuumni buzmasdan tadqiqotlar. Natijada turli xil eritmalar yoki metallarning organodispersiyalari. Bu o'z ichiga olgan tizimlarni olish uchun kriyostat o'zgartirildi Ikki xil metallarning nanopartikullarini o'z ichiga oladi. Shunga o'xshash soatlardamodernizatsiya qilingan reaktorlar bo'lishi mumkin metall bug'larining sovuq suyuqliklarga kondensatsiyasi kriostatning pastki qismida. Bunday reaktorlarning afzalligi nisbiydir tajribaning soddaligi. Shunga o'xshash kriyaktorlarda metall bug'larining vaqtincha yoki ketma-ket kondensatsiyasi va turli xil ligandlar, bir qator yangi organometalik birikmalar [159]. Shu bilan birga, reagentlar nisbatlarini aniqlash uchun va yuqorida tavsiflangan kriyoreaktorlarda ularning miqdori qiyin va bu ularning kamchiliklari. Shi shunga o'xshash kamchilikka ega. Kryosintez uchun keng qo'llaniladigan Green reaktori

(46)

aslida modifikatsiya bug'lanish moslamasi, uning ichiga aylanadigan flakon qo'yilgan sovuq hammom. Kompozit materiallarning qiziqarli kriokimyoviy sintezi 90-yillarning boshlarida teleseriallar taklif etildi. XX asr. Amerikalik "Nanophase Technologies Corp." tomonidan [161]. Reaktor davri bu rasmda ko'rsatilgan. 7. Ikki metal vakuumda bug'lanadi va kondensatlanadi suyuq azot bilan sovutilgan barmoq ustiga qo'ying. Muayyan orqali kondensat esa maxsus moslama va uning yordamida parchalanadi reaktorning pastki qismidan olingan. Kondensat siqilgan past va yuqori bosim va bimetalikka aylanadi

(47)

nanokompozit vakuumda birlashtirilgan. Ishlab chiqaruvchi- o'rnatish tezligi 50 g / soat, lekin natijada olingan materiallarning qiymati 90-yillarning boshlari jarayonni iqtisodiy jihatdan samarali qildi. Vacuum Metallurgical Co Yapon kompaniyasi. LD ”yaratildi foydalanish uchun yarim sanoat korxonasi nanoferromagnit materiallarning past harorati, izolyatsiya qilingan metall, keramika va kino materiallarining nanohissellari (8-rasm). O'rnatish hozirda ishlatiladiganlardan foydalanadi sirt faol moddalar va ultratovush kabi nano-zarrachalarni barqarorlashtirish uchun vaqt usullari. O'rnatish ikkita kameradan iborat - nano-zarrachalarni olish va yig'ish uchun - aerozol texnikasini kриokimyo bilan birlashtiradi. Yaponiyalik tadqiqotchilar qiziqarli kombinatsiyani taklif qilishdi reaktiv, aerozol usullari bilan past haroratlarning erishi [162]. Turli xil bosimlarda ishlatiladigan asboblarning diagrammasi, rasmda ko'rsatilgan. 9. Geliy oqimi metall nanohissellarni olib ketadi isitish kameralaridan. Bosim 0,5 kPa dan yuqori bo'lgan o'simliklarda geliy oqimiga organik aralashma qo'shiladi. hal qiluvchi (geksan) va aralash tuzoqda kondensatsiyalanadi, sovitiladi suyuq azot bilan beriladi. Yana bir tartibga solishda, kamroq bosim ostida 0,2 kPa dan ortiq bo'lsa, heksan bug'i to'g'ridan-to'g'ri isitish kamerasiga qo'shiladi va aralashma suyuq azo bilan sovutilgan yuzadan o'tkaziladi Tom. Olingan namunalar qo'shilib, azot oqimida eritiladi sirt faol moddalarni barqarorlashtirish uchun. Sintez qilingan kumush zarralarining hajmi va mis 3 mm, u ta'minot bosimini o'zgartirish orqali sozlanishi geliy kameralariga Atomlar, klasterlarni o'rganish uchun yangi imkoniyatlar, tatib ko'riladigan molekulalar va zaif bog'langan komplekslar ochiladi supero'tkazuvchi geliy nanodropletlarini matritsalar sifatida qo'llash

HeN (N = 102) −105 ) [163]. Nanodroplets tovushni oladi yuqori bosim ostida va past darajada gazsimon geliyning kengayishi ularning harorati Yuzaki bug'lanish tomchilarni sovutadi va tomchilar ichidagi haroratni ushlab turadi T = 0.380 K molekulalar, klasterlar va erkin bog'langan komplekslar to'g'ridan-to'g'ri sintez qilinadi tabiiy ravishda, ularning atomlari yoki molekulalari nanodropletlarga tushganda, Lea. Ushbu usul yordamida natriy klasterlari olingan

(48-49)

