Значение бесконечно малого бесконечно велико.
Луи Пастер
Нанотехнология — область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.
Нанотехнология в последние годы стала одной из наиболее важных и захватывающих областей знаний на переднем крае физики, химии, биологии, технических наук. Это многообещающее направление выросло как результат фундаментальных открытий в современной физике, в первую очередь, связанной с представлениями квантовой механики и физики тех явлений, где проявляются, часто самым неожиданным образом, квантовые эффекты в макромасштабе. Поэтому в развитии нанотехнологий решающая роль принадлежит тому пониманию, которым мы обязаны квантовой физике.
Впервые получение наноразмерных объектов, тогда неосознанное, случайное, люди предприняли много лет назад, когда научились выплавлять дамасскую сталь и получать цветные стёкла, успокаивать штормящее море вылитым на него жиром, получать под воздействием света изображение на фотоплёнке и фотобумаге.
Наиболее выдающиеся примеры использования наноразмерных частиц в древности — кубок Ликурга, хранящийся в Британском музее, и средневековые храмовые витражи. В стекле кубка — мельчайшие частицы золота и серебра размером не более 100 нм. Если эту зеленоватую чашу осветить изнутри, она становится красной. Аналогично получали и великолепное витражное стекло. Так же, как и в кубке Ликурга, его делали цветным наночастицы металлов. Фарфор, изобретенный в Китае в период правления династии Цинь, также является наноструктурой, но это стало возможным установить только в 80-е гг. XX ст., когда был изобретён сканирующий туннельный микроскоп.
Нанотехнологии — это принципиально новый способ создания любых материалов с помощью направленного манипулирования атомами и молекулами. Из них, как из кубиков, «складывают» столько материала, сколько нужно, и с уже заданными характеристиками. Самый простой пример. Чтобы изготовить металлическую деталь, сегодня добывают руду, из неё выплавляют сталь, слиток. Затем всё лишнее отрезают на станке. Львиная доля металла, энергии и физических усилий тратится на производство отходов и загрязнение окружающей среды. Нанотехнологии предлагают иной вариант: собирать материальный мир с заданными свойствами из атомов практически без отходов с минимальными затратами энергии…
Развитие фундаментальных и прикладных представлений о наноматериалах и нанотехнологиях уже в ближайшие годы может привести к кардинальным изменениям во многих сферах человеческой деятельности: в материаловедении, энергетике, электронике, информатике, машиностроении, медицине, сельском хозяйстве, экологии.
На выставке, подготовленной сотрудниками абонемента учебной литературы № 1, представлены справочные, научные, учебные издания из фонда научной библиотеки ЧелГУ и электронные издания из ЭБС (доступ авторизованным пользователям).
1. Нанонаука и нанотехнологии : энциклопедия систем жизнеобеспечения / гл. соред. О. О. Аваделькарим, Ч. Бай, С. П. Капица. — Москва : Магистр-Пресс : UNESCO, 2009. — 992 с., [8] л. ил.: ил. — ISBN 978-5-89317-224-9. — ISBN 978-92-3-403999-4 ((UNESCO)).
«Нанонаука и нанотехнологии» — часть «Энциклопедии систем жизнеобеспечения», изданная как самостоятельная публикация. Эта энциклопедия – богатый источник информации по основополагающим аспектам нанонауки и нанотехнологий. Авторы этого издания, представляющие многие страны мира, излагают научные принципы, лежащие в основе нанотехнологий, а также рассказывают о политике в области нанонауки и нанотехнологий.
Использование энциклопедии окажется полезным для студентов, преподавателей, специалистов, которые хотели бы применить свои знания в областях, лежащих за пределами их собственной специальности; для аналитиков, управленцев и руководителей, намеренных использовать полученные знания в процессе принятия руководящих решений. Издание представляет большую ценность для исследователей, стремящихся получить сведения об инновационных подходах к решению проблем.
2. Справочник Шпрингера по нанотехнологиям : в 3 томах / под ред. Б. Бхушана ; пер. с англ. под общ. ред. А. Н. Саурова. — Москва : Техносфера. — (Мир материалов и технологий). — Пер. изд.: Springer Handbook of Nanotechnology / by ed. B. Bhushan. - [S. l.] : Springer-Science+Business Media, cop. 2007.
Справочник объединяет сведения по технологиям, механике, материаловедению и надежности.
Книга подготовлена опытным редактором и написана командой из 150 известных международных экспертов.
Первая часть — введение в наноструктуры и технологии изготовления микро- и наноструктур, включая используемые при этом методы и материалы. Вторая часть справочника посвящена МЭМС/НЭМС и БиоМЭМС/БиоНЭМС приборам. Различные типы сканирующей зондовой микроскопии рассмотрены в третьей части. Четвертая часть посвящена обзору нанотрибологии и наномеханики. Обзор смазок на пленках молекулярной толщины представлен в пятой части справочника. Шестая часть знакомит читателя с некоторыми применениями нанотехнологий в промышленном масштабе, седьмая сфокусирована на надежности микроприборов. И, наконец, последняя посвящена технологической конвергенции, которую несут с собой нанотехнологии, в ней также рассмотрены социальные, этические и политические последствия нанотехнологий.
