История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 2

Несмотря на модернизацию установок, их эффективность, по-прежнему, оставалась достаточно низкой. Увеличить выход УНТ до 70–90% позволило введение в графит небольших добавок никеля и кобальта (по 0,5 ат.%)^{718}. C этого момента начался новый этап в исследованиях механизмов образования нанотрубок. Стало очевидным, что металл выступает в качестве катализатора роста. Так появились первые работы по получению нанотрубок методом каталитического пиролиза углеводородов (CVD) при низких температурах. При этом в качестве катализатора использовали частицы металлов триады железа. Благодаря уникальным свойствам, в самом недалеком будущем ученые обещают блестящие перспективы использования УНТ — в качестве сверхпрочных нитей, транзисторов и проводящих элементов, дисплеев и светодиодов. Особую область применения новых материалов прогнозируют в медицине и генной инженерии.

Современная тенденция к миниатюризации показала, что вещество может иметь совершенно новые свойства, если размеры его частиц составляют от 1 до 100 нм. Оказалось, что наночастицы некоторых материалов обладают очень хорошими каталитическими и адсорбционными свойствами. Другие материалы показывают удивительные оптические свойства: например, сверхтонкие пленки органических соединений применяют для производства солнечных батарей. Важной задачей ученые считают реализацию возможности взаимодействия искусственных наночастиц с соразмерными природными объектами — белками и нуклеиновыми кислотами. Было установлено, что при определенных условиях наночастицы проявляют склонность к самоорганизации.

К концу XX столетия все нанообъекты стали делить на три основных класса:

— трехмерные объемные частицы;

— двумерные объекты (пленки, получаемые методами молекулярного наслаивания, CVD, ALD, методом ионного наслаивания и т. д.);

— одномерные объекты (вискеры

, получаемые методом молекулярного наслаивания, введением веществ в цилиндрические микропоры и т. д.).

Кроме того, выделяют нанокомпозиты — материалы, полученные введением наночастиц в какие-либо матрицы.

На данный момент практическое применение получил только метод микролитографии,, который применяется в электронной промышленности. Он позволяет получать на поверхности матриц плоские островковые объекты размером от 50 нм. Прочие методы в основном используются в научных целях. В особенности следует отметить методы ионного и молекулярного наслаивания, поскольку с их помощью возможно создание реальных монослоев.

В последние годы XX столетия обозначился значительный интерес к методам измерения размеров наночастиц в коллоидных растворах. C этой целью стали применять анализ траекторий их движения, динамическое светорассеяние, седиментационный анализ, а также ультразвуковые методы.

Правительства ведущих капиталистических стран оказали поддержку развитию нового научного направления. Первым за выделение государственных субсидий на развитие нанотехнологий выступил президент США Б. Клинтон. 21 января 2000 г. в своей речи в Калифорнийском технологическом институте Клинтон сказал: «Для реализации некоторых из наших исследовательских целей потребуется двадцать и более лет, именно поэтому достижение этих целей является важной задачей для федерального правительства»^{719}. На проведение исследований в области нанотехнологий в начале XXI в. США ассигновали 3,63 миллиардов долларов. Уже в начале XXI в. американское правительство поддержало создание государственной структуры National Nanotechnology Initiative, призванной координировать исследования в области нанотехнологий.

В Российской Федерации интерес к изучению фуллеренов проявился уже во второй половине 80-х гг. XX столетия. Однако широкомасштабные исследования в области нанотехнологий начались только в конце следующего десятилетия. Одними из основных инициаторов нового научного направления стали ученые МГУ — профессор И.В. Мелихов и декан факультета наук о материалах академик Ю.Д. Третьяков.

^{Игорь Витальевич Мелихов}

^{Юрий Дмитриевич Третьяков} 

Одним из первых вопрос о рациональном соотношении фундаментальных и прикладных исследований в области нанотехнологий поставил И.В. Мелихов. Под руководством Ю.Д. Третьякова широким фронтом развернулись новаторские работы в области нанотехнологий. Спектр направлений исследований оказался чрезвычайно широким: от создания новых наноматериалов и изучения их физико-химических свойств до практического использования полученных продуктов в сфере наукоемких технологий. Помимо исследовательской работы Ю.Д. Третьяков уделял и продолжает уделять много сил и внимания образовательным программам в области нанотехнологий, а также пропаганде значимости и перспектив новой отрасли науки среди студентов и школьников