[164] va kumush [165, 166]. IN boshqa atomlardan farq qilishi yoki ishqoriy metallarning molekulalari past kuchga ega bo'lgan tufayli yangi davlatlar Lonovning jahli chiqdi geliy elektron chig'anoqlari orasidagi valent elektronlari talus. Sirtda ammo tomchi sodir bo'ladi van der Vaalsning nomi metall klasterlar, topish yuqori tezlikda tik turgan holda, barcha valent elektronlarining spiralari bir-biriga parallel. Bu hodisa femtosekund multipotonli ion usuli bilan o'rganish spektroskopiya. Ichkarida o'zgarishning kuzatilgan ta'siri Har xil o'lchamdagi klasterlarning cho'qqilari intensivligi bilan bog'liq o'murtqa bo'shashish mexanizmi [164]. Hammasi Sec da ko'rib chiqilgan. 2.3 yordamida past usul ularning harorati kimyoviy usulning turli xil variantlari bug 'kondensatsiyasi [158]. Ushbu usul keng qo'llaniladi turli xil antikorozyonlarni olish va qo'llash amaliyoti ny qoplamalar. Yaqinda past haroratli kondensatsiyalanish usuli edi olingan ammiakli selitraning nanopartikullari, RDX C3H6N3 (NO2) 3 va ularning aralashmalari [167]. Ammoniy nitrat zarralari, shunga ko'ra 50 nm o'lchamdagi atom kuchi mikroskopi va hexo- da - 100 nm. [167] da bu xususiyatlarning qanday ko'rinishi ko'rsatilmagan zarrachalar hajmi bilan energiya sarflaydigan tizimlarni o'rgangan

(50)

Kriokimyoviy va boshqa nano-soatlarni olish usullari bilan metall zarralari, tadqiqotchilar muammolar bilan shug'ullanishlari kerak an'anaviy ravishda "makro mikro" deb atash mumkin. Uning mohiyati olingan namunalarda, masalan, reaktsiyada tori spektral tadqiqotlar uchun mo'ljallangan, biz biz bir xil o'lchamdagi va aniq narsalar bilan nanohissellar bilan shug'ullanamiz kimyoviy o'zgarishlar. Yarim ko'paytirishga urinishlar Ko'p miqdordagi moddalar bilan yaxshi natija ko'pincha belgilanadi boshqa o'lchamdagi zarralar va boshqa kimyoviy moddalarning paydo bo'lishiga olib keladi kim o'zgarishi. Albatta, teskari holatlar mavjud,so'l darajasida tajriba nanoda amalga oshirilmaganda Daraja. Ushbu qarama-qarshilikning echimi quyidagilardan biri hisoblanadi kimyoning va ayniqsa nanokimyoning eng muhim muammolari.Olishning turli xil jismoniy usullari mavjud metall nanohissellar. Asosiylaridan biri bu jarayon inert oqimga metall bug'lanishining kombinatsiyasiga asoslangan gaz joylashgan xonada kondensatsiyalanadi

(51)

ma'lum bir harorat. Ushbu usulning turli xil o'zgarishlari mavjudbatafsil tahlil qilingan [168]. Jismoniy usullargametall nanohissellarni sintez qilishda foydalaniladigan usullarga murojaat qilish odatiy holder past haroratli plazma, molekulyar nurlar va gaz bug'lanish [168], katodning tupurishi, zarba to'lqinlari, elektro- portlash [169], lazer elektrodispersiyasi [170], supersonik reaktivlar, uning turli versiyalarida mexanik dispersiya [6]. Yuqoridagi usullarning har biri haqida batafsil ma'lumot adabiyotlarda ko'rib chiqiladi. Biz faqat sxemalarni taqdim etamizXX asr oxirida qancha taklif qilingan. olish uchun moslamalar turli xil fizikaviy usullardan foydalangan holda nano-zarrachalar Yuqori gözenekli materiallarni olish uchun original o'rnatish metall nano-zarrachalar (10-rasm) [171] da tasvirlangan. O'rnatish yopiq gaz aylanishini ishlatadi; masalan, metall zarrachalar kumush o'lchamlari ular tebranadigan filtrga yotqizilgan gaz pulsatsiyasi. Natijada, deyarli yo'q etarlicha katta gözenek olish jarayonining to'xtovsiz jarayoni nanopartikullarni yig'ish jarayonida hosil bo'lgan zarralar.

(53)

Work [172] plazma ishlab chiqaradigan qurilmani tavsiflaydi metall-polimer kompozitlari (11-rasm). O'rnatish qismida nano-zarrachalar plazma ishlab chiqarish zonasi va ularning zonasimonomer. Chiqarish zonasida geliy bilan birga joriy etiladi xloridlardan, karbonillardan, organometallikdan ulanishlar. Natijada hosil bo'lgan zarrachalar zaryadga egan ularni to'qnashuv va klasterlar shakllanishidan himoya qiladi. Ushbudan boshlab: ushbugacha ushbu o'rnatishning kuchi bilan polimer bilan qoplangan qismlar olinadi metall oksidlari, nitridlar, sulfidlar va karbidlar 5-20 mm.

(54)

