ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сущность нанотехнологии состоит в способности работать на атомном, молекулярном и супрамолекулярном (надмолекулярном) уровнях, в интервале размеров от 1 до 100 нм, для того, чтобы создавать, обрабатывать и использовать материалы, устройства и системы, обладающие новыми свойствами и функциональными возможностями благодаря малому размеру элементов их структуры. В некоторых случаях новые явления и свойства наблюдаются, когда размер оказывается меньше 1 нм или больше 100 нм.

Управление веществом в нанометровом масштабе означает управление фундаментальной структурой и функциями именно на том уровне, который определяет основополагающие свойства твёрдого тела. Нанотехнология подразумевает не только умение работать с нанометровыми объектами, но и создавать из них более крупные супрамолекулярные структуры. Изготовление наноустройств и наноматериалов методом сборки потребовало создания совершенно новой аппаратуры, которая появилась только в 80-х годах XX в. (сканирующие туннельные и атомно-силовые микроскопы, персональные компьютеры). Нанотехнология объединяет наноразмерные структуры и создает материалы и системы, которые можно использовать в большинстве отраслей промышленности, в здравоохранении и охране окружающей среды. В настоящее время развитие нанотехнологии, производство и применение наноматериалов еще не достигли максимума.

Анализируя состояние материаловедческих исследований, можно выделить четыре стадии «жизни» материалов: зарождение идеи, интенсивные исследования, рост и уменьшение производства.

Новые стабилизированные нанокристаллические материалы будут создаваться не на базе металлов, а на основе многокомпонентных систем. Соединения металлов с кислородом, азотом и углеродом, имеющие высокую температуру плавления и высокую термическую стабильность, станут основными компонентами нанокристаллических материалов будущего, поскольку позволят создать наноматериалы, стабильно работающие и не меняющие свои свойства в течение всего срока эксплуатации. Именно оксидам, нитридам и карбидам металлов суждено проявить свои высокие свойства в мире нанотехнологии.

Обширные исследования нанокристаллических материалов приведут к появлению новых наук — физики и химии нанокристаллического твёрдого тела, что позволит создать прочный мост между наноматериалами и нанотехнологиями.

В настоящее время становится возможным формировать наноструктуры, которые позволяют существенно (в несколько раз, а в ряде случаев на порядок и более) улучшить свойства материалов. Это, в свою очередь, позволяет создавать принципиально новые устройства, конструкции и приборы с такими эксплуатационными параметрами, которые недостижимы при использовании традиционных материалов.

Например, повышение конструкционной прочности и износостойкости материалов при сохранении достаточной пластичности позволит увеличить надежность и долговечность машин и конструкций, уменьшить расход металла на их изготовление, увеличить полезную грузоподъемность транспорта, увеличить скорость движения машин, уменьшить расход топлива и загрязнение окружающей среды.

Получение наноматериалов с повышенными в 2—3 раза демпфирующими свойствами имеет существенное значение при создании ряда новых изделий космической и медицинской техники.

Титановые наноматериалы и никелид титана — весьма перспективны для применения в медицине вследствие их полной биосовместимости с живой тканью человеческого организма.

По прогнозам экспертов, в ближайшее время предполагается разработать конструкционные и специальные функциональные наноматериалы с уровнем прочностных и других физико-химических свойств, в 2—3 раза превышающих уровень лучших отечественных и зарубежных аналогов, применительно к требованиям авиакосмической, электротехнической, электронной, химической и инструментальной промышленности, вычислительной, сенсорной и медицинской техники, систем экологической безопасности.