Предметный указатель приведен в конце третьего тома.
Книга адресована специалистам по материаловедению, медикам и химикам, которые работают в области нано-, или в областях, так или иначе связанных с этой новой важнейшей технологией.
1. Садовников, С. И. Полупроводниковые наноструктуры сульфидов свинца, кадмия и серебра : монография / С. И. Садовников, А. И. Гусев, А. А. Ремпель. — Москва : Физматлит, 2018 .— 428 с. — ISBN 978-5-9221-1807-1. — URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=612821 (дата обращения: 06.02.2023).
В монографии изложено современное состояние фундаментальных исследований полупроводниковых наноструктурированных сульфидов свинца, кадмия и серебра, являющихся одними из наиболее востребованных халькогенидных соединений для современной электроники и биомедицинского применения. Обсуждены методы синтеза различных видов сульфидных наноструктур (стабильные коллоидные растворы, нанопорошки, квантовые точки, наночастицы с защитной оболочкой, гетеронаноструктуры). Особое внимание уделено гидрохимическому осаждению как универсальному методу синтеза всех видов сульфидных наноструктур. Рассмотрены основные методы размерной аттестации наноструктурированных веществ и материалов. Для научных работников и специалистов в области физики и химии твердого тела, кристаллохимии, физического материаловедения, синтеза, структуры и свойств полупроводниковых сульфидных наноструктур, нестехиометрии твердого тела, нанокристаллического состояния веществ и материалов, а также для аспирантов и студентов соответствующих специальностей.
2. Физика магнитных материалов и наноструктур / В. И. Анисимов, Н. В. Баранов, Н. Г. Бебенин и др. ; под ред. В. В. Устинова [и др.]. — Екатеринбург : Институт физики металлов имени. М. Н. Михеева, 2020. — ISBN 978-5-6045774-0-0.
Коллективная монография включает главы, посвященные наиболее важным проблемам современной физики магнитных явлений — как теоретическим, так и экспериментальным. Они написаны ведущими учеными Института физики металлов имени М. Н. Михеева, активно работающими в соответствующих областях магнетизма.
Помимо традиционных вопросов физики магнитных явлений (многоэлектронные модели магнетизма, магнитные структуры), рассмотрены наиболее актуальные темы, получившие развитие в последние годы (спинтроника, магнитные наноматериалы). Монография выходит к 110-летию Сергея Васильевича Вонсовского и является современным продолжением его классической монографии «Магнетизм», опубликованной в 1971 году.
Книга рассчитана на научных сотрудников, аспирантов и студентов, занимающихся изучением проблем магнетизма.
3. Мелихов, И. В. Физико-химическая эволюция твердого вещества / И. В. Мелихов. — Москва : БИНОМ. Лаборатория знаний, [2014]. — 309 с.: ил. — (Нанотехнология). — ISBN 978-5-94774-338-8.
Книга, написанная специалистом в области исследования гетерогенных процессов, посвящена проблеме, которая находится на стыке химии, физики, материаловедения и современных высоких технологий (в том числе нанотехнологии). Сформулирован основной эволюционный маршрут твердого вещества, проанализированы его отдельные стадии (зарождение, рост частиц, агломерация, упорядочение, отклик на внешние воздействия и т. д.). Рассмотрены теоретические модели эволюционного процесса на макро-, мезо- и микроуровне. Особое внимание уделено формированию диссипативных структур и характерным чертам эволюции нанодисперсного вещества. Книга хорошо иллюстрирована, содержит обширную библиографию.
Для широкого круга специалистов, чьи области научных и практических интересов связаны с синтезом или использованием твердых веществ, а также для преподавателей, аспирантов и студентов химических и химико-технологических специальностей.
1. Научные основы нанотехнологий и новые приборы : учебник-монография / [Р. Брайдсон и др.] ; под ред. Р. Келсалла [и др.] ; пер. с англ. А. Д. Калашникова. — Долгопрудный : Интеллект, 2011. — 527 с.: ил. — ISBN 978-5-91559-048-8.
Коллективная монография британских специалистов – одно из самых глубоких в мировой литературе обоснований создания новых материалов и приборов, структурированных в нанометровом диапазоне линейных размеров.
Авторы книги руководствуются чёткими физическими критериями отбора. Материал систематизирован как по влияниям наномасштабов на физические свойства структур, так и по реализованным на практике способам создания структур, материалов и приборов. Значительное внимание уделено методам и оборудованию для исследования наноструктур, что позволяет перейти к изложению свойств уже созданных устройств на основе неорганических полупроводников и наномагнитных материалов, углеродных нанотрубок и органических полупроводниковых соединений. Описание физикохимических технологических приёмов создания наноматериалов дано в тесной связи с обсуждением характеристик создаваемых структур. Отдельные разделы посвящены самосборке молекулярных структур, макромолекулам на границах раздела фаз и бионанотехнологиям.