Buning uchun lazer bug'lanishini ishlatadigan qurilmalar ishlab chiqilgan turli zarralarni qoplash va ularning birikmasi va kimyoviy cho'kma [173]. Ulardan birining diagrammasi Vok sek. 12. Olov manbai suv aralashmasi vodorod va kislorod. Titan oksidini quyidagicha olishda prekursor titan tetraetoksidi ishlatgan. Yordamida geliy TiO2 zarralari shakllanish zonasidan va shaklda amalga oshirildi kukun (20-70 nm) sovuq joyga yotqizilgan. Nano olishning yuqoridagi fizik usullari zarralar kondensatsiya guruhiga kiradi. Ular bilan bir qatorda turli xil mo'ynalar keng tarqalgan kimyoviy dispersiya. Ba'zi usullar bo'yicha bu usullar kimyoviy moddalar bilan bir-biriga mos keladi. Mexanokimyoviy dispersiya Nanohissikllarning shakllanishi bir qator batafsil ko'rib chiqilgan monologiyada tahlil qilingan maxsus nashrlar grafika [6]. Turli elementlarning nanopartikullarini olishda muammo yuzaga keladi hozirda imkon beradigan usullarni ishlab chiqish bilan shug'ullanmoqda 1 nm va undan kam o'lchamdagi zarralarni sintez qiling va barqarorlashtiring u. Aynan shu zarralar eng ko'p qiziqish uyg'otadi kimyo. So'nggi paytlarda ushbu muammoga katta e'tibor berilmoqda nafaqat hajmda, balki natijada paydo bo'lgan nano shaklida ham metall zarralari. Ularning kattaligi va shakli, qoida tariqasida, bog'liqdir olish usuli, ammo, shuningdek, muhim ahamiyatga ega nukleatsiya va zarrachalar o'sishi jarayonlarining sur'atlarini taqib. Har biri bu jarayonlarning qaysi biri o'z navbatida o'zgarishlarga bog'liq harorat, tabiat va kontsentratsiya kabi reaktsiya sharoitlari metall yoki ligandning turg'unligi va stabilizator va pasayish xarakteri to'g'risida novator. Nukleatsiya va zarrachalar o'sishi muammolari batafsil ko'rib chiqiladi. sharhlarda keltirilgan [174]. Nanopartikullarning shakli va hajmini keng nazorat qilish mikroemulsiyalar qo'llaniladi [175, 176]. Mis nanohisselalari funktsional sirt faol vosita - Cu (AOT) 2 yordamida olingan mis zarralari manbai va suv tomchilari uchun stabilizator bo'lib xizmat qilgan. Mikroemulsion Cu (AOT) 2 va Na (AOT) aralashtirilgan suv tomchilari NaBH4 mikroemulsiyasi bilan izooktanda barqarorlashadi

Na (AOT). Aralashgandan keyin mis borohidrid natriy borohidrid va hosil bo'lgan nanopartikullar mis. Nanopartikullarning o'lchami va shakli nisbati bilan belgilanadi tarkibiga ta'sir qiluvchi W = H2O: AOT hosil bo'ladi

(55)

mitsellalar. W <4 da, 1 dan 1 gacha bo'lgan mis zarralari 12 nm, 5 11 bo'lsa, faqat uzunligi 300 dan 1500 nm gacha va diametri 10 dan 30 nm gacha bo'lgan novlarga. Sintezlangan metall nanopartikullar shaklini boshqarish uchun metall tuzlarini kamaytirganda, ulardan foydalanish taklif etiladi tetra-n-oktilamni pasaytiruvchi va stabilizator sifatida umumiy formulali moniy va karboksilik kislotalar (n-okt) 4N + (RCO2) [177]. Shunday qilib, 1,9 dan 6,2 nm gacha bo'lgan o'lchamdagi palladiy zarralari olingan reaktsiya bilan

Pd (NO3) 2 + (n-C8H17) 4N + (RCO2) -

Pd zarralari. Zarrachalar hajmi va shakli elektro yordamida aniqlandi ron mikroskopi. Agar topilsa, agar nom - asetat, dikloroatsetat, pivalate yoki piruvat, undan keyin asosan sharsimon zarralar hosil bo'ladi. Ammo agar bo'lsa bir xil sharoitda palladiy nitrat ortiqcha bilan ishlov beriladi

(n-C8H17) 4N + (HOCH2CO2) - ,

keyin sferik zarralar bilan birga o'rtacha kattalikdagi uchburchak shaklidagi zarralarrum 3,6 nm. [177] mualliflari shaklning o'zgarishini quyidagilar bilan bog'lashgan anionda gidroksil guruhining mavjudligi. Ni (COD) 2 nikel aralashmasi (COD - siklokta-1,5-dien) glikolik kislota qoldig'ining rolini aniqlash uchun ishlatiladi tiklash jarayonida (tiklash yoki barqarorlashtirish) glyukoza guruhining yangilanishi. Reaksiya sxema bo'yicha o'tdi

Ni (COD) 2 + (n-C8H17) 4N + (HOCH2CO2) -

Ni zarralari. Ni (COD) 2 tarkibidagi nikel valent valentli turganda, glikolat faqat stabilizator vazifasini bajarishi mumkin torus, va qaytaruvchi vosita vodorod bo'lib, u pasayadi COD dan sikloktangacha. Elektron usuldan foydalanish reaktsiya natijasida mikroskopda aniqlangan o'rtacha hajmi 4,5 nm bo'lgan kristalli nikel zarralari, asosan uchburchak shaklida. Nazorat tajribalarida foydalanish

(n-C8H17) 4N + Br− yoki (n-C8H17) 4N + NO3

- qancha yuz sferik zarralar hosil bo'lgan. Uchburchaklar zarrachalar shakli qo'shimcha ravishda masshtablash usuli bilan tasdiqlandi tunnel mikroskopi. Gliko- natijada hosil bo'lgan zarrachalar shaklidagi lat, ehtimol tanlangan bilan bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan o'sayotgan nanokristalda anionlarning adsorbsiyasi yutilish spektrlarining o'zgarishiga qarab baho bering. Shunday qilib, sinxronlash jarayonida Shunday qilib, 1621 sm - 1 diapazoni yo'qoladi eritilganga tegishli

