История становления нанонауки

1905 г. Альберт Эйнштейн теоретически доказал, что размер молекулы сахара равен 1 нанометру.

1931 г. Немецкие физики Эрнст Руска и Макс Кнолл создали электронный микроскоп, обеспечивающий 10¹⁵-кратное увеличение.

1932 г. Голландский профессор Фриц Цернике изобрел фазово-контрастный микроскоп – вариант оптического микроскопа, улучшавший качество показа деталей изображения, и исследовал с его помощью живые клетки.

1939 г. Компания Siemens, в которой работал Эрнст Руска, выпустила первый коммерческий электронный микроскоп с разрешающей способностью 10 нм.

1966 г. Американский физик Рассел Янг, работавший в Национальном бюро стандартов, придумал двигатель, применяемый сегодня в сканирующих туннельных микроскопах и для позиционирования наноинструментов с точностью до 0,01 ангстрем (1 нанометр = 10 ангстрем).

1968 г.Исполнительный вице-президент компании Bell Альфред Чо и сотрудник её отделения по исследованиям полупроводников Джон Артур обосновали теоретическую возможность использования нанотехнологий в решении задач обработки поверхностей и достижения атомной точности при создании электронных приборов.

1974 г.Японский физик Норио Танигучи, работавший в Токийском университете, предложил термин "нанотехнологии" (процесс разделения, сборки и изменения материалов путем воздействия на них одним атомом или одной молекулой), быстро завоевавший популярность в научных кругах.

1982 г.В Цюрихском исследовательском центре IBM физики Герд Бинниг и Генрих Рорер создали сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), позволяющий строить трехмерную картину расположения атомов на поверхностях проводящих материалов.

1985 г.Трое американских химиков: профессор Райсского университета Ричард Смэлли, а также Роберт Карл и Хэрольд Крото открыли фуллерены – молекулы, состоящие из 60 атомов углерода, расположенных в форме сферы. Эти ученые также впервые сумели измерить объект размером 1 нм.

1986 г.Герд Бинниг разработал сканирующий атомно-силовой зондовый микроскоп, позволивший, наконец, визуализировать атомы любых материалов (не только проводящих), а также манипулировать ими.

1987–1988 гг. В НИИ "Дельта" под руководством П.Н. Лускиновича заработала первая российская нанотехнологическая установка, осуществлявшая направленный уход частиц с острия зонда микроскопа под влиянием нагрева.

1989 г. Ученые Дональд Эйглер и Эрхард Швецер из Калифорнийского научного центра IBM сумели выложить 35 атомами ксенона на кристалле никеля название своей компании.

1991 г. Японский профессор Сумио Лиджима, работавший в компании NEC, использовал фуллерены для создания углеродных трубок (или нанотрубок) диаметром 0,8 нм.

1991 г.В США заработала первая нанотехнологическая программа Национального научного фонда. Аналогичной деятельностью озаботилось и правительство Японии.

1998 г. Сиз Деккер, голландский профессор Технического университета г.Делфтса, создал транзистор на основе нанотрубок. Для этого ему пришлось первым в мире измерить электрическую проводимость такой молекулы.

2000 г. Немецкий физик Франц Гиссибл разглядел в кремнии субатомные частицы. Его коллега Роберт Магерле предложил технологию нанотомографии – создания трехмерной картины внутреннего строения вещества с разрешением 100 нм.

2000 г. Правительство США открыло Национальную нанотехнологическую инициативу (NNI). В бюджете США на это направление выделено 270 млн. долл., коммерческие компании вложили в него в 10 раз больше.

2002 г. Сиз Деккер соединил углеродную трубку с ДНК, получив единый наномеханизм.

2003 г. Профессор Фенг Лью из университета Юты, используя наработки Франца Гиссибла, с помощью атомного микроскопа построил образы орбит электронов путем анализа их возмущения при движении вокруг ядра.

Основные понятия нанонауки

В качестве самостоятельной дисциплины нанонаука выделилась только в последние 7-10 лет. Исследование наноструктур является общим направлением для многих классических научных дисциплин. Нанохимия среди них занимает одно из ведущих мест, так как открывает практически неограниченные возможности для разработки, получения и исследования, новых наноматериалов с заданными свойствами, нередко превосходящими по качеству природные материалы.

Нанохимия - это наука, которая занимается изучением свойств различных наноструктур, а также разработкой новых способов их получения, изучения и модификации.

Приоритетная задача нанохимии - установление связи между размером наночастицы и ее свойствами.

Объектами исследования нанохимииявляются тела с такой массой, что их эквивалентный размер остается в пределах наноинтервала (0,1 – 100 нм).

Наноразмерные объекты занимают промежуточное положение между объемными материалами с одной стороны, и атомами и молекулами с другой. Присутствие таких объектов в материалах придает им новые химические и физические свойства. Нанообъекты являются промежуточным и связующим звеном между миром, в котором действуют законы квантовой механики, и миром, в котором действуют законы классической физики.