ПОЛУЧЕНИЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ Возможное эффективное применение нанодисперсных

ПОЛУЧЕНИЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ

Возможное эффективное применение нанодисперсных порошков и материалов на их основе: 1. компоненты керамических материалов для получения сверхтвердых, высокотемпературных, износостойких, однородных и инертных керамик; 2. восстанавливающие добавки в смазочные материалы; 3. структурно-образующие добавки к сплавам для получения сверхпрочных материалов; 4. катализаторы в химических процессах, 5. в медицине в качестве компонента магнитных сорбентов для транспорта лекарств в организме, для гемосорбции, для выявления болезнетворных клеток; 6. средства защиты растений, микроудобрения, добавки к пище птиц и животных; 7. беспористые электролитические покрытия (кластерные покрытия). Широкое применение сдерживается отсутствием промышленных производств требуемой мощности по выпуску нанопорошков с заданным комплексом характеристик.

Общие подходы, которые являются характерными для подходы всех методов получения нанопорошков и отличают их от методов получения обычных порошков: • высокая скорость образования центров зарождения частиц, • малая скорость роста частиц, • наибольший размер получаемых частиц не более 100 нм, стабильность получения частиц заданного размерного диапазона, • узкий диапазон распределения частиц по размерам, воспроизводимость химического и фазового состава частиц, • повышенные требования к контролю и управлению параметрами процесса получения. 3

Агломерированный (а) и агрегированный порошок (б): 1 – агломерат; 2 – первичная частица; 3 – внутриагломератная пора; 4 – межагломератная пора; 4 5 – агрегат; 6 – межагрегатная пора

Классификация методов получения наноразмерных частиц Методы «снизу-вверх» характеризуются ростом наночастиц или их сборкой из отдельных атомов; Нижняя граница – единичные атомы, Верхняя граница – это такое количество атомов, при дальнейшем увеличении которого уже не происходит качественных изменений свойств. Методы «сверху-вниз» основаны на дроблении исходных веществ до наноразмеров. Структура наночастиц одних и тех же размеров, получаемых диспергированием и путем построения из атомов, может различаться. При диспергировании в частицах сохраняется структура исходного материала. Частицы, образованные путем сборки из атомов, могут иметь другое пространственное расположение атомов.

Биологические методы получения наноматериалов, которые основаны на использовании биохимических процессов, происходящих в белковых телах. Процессы получения наночастиц также можно подразделить по агрегатному состоянию среды, в которой зарождаются (образуются) наноструктуры: - газофазные; - жидкофазные; - твердофазные.

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ, ОСНОВАННЫЕ НА ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ 1 Физическое осаждение из паровой фазы Метод испарения-конденсации (газофазный синтез) Метод основан на получении порошков в результате фазового перехода пар - твердое тело или пар – жидкость - твердое тело в газовом объеме либо на охлаждаемой поверхности. Изолированные наночастицы получают испарением металла, сплава или полупроводника при контролируемой температуре в атмосфере инертного газа низкого давления с последующей конденсацией пара вблизи или на холодной поверхности. Условия получения наночастиц конденсационными методами – большое пересыщение и присутствие в конденсируемом паре молекул нейтрального газа.

Схема получения наночастиц методом испарения-конденсации. Для примера показана схема электронно-лучевого обогрева

Основные закономерности образования нанокристаллических частиц методом испарения и конденсации: -Образование наночастиц происходит при охлаждении пара в зоне конденсации, которая тем больше, чем меньше давление газа. -При увеличении давления газа до нескольких сотен Па средний размер частиц сначала быстро увеличивается, а затем медленно приближается к предельному значению в области давлений более 2500 Па; - При одинаковом давлении газа переход от гелия к ксенону, т. е. от менее плотного инертного газа к более плотному, сопровождается ростом размера частиц в несколько раз.

левитационно-струйный метод Испарение металла происходит с поверхности жидкой металлической капли в ламинарном потоке инертного газа. Капля бесконтактно удерживается в зоне нагрева неоднородным высокочастотным электромагнитным полем. Аэрозоль испаренного металла поступает в охлаждающее устройство, затем в фильтр, улавливающий частицы, которые собираются в контейнер. 1 — испаритель, 2 — капля, 3 —индуктор, 4 — аэрозоль, 5 — холодильник, 6 — фильтр, 7 — контейнер, 8 — насос, 9 — механизм подачи проволоки

метод получения наноразмерных порошков оксидной керамики лазерным испарением мишени Схема установки по синтезу и зависимость среднего размера частиц порошка от давления газа в реакторе: 1 – реактор; 2 – лазер; 3 – измеритель мощности; 4 – поворотные зеркала; 5 – входное окно реактора с пластинкой из KCl; 6 – медный диск для сбора порошка; 7 – мишень; 8 – держатель мишени; 9 – обойма; 10 – вакуумный насос