(56)

glikolat hosil bo'ladi va 1604 sm - 1 darajasida tasma paydo bo'ladi

adsor- bilan bog'liq ikki tomonlama glikolat. [177] mualliflarining fikriga ko'ra kuzatilgan holat infraqizil spektrlarga mos keladi taklif qilingan mexanizm bilan. Sharsimon va silindrsimon nanohissellarni shakllantirish fotokimyoviy qisqarish paytida aniqlangan qovurg'alar poliakrilik kislota ishtirokidagi kumush tuzlari [134, 178], Ag + bilan berish nurlantirilganda va sintezlanganda murakkab kumush nano-zarrachalar. Elektron usullarga ko'ra spektroskopiya va cho'kindi tahlili murakkab, sferik nano-zarrachalar hosil bo'ladi 1−2 nm o'lchamdagi kumush. O'zgartirilgan bo'lsa, masalan, qisman dekarboksillangan kislota sharsimon zarralar uzunligi 80 nm gacha nanorodlar tomonidan hosil bo'ladi 500-800 nm mintaqada xarakterli optik yutilish bilan. Dekarboksillanish kooperativni buzadigan ko'rinadi kislotani kumush kationi bilan bog'lash jarayoni kamayadi sharsimon zarralarning barqarorlashuv samaradorligi va yordam beradi nanorodlarning o'sishi. Makromolekulalar ishtirokida hosil bo'lgan o'lcham metall zarralari himoya shakllanishi shartlariga bog'liq Noh qobig'i. Agar polimer etarlicha samarali bo'lmasa stabilizator bo'lsa, zarracha o'sishi keyin davom etishi mumkin uning makromolekula bilan bog'lanishi. Monomerning tabiatini o'zgartirish orqali va mos keladigan polimer, shuningdek, polimerning kontsentratsiyasi eritma, natijada olingan o'lcham va shaklni boshqarishingiz mumkin zarralar. Stabilizatsiya samaradorligini o'zgartirishning o'ziga xos usuli [179] da polimer pyuresi taklif qilingan, mualliflari o'rgangan poly-N-izopropilakrilamid konformatsiyasining ta'siri pasayish paytida hosil bo'lgan platina nanopartikullari shakli K2PtCl4 vodorod bilan. Ushbu polimer uning konformatsiyasini o'zgartirishi mumkin harorat o'zgarganda mutatsiyalar T <306 K da molekulalar polimer gidrofilik xususiyatga ega va shishgan shaklda bo'ladi tanglay; bu holda, hosil bo'lgan platina nanohissellarining 60% gacha tartibsizlik shaklga ega. T> 306 K da polimer zanjirlari gidratlanadi nurashni boshlaydi. Stabilizatsiya usuli bunday molekulalar soni kamayadi. Platina ionlarining kamayishi o'sayotgan eng faol yuzada T = 313 K da sodir bo'ladi nanokristal va shu bilan birga, asosan, rentabellik 68% gacha kub nanohissellar hosil bo'ladi. Morfologiya bo'yicha zarrachalarga platina tuzining konsentratsiyasi nisbati ham ta'sir qiladi eritmada polimer, ammo haroratga nisbatan kamroq.

(57)

Kumush nanohissellarning shakli va hajmini boshqarish uchun foydalaning pulsatsiyalangan sonoelektrik kimyo usulini o'zgartirdi [179, 180] elektrokimyoda ultratovushni ishlatishga asoslangan. Uning yordami bilan ultratovush yordamida sirtni tozalash va tozalash mumkin elektrodlarni siqib chiqaring, massa uzatishni tezlashtiring va reaktsiya tezligini oshiring piyoz. Agar mavjud bo'lsa, AgNO3 ning suvli eritmalarini elektroliz qilish N (CH2COOH) 3 ta kumush zarralar shar shaklida olingan, novdalar va dendritlar. Zarrachalar usullar bilan tavsiflanadi elektron mikroskopiya, rentgenografiya va elektron spektr roskopiya. Ularning shakli vaqtga bog'liq ekanligi aniqlandi. ultratovush pulsi va reagentlarning kontsentratsiyasi. Sharsimon zarralarning diametri 20 nm bo'lgan. Rod diametri tarkibi 10−20 nm bo'lgan. Ba'zi hollarda, ularning yuzida bor edi. dendritga aylanishi mumkin. Qiziqarli ketma-ket qatlamlarni yotqizish usuli magnit nano-zarrachalarni o'z ichiga olgan yupqa (100-300 nm) plyonkalar ko'rib chiqilgan [181]. Magnitning alternativ qatlamlari nanopartikullar, masalan Fe3O4 va polimdimetildiallylammonium Bromit birinchi bo'lib qoplangan shisha plastinkaga yotqizilgan kerosin va tsellyuloza atsetat. Kerakli qalinlikka erishgandan so'ng plyonka qalinligidan tsellyuloza qatlami ajratildi va butun namunadir atsetonda eritiladi. Shu tarzda olingan suspenziya mumkin har qanday gözenekli yoki qattiq muhitga qo'llang. Belgilangan bir hil magnit nano-zarrachalarni o'z ichiga olgan filmlar Taxminan 10 nm o'lchamda, kompyuterda ishlatilishi mumkin xotira qurilmalari [182]. Hozirgi vaqtda nano-zarrachalar shaklini boshqarish ko'rib chiqilmoqda nanokimyoning eng muhim muammolaridan biri [183]. Sintez qilish mahalliy sharsimon va novda shaklidagi temir zarralari taklif etiladi xotinlar [184]. Nanopartikullar termal parchalanish orqali olingan barqarorlashtiruvchi mavjud bo'lganda temir pentakarbonil qo'shilishi ulanishlar. Sferik zarralar hajmi 2 nm edi, ular eritmada yaxshi tarqaldi va o'zak shakliga aylandi diametri 2 va uzunligi 11 nm bo'lgan turli zarralar. Shunisi qiziq sharsimon zarralar amorf va yadro edi kublar tanasi markaziy tuzilishga ega edi a-temir. Anorganiklarga asoslangan nanotubalarga katta e'tibor beriladi ilmiy materiallar [185, 186]. Vodorod bilan kamaytirish 560 va 250 ° S g'ovakli alyuminiy shablonining nanoxanalarida Fe - Pb va Fe3O4 asosidagi magnit nanotubkalar olingan [187]. Magnitdan nanotubkalar sinteziga o'ziga xos yondashuv Fe3O4 temir rudasi. Usul kimyoviy ishlov berishga asoslangan MgO ning ichki yadrosi

