реферат. 3. Классификация наноматериалов. 9 1 Наноматериалы нулевой размерности 9
 Скачать 316.55 Kb.
|
3. Классификация наноматериалов.3.1 Наноматериалы нулевой размерностиМатериалы, в которых все размеры измеряются в наноразмерном масштабе (никакие размеры или 0-D не превышают 100 нм). Наиболее распространенным представлением наноматериалов нулевой размерности являются наночастицы. Наночастицы могут: быть аморфными или кристаллическими; быть монокристаллическими или поликристаллическими; состоять из одного или нескольких химических элементов; иметь различные формы и формы; существуют индивидуально или включены в матрицу и могут быть металлическими, керамическими или полимерными.3.2 Одномерные наноматериалыОдно измерение, которое находится за пределами наноуровня. Это приводит к получению наноматериалов в форме иглы. 1-D материалы включают нанотрубки, наностержни и нанопроволоки. В 1-D наноматериалах наноматериалы могут быть аморфными или кристаллическими; Монокристаллическими или поликристаллическими; Химически чистыми или загрязненными Отдельными материалами или внедренными в другую среду Металлическими, керамическими или полимерными.3.3 Двумерные наноматериалыДва измерения не ограничиваются наноразмерностью. 2-D наноматериалы имеют пластинчатую форму. Двумерные наноматериалы включают в себя нанопленки, нанослои и нанопокрытия. 2-D наноматериалы наноматериалы могут быть: могут быть: аморфными или кристаллическими, состоящими из различных химических композиций, используемых в качестве одного слоя или в качестве многослойных структур; Нанесенными на подложку и интегрированными в окружающий матричный материал металлический, керамический или полимерный. Двумерные наноматериалы, такие как трубки и провода, в последние годы вызвали значительный интерес у научного сообщества. В частности, их новые электрические и механические свойства являются предметом интенсивных исследований.3.3.1 Углеродные нанотрубкиУглеродные нанотрубки (УНТ) были впервые обнаружены Сумио Ииджимой в 1991 году. УНТ представляют собой удлиненные трубки из свернутых графеновых листов. Существует два типа УНТ: одностенные (одна трубка) или многостенные (несколько концентрических трубок). Оба они обычно имеют несколько нанометров в диаметре и от нескольких микрометров до сантиметров в длину. УНТ играют важную роль в контексте наноматериалов благодаря своим новым химическим и физическим свойствам. Они механически очень прочны (их модуль Юнга превышает 1 терапаскаль, что делает УНТ жесткими, как алмаз), гибки (вокруг своей оси) и могут очень хорошо проводить электричество (спиральность графенового листа определяет, является ли УНТ полупроводником или металлом). Все 4 из этих замечательных свойств дают УНТ широкий спектр потенциальных применений: например, в армированных композитах, датчиках, наноэлектронике и устройствах отображения.3.4 Трехмерные наноматериалыОбъемные наноматериалы - это материалы, которые не ограничены наноразмерностью ни в одном измерении. Таким образом, эти материалы характеризуются наличием трех произвольных размеров выше 100 нм. Материалы обладают нанокристаллической структурой или предполагают наличие особенностей на наноуровне. С точки зрения нанокристаллической структуры объемные наноматериалы могут состоять из множества наноразмерных кристаллов, чаще всего в разных ориентациях. Что касается наличия свойств на наноуровне, трехмерные наноматериалы могут содержать дисперсии наночастиц, пучки нанопроводов и нанотрубок, а также многослойные нанослои.  Рисунок 1 - Классификация наноматериалов.  Рисунок 2 - Взаимосвязи между классификацией наноматериалов 0- среды 0-D, 1-D, 2-D и 3-D 4 Электронные свойства наноматериалов4.1 ЭлектроникаЭлектроника - это наука о том, как управлять электрической энергией, энергией, в которой электроны играют фундаментальную роль. Электроника имеет дело с электрическими цепями, которые включают активные электрические компоненты, такие как вакуумные трубки, транзисторы, диоды и интегральные схемы, а также связанные с ними пассивные электрические компоненты и технологии соединения. Обычно электронные устройства содержат схемы, состоящие в основном или исключительно из активных полупроводников, дополненных пассивными элементами; такая схема описывается как электронная схема. Нелинейное поведение активных компонентов и их способность управлять потоками электронов делают возможным усиление слабых сигналов, и электроника широко используется в обработке информации, телекоммуникациях и обработке сигналов. Способность электронных устройств действовать в качестве переключателей делает возможной цифровую обработку информации. Технологии соединения, такие как печатные платы, технология упаковки электроники и другие различные формы инфраструктуры связи, дополняют функциональность схемы и превращают смешанные компоненты в обычную рабочую систему. Электроника отличается от электрической и электромеханической науки и техники, которые занимаются производством, распределением, переключением, хранением и преобразованием электрической энергии в другие формы энергии и из них с использованием проводов, двигателей, генераторов, батарей, переключателей, реле, трансформаторов, резисторов и других пассивных компонентов. Это различие началось примерно в 1906 году с изобретения Ли Де Форестом триода, который сделал возможным электрическое усиление слабых радиосигналов и аудиосигналов с помощью немеханического устройства. До 1950 года эта область называлась "радиотехника", потому что ее основным применением были проектирование и теория радиопередатчиков, приемников и вакуумных ламп. Сегодня большинство электронных устройств используют полупроводниковые компоненты для выполнения электронного управления. Изучение полупроводниковых приборов и связанных с ними технологий считается разделом физики твердого тела, в то время как проектирование и конструирование электронных схем для решения практических задач относятся к области электроники. Эта статья посвящена инженерным аспектам наноэлектроники . |