Введение в наномир : Новости науки : Виртуальная школа БАКАЙ

Введение в наномир

Последнее время на слуху обывателя появились новые словосочетания, в общем-то, знакомые, но почему-то с приставкой нано: наномир, наноразмер, нанофизика, нанометр. Что-же это такое? Определимся сразу с приставкой нано. Она означает одну миллиардную часть метра, т.е. 1 х 10*-9 метра, или одну миллионную часть миллиметра.

Это очень маленький размер. Настолько малый, что позволяет измерять величину отдельных атомов, этих кирпичиков вселенной. Например, один атом меди имеет размер 0,13 нанометра. Так что, можно сказать, что ученые, «копающиеся» в наномире пересчитывают атомы поштучно? Нет, это пока фантастика. Это наше будущее и возможно недалекое.

Первыми «нанонауками» стали коллоидная химия и квантовая механика. Еще с середины ХХ столетия они прочно осели в наномире, но методы «общения» были косвенные. В основном делали анализы спектров, рассеяния света и электромагнитного излучения. По мере роста инструментальной базы и технологий все-таки вышли на прямые методы изучения. Оказалось, что физика наномира гораздо сложнее предсказаний теоретиков.

На то время, 80-е годы ХХ века, ученые могли достоверно описать вещество либо массивом, из бесконечного числа атомов, либо отдельные атомы. К 1986 году физика твердого тела считалась завершенной наукой, но открытие в этом году высокотемпературной сверхпроводимости заставило провести «ревизию» классических теорий.

Оказалось, что в наномире классическая термодинамика перестает работать, ее законы потеряли свою строгость. Беспорядочные тепловые движения своей энергией смогли перемещать наночастицы, а это нонсенс, это прямое нарушение второго закона термодинамики.