(58)

[188]. Turli xillardan kristalli nanowirlarni olish Oksidlar va ularning turli xil chig'anoqlar bilan qoplanishi hisobga olinadi asarlari [189, 190]. Fe3O4 nanowirlaridan nanotubalarni sintez qilish uchun MgO lokslari Fe3O4 bilan pulsatsiyalanuvchi ta'sirida qoplangan lazer. Olingan MgO - Fe3O4 strukturasidan yadro - qobiq turidagi MgO 10% yordamida 80 ° C da kimyoviy ishlov berish orqali chiqarildi. eritma (NH4) 2SO4. Mikroskopik ma'lumotlarga ko'ra, hosil bo'lgan naychalar tashqi diametri 30 nm va devor qalinligi taxminan taxminan edi 7 nm Olingan naychalarning o'lchamlari shartlarga bog'liq magniy oksidi nanowirlarining tajribasi va o'lchamlari. Turli sohalarda, ayniqsa optikada keng qo'llanilishi elektronikadan foydalaning, yadro qobig'ining turli nanohissellarini toping ka. Metall yarimo'tkazgichlar [191], metall-uglerod tizimlari lerod [192, 193], metall-dielektrik [194, 195], dielektrik-metall [196] va ichki bo'shliqli oltin nanosellar [197, 198]. Elektronika va optikada ishlatiladigan qurilmalar uchun qoida tariqasida yadro qobig'ining tuzilmalari zarur boshqariladigan xususiyatlar va qattiq substratlarga qo'llaniladi. An'anaviy kimyoviy, "ho'l" deb nomlangan usullar qiyin Ular bunday tuzilmalarni sintez qiladi va ularning xususiyatlarini nazorat qiladi. Silikonda yuqori darajadagi In-In2O3 tuzilmalarini tayyorlash substratlarda uch bosqichli oksidlanish usuli bilan olib borilgan yuqori haroratlarda. Si-SiO2 substratida, nanoskale ultrafinli gözenekli alyuminiy niqob bo'ladimi, keyin cho'kindi Indium berildi va niqob olib tashlandi. Nananing o'rtacha hajmi indiy zarralari 10 dan 100 nm gacha o'zgarishi mumkin. Qabul qilmoq In2O3 chig'anoqlari kislorod oqimida oksidlandi birinchi bosqichda atmosfera bosimi 146 ° S, ikkinchi bosqichda o'zgaruvchan haroratda 146 va 800 ° C gacha, ikkinchisi esa sahna balandlikda ikki soat davomida ushlab turildi to'liq oksidlanish uchun past harorat. Oksidning qalinligi chig'anoqlarni boshqarish mumkin edi, bu esa fonga ta'sir ko'rsatishga imkon berdi namunalarning toluminesans xususiyatlari. Uglerod nanotublarini kashf qilish bu jarayonni kuchaytirdi. boshqa birikmalar misolidan foydalanib, o'xshash zarralarni faol ravishda qidirish niy. Yaqinda kashf etilgan qatlamsiz nanotubular AlN va GaN [199] misolidagi aralashmalar. Nano-kamarlar va oksidlarga asoslangan nanoribonlar [200], karbidlar Al4C3 [201], nitrat alyuminiy ionlari [202]. Konusning igna shaklidagi nanopartikullari kremniy karbid [203], uglerod [204], oksidi uchun sintezlanadi. ha rux [205], alyuminiy nitridi [206]. Turli substratlar ularga chuqur surtildi 4-merkaptobenzoy kislotasining kum filmlari ishlatilgan yupqa heterojen plyonkalarni olish uchun furgonlar, shu jumladan

(59)