Для специалистов, студентов старших курсов и преподавателей физических, химических, биологических и материаловедческих факультетов.
2. Джардималиева, Г. И. Наноматериалы. Свойства и сферы применения / Джардималиева Г. И., Кыдралиева К. А., Метелица А. В., Уфлянд И. Е. — 3-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2021. — 200 с. — Книга из коллекции Лань - Химия .— ISBN 978-5-8114-7884-2. — URL: https://e.lanbook.com/book/166935 (дата обращения: 06.02.2023).
Цель учебника — дать углубленное изложение главных направлений применения наноматериалов в повседневной жизни. В учебнике отражено использование наноматериалов в медицине, косметологии, производстве пищевых продуктов и упаковке, окружающей среде, для строительства и защиты поверхностей, в одежде и текстильных изделиях, а также в качестве умной электроники и сенсоров. Учебник содержит необходимый набор тестовых контрольных мероприятий и глоссарий, что окажет существенную помощь в освоении дисциплины.
Книга предназначена для студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки в составе УГСН «Химия», «Физика», «Химические технологии», «Нанотехнологии и наноматериалы», а также будет представлять несомненный интерес для студентов, аспирантов и преподавателей вузов медицинской и технологической направленности, где предусмотрен курс «Наноматериалы».
3. Доломатов, М. Ю. Физико-химия наночастиц : учебное пособие для вузов / М. Ю. Доломатов, Р. З. Бахтизин, М. М. Доломатова. — 2-е изд., пер. и доп. — Москва : Юрайт, 2022. — 285 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-13077-5. — URL: https://urait.ru/bcode/496174 (дата обращения: 06.02.2023).
В пособии рассмотрены общие вопросы квантовой теории молекул и наночастиц, включая расчеты молекул методами молекулярной механики, Хартри — Фока и теории функционала плотности. Представлены новые сведения в области изучения структуры свойств наночастиц и создания молекулярных наноустройств. Даны оригинальные методы спектроскопического исследования электронной структуры и свойств молекул. Соответствует актуальным требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования.
Для студентов, специализирующихся в области физической химии, физической электроники, нанотехнологий и материаловедения. Отдельные разделы могут быть полезны аспирантам и исследователям в областях, связанных с наноматериалами и наноэлектроникой.
4. Хёльтье, Х.-Д. Молекулярное моделирование: теория и практика : учебное пособие / Хёльтье Х.-Д. ; Зиппль В. ; Роньян Д. ; Фолькерс Г. — Москва : Лаборатория знаний, 2020. — 322 c. — ISBN 978-5-00101-724-0. — URL: https://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785001017240.html (дата обращения: 06.02.2023).
Предлагаемый читателю русский перевод книги Х.-Д. Хёльтье, В. Зиппля, Д. Роньяна и Г. Фолькерса является пока единственным изданием на русском языке, охватывающим на современном уровне основные аспекты молекулярного моделирования и дизайна лекарственных веществ. Авторы книги — известные ученые, многие годы успешно работающие в области молекулярного моделирования.
В книге рассматриваются все основные аспекты этой области знания — от теории и методов моделирования малых молекул до моделирования пространственной структуры белков и дизайна структур потенциальных лекарств, воздействующих на определенные белковые биомишени. Книга хорошо иллюстрирована, что значительно облегчает восприятие материала. Особую ценность данному изданию придает наличие подробно разобранных примеров решения практических задач молекулярного моделирования как для малых, так и для белковых молекул, что позволит студентам самостоятельно «прочувствовать» процесс моделирования или осуществить его под руководством опытного наставника.
Подобная книга на русском языке принесет несомненную пользу студентам, аспирантам и научным сотрудникам, работающим в областях молекулярного моделирования и нанотехнологий, био- и хемоинформатики, и, конечно же, занятым поиском новых лекарств. Академик РАН Н. С. Зефиров
5. Будкевич, Е. В. Биомедицинские нанотехнологии / Будкевич Е. В., Будкевич Р. О. — 3-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. — 176 с. — Книга из коллекции Лань - Медицина. — ISBN 978-5-8114-9164-3. — URL: https://e.lanbook.com/book/187746 (дата обращения: 06.02.2023).
В учебном пособии рассмотрены вопросы становления и развития нанобиотехнологии как отдельной дисциплины. Описаны особенности применения наноматериалов в биологии, медицине, пищевой технологии. Перечислены перспективные направления исследований в области нанобиотехнологии. В учебном пособии представлен теоретический материал по курсу нанобиотехнологий, который может быть использован преподавателями и студентами, интересующимися вопросами нанобиотехнологии.
Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки "Медицинская биофизика", "Биоинженерия и биоинформатика", "Биотехнические системы и технологии", "Биотехнология". Книга также будет полезна для преподавателей и студентов, специализирующихся в областях разработки и применения нанобиотехнологий.
Комментарии