oltin, kumush va kadmiy sulfidining nanopartikullari. Geterogen filmlar substratlarni ketma-ket botirish orqali sintez qilindi tegishli echimlarga [207]. Yuqori aniqlikdagi elektron mikroskopiya elektro- yordamida olingan oltin shaklidagi nanohissellarning eritmalari kimyoviy usul bilan va miksellarga kiritilgani buni isbotladi ular {001} o'qi bo'ylab o'sadilar. Bunday holda, yuzning yuzi {100} barqaror, ammo {110} yuzi beqaror va aylanishi mumkin yanada barqaror yuz [208]. Platina nanohissellarida tarkibiy o'zgarishlarning imkoniyatlari tarkibidagi kremniy va mikrokristallik individual nano-zarralar elektron tomonidan o'rganilgan vakuumda, atmosferada isitishdan oldin va keyin mikroskopiya vodorod yoki kislorod [209]. Barcha holatlarda zarralar massasi mos kelmaydi o'zgardi, ammo ularning tarkibiy kristallari harorat oshib borishi bilan Bu taklif qilingan bu sirtning erishi va o'z-o'zini aniqlash bilan bog'liq bo'lishi mumkin platina zarralarining termoyadroviyligi. Atom kuchi mikroskopi platina nano-zarrachalarining kremniy dioksidga qo'shilishini o'rganib chiqdi. Tomonidan platina nanopartikullari oksidlanishda ham barqaror ekanligi ko'rsatildi va kamaytirish sharoitida. Ammo qizdirilganda, zarralarning kristalligi o'zgaradi va yopishish ortadi kremniy dioksidigacha bo'lgan platina. Ag + kumush zarralarining boshqariladigan cho'kmasi 7 va Ag + 19 yoqilgan ishda o'rganilgan har xil haroratda platina yuzasi [210]. Skanerlash tunnel mikroskopidan foydalanish zarrachasi Ag + ekanligi aniqlandi Harorat ko'tarilganda 19 60 - 140 K uch o'lchovli strukturadan ikki o'lchovli tuzilishga o'tadi. Nanofilmni olishning eng keng tarqalgan usuli - nok bu metall atomlarining gaz fazasidagi cho'kma har xil tabiatdagi yuzalar. Ostida filmlar yaratish qoshiq notekis orollardan boshlanadi. Jarayon bog'liq sirt harorati, intensivligi va oqim tezligi bo'yicha yotqizilgan modda. Past haroratlarda, atomlar orasidagi bo'shliq kichik, mayda zarralar hosil bo'ladi, ammo yuqori zichlikka ega. Harorat va u bilan bog'liq harakatchanlik zarracha hajmi - bu belgilovchi asosiy omil Suzish va nanostrukturalarning shakllanishi individual klasterlar.

(60)

Nanopartikullarning hajmi va fizik-kimyoviy xususiyatlari bir-biri bilan chambarchas bog'liq

ma'lum va kimyoviy moddalarni o'rganishda hal qiluvchi ahamiyatga ega o'zgarishlar. Shu bilan birga, sub zarrachalarning sirtdagi va hajmdagi xususiyatlarini o'rganishga yondashuvlar. O'lchamni aniqlashning asosiy usullariga va ba'zilariga Gaz fazasidagi nano-zarrachalar tarkibiga quyidagilar kiradi. - keyingi tahlil bilan fotonlar va elektronlar tomonidan ionlash olingan massa spektrlarini kvadrupol yoki vaqtda liziz uchadigan massali spektrometr; - atomning tupurishi va massani tanlash neytral klasterlar; - tarmoqqa elektron uzatish mikroskopi (ma'lumot zarrachalar hajmi va shakli haqida Sirtdagi zarralar haqida ma'lumot olish uchun foydalaning zavqlaning: - elektron mikroskopikni uzatish va skanerlash Chet el investitsiyalari (zarrachalar hajmi / shakli, ularning tarqalishi va tarqalishi to'g'risidagi ma'lumotlar) topologiya); - elektronning tarqalishi (hajmi, fazasi haqida ma'lumot - qattiq / suyuq, aloqaning tuzilishi va uzunligi haqida); - tunnelli mikroskopni skanerlash (o'lchamini aniqlash) o'lchov, zarracha shakli va ichki tuzilishi); - gazlarning adsorbsiyasi (sirt maydoni to'g'risidagi ma'lumotlar);- fotoelektron spektroskopiyasi (elektronni aniqlashtuzilishi); - elektr o'tkazuvchanligi (o'tkazuvchanlik tasmasi haqida ma'lumot, perkolyatsiya, topologiya). Nanopartikullarning hajmini va ba'zi xususiyatlarini aniqlash hajm yoki matritsa ham turli usullardan foydalanadi. Elektron mikroskopiya o'tkazish va skanerlash, elektr o'tkazuvchanligi, shuningdek elektron tarqalishi hajmdagi zarralar haqida ma'lumot beradi, ya'ni. qabul qilishga o'xshash ma'lumotlar yuzadagi zarralar uchun. Quyma zarralar uchun bir qator boshqa usullar qo'llaniladi. Ustida- masalan, o'lchamini aniqlash uchun rentgen yordamida foydalanish mumkin. zarralarning ichki tuzilishi. Kengaytirilgan nozik tuzilish va rentgen adsorbsiyasi nurlar zarralar hajmini va elektron usullarni aniqlashga imkon beradi paramagnetik rezonans (EPR) va yadroviy magnit rezonanslar elektron struktura haqida ma'lumot beradi. Foydalanish uchun Bir qator elementlarning ichki tuzilishini aniqlash va ayniqsa temir kabi muhim bo'lgan kimsa Mossbauers tomonidan faol foydalaniladi osmon spektroskopiyasi yoki gamma kvantining rezonansli yutilishi qattiq atomlarning yadrolari (gamma-rezonans). Energiya gammasi kvant kichik (50150 keV), agar gamma kvant so'rilsa, u holda yadro hayajonlanadi. Rezonans sharti - bu energiyaning tengligi kvant o'tish energiyasining yadrosini qo'zg'atish, ya'ni. ichki farqlar qo'zg'atilgan va er holatidagi yadro energiyasi. O'tish energiyasi yadro tabiatiga bog'liq va u haqida ma'lumot beradi qattiq moddalarning mikroskopik tuzilishi. Usul qo'llanilmaydi barcha elementlarga, eng yaxshisi, ushbu tahlil usuli bilan Fe57, Sn119, Te125 mavjud.

(61)

Mikroskopiya - o'lchamni aniqlashning asosiy usuli nano-zarrachalar o'lchovi va shuning uchun batafsilroq ko'rib chiqiladi. Qachon bu, qoida tariqasida, elektron mikroskopiyadan foydalaniladi tezlashtirilgan elektron nurlaridan nurni o'zgartirish va turli xil zond mikroskoplarining variantlari. Elektron mikroskopda, o'z navbatida, ikkitasi mavjud asosiy yo'nalishlar: - uzatish elektron mikroskopi (TEM), bunda so'nggi paytlarda alohida bo'limga ajratish odatiy holdir yuqori aniqlikdagi elektron mikroskopiya; - rastrli skanerlash elektron mikroskopi (SEM). Yupqa plyonka bo'lgan ob'ekt shaffof energiyasi 50-200 kV bo'lgan tezlashtirilgan elektronlarning nuridir kumey taxminan 10−6 ... Jismning atomlari tomonidan ajratilgan elektronlar kichik burchak ostida va ob'ektdan o'tib, tizimga tushadi ekranda va fotosurat plyonkasida hosil bo'lgan magnit linzalar ichki tuzilishning yorug'likli tasviri. Erishish 0,1 nm o'lchamlari, bu 106 o'sishiga to'g'ri keladi vaqt.

(62)

Ruxsat ob'ektning xususiyatiga va u qanday tayyorlanishiga bog'liq.Qalinligi 0,01 mkm bo'lgan plyonkalar odatda ortib borishi uchun tekshiriladi Kontrastlar uglerod niqoblaridan foydalanadilar. Zamonaviy ultramikrotomlar qalinligi 10-100 nmni kesishga imkon beradi. Metalllarni ingichka folga shaklida ko'rib chiqamiz. Ta'lim yordamida mikroskoplardan foydalanib, diffraktsiya shakllarini olish mumkin Ular ob'ektning kristalligi haqida ma'lumot beradi. Ushbu usul asosan sirtni o'rganish uchun ishlatiladi zarralar. Elektron nurlari magnit linzalar yordamida siqilgan bir-biridan ketma-ket keladigan nozik (1-10 mm) zondga joylashtiring nuqta ob'ekt ustidan siljiydi, ya'ni. uni skanerlaydi. O'zaro bir jism bilan elektronlarning harakati bir necha turga keladi nurlanish: - ikkilamchi va aks ettirilgan elektronlar, - o'tgan elektronlar, - rentgen tekshiruvi, - yorug'lik chiqishi. Ro'yxatda keltirilgan har qanday chiqindilarni aniqlash mumkin va elektr signallariga aylantirildi. Olingan signallar Naqd pul kuchayadi va katod-nurli naycha bilan ta'minlanadi. Xuddi shunday holat televizor rasm naychasida ham sodir bo'ladi. Ustida ekranda suratga olingan rasm hosil bo'ladi. Os-

usulning asosiy ustunligi - bu yuqori ma'lumotli tarkibiy qism muhim kamchilik - bu jarayonning uzoq davom etishi. Siz- yuqori piksellar sonining kichikligi bilan amalga oshiriladi supurish tezligi. Usul odatda turli zarralar uchun ishlatiladi 5 nm dan ko'proq o'lchash. Muammo cheklovchi omil bilan bog'liq namuna qalinligining o'zgarishi. Energiyasi 100 kV bo'lgan elektronlar uchun namunaning qalinligi 50 nm ga teng. Oldini olish uchun namunalarni yo'q qilish, ular uchun maxsus texnik vositalardan foydalanish pishirish. Bunga qo'shimcha ravishda, siz har doim ham ehtimolni yodda tutishingiz kerak masalan, namunalarga radiatsiya ta'sir qilishi mumkin nurlar ostida zarrachalarning to'planishi. Namunalarni tayyorlash usullaridan biri bu foydalanishdir ultramikrotomalar (mavjud bo'lganda ulardan foydalanish qiyin raqamlangan, masalan, orolning cho'kishi). Qo'llaniladi kimyoviy usullar, xususan matritsani eritib yuborish. Ko'rinish gistogrammani mikroskopik tekshirish orqali olingan ko'pincha namunani olish usuliga bog'liq. 80-yillarda. XX asr elektron mikroskopida sodir bo'ldi kuchli yutuq. Kompyuter yordamida mikroskoplar yaratildi

(63)

elementar tarkibni energiya spektrometri asosida tahlil qilish kimyoviy yo'qotishlar. Energiya yo'qotish spektrometri qo'llaniladi TEM va SEM kombinatsiyalanganmi. Tizimni qayta tashkil qilish magnit prizmalar tasvirning kontrastini sozlashga imkon berdi bosim burilish burchagiga, atom raqamiga va ko'zgu koeffitsienti. Hozirgi kunda zamonaviy asboblar elementlarning tanlab olingan rasmlarini olishlari mumkin bor dan urangacha 0,5 nm o'lchamdagi va sezgirlik bilan Masalan, kaltsiy uchun 150 atom bo'lgan 10−20 g. Yarim bunday ob'ektlar to'g'risidagi ma'lumotlarni elektron shaklda olish mumkin yuqori aniqlikdagi mikroskopiya. Elektron mikroskopiyaning rivojlanishidagi muhim bosqich bilan bog'liq kompyuter tasvirlarini qayta ishlash usullarini ishlab chiqish; shaklda, yo'nalishda va gistogrammalarni olish imkonini beradi o'lchamlari. Siz strukturaning tafsilotlarini ajratib ko'rsatishingiz, statistikani o'tkazishingiz mumkin texnik qayta ishlash, mahalliy mikrokontsentratsiyani hisoblash panjara parametrlarini aniqlang. O'rnatilgan qurilmalar tirgaklar mikroskoplarni moslashuvchan boshqarish imkonini beradi. Mikroskopiyaning yana bir yutug'i skanerlashni yaratish bilan bog'liq operatsion zondlar. 1981 yilda Binnig va Roher skanerlashni yaratdilar tunnel mikroskopi (STM yoki STM) va 1986 yilda ular olingan Nobel mukofotiga egami. Mikroskop sizga tadqiqot o'tkazishga imkon beradi nanometr va subnanometer bo'shlig'i yordamida sirtni skanerlash tabiiy o'lchamlari. Barcha tekshiruv tekshiruvi uchun umumiydir mikroskoplar bu xususiyatlar to'g'risida ma'lumot olishning bir usuli o'rganilayotgan yuzaning xususiyatlari. Bunday mikroskoplarning asosiy qismi - bu zond mexanik yoki tunnel yuzasiga tegib turadi güveç Bunday holda, prob va namuna o'rtasida muvozanat o'rnatiladi o'zaro ta'sirlar. Ushbu muvozanat tortishish kuchlarini o'z ichiga olishi mumkin va qaytarish (elektr, magnit, van der Vaals), tunnel elektronlari, fotonlar almashinuvi jarayonlari. Muvozanat o'rnatilgandan so'ng, skanerlash boshlanadi. Prob chiziq bo'ylab chiziq bo'ylab harakatlanadi satrlar soni bo'yicha aniqlanadigan ma'lum bir maydonning yo'qligi skanerlash, ularning uzunligi va chiziqlar orasidagi masofa. Harakat piezomanipulyator yordamida amalga oshiriladi. Uni o'zgartirish Amaldagi potentsial farqning ta'siri ostida o'lchamlar namunani uch yo'nalishda siljitadi (13-rasm). Prob mikroorganizmlarining ishlashining umumiy tamoyillarini qisqacha ko'rib chiqamiz. osprey. Barcha skanerlash mikroskoplari bilan tavsiflanadi

(64)

o'zaro ta'sirning tanlangan turining mavjudligi teskari tomonidan ishlatiladigan zond va namuna Tekshirganda probning namunaviy masofasini (d) belgilash uchun ulanishlar Vanya. Yuqori piksellar sonini ta'minlash uchun, bor, bu o'zaro ta'sirning intensivligi bog'liq bo'lishi kerak masofalar d. Atom kuchi mikroskopi uchun, masalan, bu Bu holat ekstremal atomlarning repulsiv kuchlari tomonidan qondiriladi zond va namuna, va tunnel mikroskopi uchun - eksponent tunnel oqimining pasayishi bilan tunnel oqimi qiymatining ijtimoiy o'sishi ularning yordami bilan erishishga imkon beradigan bo'shliq subnanometr o'lchamlari burchagi (10−2 nm). Skanerlashda (probni XY tekisligida harakatlantirish), tizim Fikr-mulohaza probirni Z yo'nalishi bo'yicha ushlab turadi berilgan balandlikda, amplituda bo'lgan signal jangovar shovqin turi. Keling, ushbu shovqinni ta'kidlaymiz A (X, Y, Z). Piezomanipulyatorning X, Y va Z plitalaridagi signallar kompyuter yordamida o'rnatiladi. Skanerlash jarayonida ishlamayapti qaramlik A (X, Y, Z) = o'zgaruvchanlik bo'yicha zichlik ekvivalentdir bog'liqligini aniqlash bo'yicha Z A = const (X, Y) o'rganilayotgan mahalliy topografik xususiyatlarga ega

yuzasi. Ushbu qaramlikni topografiya deb atash mumkin,doimiy o'zaro ta'sir rejimida olingan A. Agar kirish bo'lsa A (X, Y, Z) shovqinning intensivligi har xil emas o'rganilayotgan yuzaning nuqtalari, shunda aniqlangan naqsh hosil bo'ladi bolalar yanada murakkab va superpozitsiya sirt topografiyasi va sirt taqsimoti xaritalari intensivligi A Doimiy shovqin rejimida topografiya bilan bir qatorda effektlar, skanerlash prob mikroskopi sizga imkon beradi F A = const (X, Y), boshqa bog'liqliklarning keng doirasi, yuzaning turli xususiyatlari haqida foydali ma'lumotlar ti. Bu erda F (X, Y) funktsiyasi qayta hisoblashda o'lchanadi. doimiy A o'zaro ta'sir pressi, shuning uchun ba'zi hollarda doimiy sinov namunasi masofasini yaqinlashtirish va, ehtimol masalan, har qanday o'zaro ta'sirning hajmini ko'rsatish, A dan farq qiladi.Amalga oshirish jarayonida F (X, Y) funktsiyalarini o'lchash printsipi A = const rejimi turli xil prob mikroskoplarida qo'llaniladi kovak Bu ularning magnit kuchi kabi modifikatsiyasini anglatadi ish kuchlari orasidagi kuchlarni o'lchashga asoslangan kimsaning mikroskopi magnitlangan zond va magnitlangan sirt yangi xususiyatlar; yaqin atrofdagi mikroskop yordamida o'tadigan elektromagnit maydonni aniqlash

(66)