Зависимость производительности получения нанопорошка оксида железа Y (кривая 1) и их удельной поверхности S (кривая 2) от давления воздуха в испарительной камере. наночастицы оксида железа, полученные в воздухе атмосферного давления излучением импульснопериодического СО 2 -лазера

Схема экспериментальной установки для получения дисперсного оксида алюминия 1 - система подачи порошков металлов, 2 – камера воспламенения (форкамеру), 3 - камера сгорания (синтеза) с соплом, 4 - устройство отбора дисперсных оксидов

Электрический взрыв проводников Проволочки диаметром 0, 1 -1, 0 мм помещают в камеру, где импульсно подают ток большой силы длительностью 10 -5 -10 -7 с и плотностью 104 -106 А/мм 2. Схема получения порошка из проволоки взрывным испарением: 1 - зарядный контур, 2 - разрядный контур, 3 – взрывающаяся проволока, 4 - камера с инертным газом Фоторазвертка ударной волны и расширения продуктов взрыва медной проволоки диаметром D = 0. 1 мм

Изображение блочной структуры частиц Формирование частицы: 1 – кластеры, 2 – атомы металла, 3 – атомы инертного или молекулы химически активного газа, 4, 5 – структура частицы, 6 – частица композиции Al. N-Al, 7 – углеродные фазы, 8 – гидроксидные фазы, 9 – аморфная фаза, 10 – кристаллическое зерно, 11 – оксид металла, 12 – поры, 13 – фрактальный кластер, 14, 15 – частицы Al 2 O 3, 16 – частица композиции Al - Al 2 O 3.

нанопорошок Ni. O, полученный методом электровзрыва

Нанопорошок γ-δ-Al 2 O 3, метод электровзрыва

лазерная абляция твердой мишени, погруженной в жидкость Наночастицы интенсивно поглощают излучение на плазмонной частоте, плавятся и локально испаряют окружающую их жидкость. Неравномерное распределение давления паров жидкости вызывает повторное дробление капель расплава на еще более мелкие. В результате лазерное облучение коллоидного раствора приводит как к измельчению частиц, так и к изменению их распределения по размерам. Наночастицы золота (а). Тот же коллоидный раствор, подвергнутый лазерному облучению в течение 3 час в отсутствие мишени (б)

Наночастицы Cd. S, образовавшиеся при абляции массивного кристалла Cd. S в изобутаноле излучением лазера на парах меди Никелевая наночастица в оболочке из углерода, образовавшаяся при абляции никелевой мишени в толуоле излучением лазера на парах меди

2 Диспергационные методы Механическое измельчение (механосинтез) Основой механосинтеза является большое ударное и истирающее воздействие на диспергируемые твердые вещества. Механическое воздействие является импульсным, т. е. возникновение поля напряжений происходит только в момент соударения частиц и в короткое время после него, и локальным, т. к. происходит там, где возникает поле напряжений. Поэтому в небольших областях диспергируемого материала в течение короткого времени сосредотачиваются большие нагрузки, что приводит к возникновению в частицах дефектов, напряжений, полос сдвига, деформаций, трещин. В результате происходит измельчение вещества, ускоряется массоперенос и перемешивание компонентов, активируется химическое взаимодействие твердых реагентов.

При механическом измельчении с использованием мельниц уменьшение размеров частиц материала происходит в результате интенсивного раздавливания между рабочими органами мельницы. Размер частиц зависит от температуры плавления металла и времени помола (от нескольких часов до нескольких суток). Чем больше температура плавления металла и больше время помола, тем меньший размер частиц может быть достигнут. Особенно мелкие частицы получаются при помоле металлических порошков в среде жидкого азота или аргона (криопомол).

частицы алюминия после измельчения в вибромельнице в течение 120 ч

а в б г СЭМ-микрофотография порошка Zr. O 2(5 Y 2 O 3), полученного: а, в – после сушки; б, г – после обработки

Схема установки для противоточного размола в псевдосжиженном слое: 1 -питающее устройство, 2 - бункер с исходными частицами вещества, 3 - система подачи частиц в камеру размола, 4 - псевдоожиженный слой, 5 - сопла подачи газа, 6 - трубопровод подачи газа высокого давления, 7 - камера для размола, 8 - сепаратор, 9 - выходной коллектор газа с мелкими частицами

Достоинства метода: • сравнительная простота технологии; • универсальность; • возможность получения порошков сплавов, интерметаллидов и композитов. Недостатки метода: • трудно получить порошки с одинаковым размером частиц и заданной формы; • нет возможности изготавливать особо чистые материалы; • сложно регулировать свойства материала в процессе его получения.

Механическое легирование (механосинтез) • при измельчении смеси различных компонентов между ними ускоряется физическое взаимодействие. • возможно протекание химических реакций, которые при контакте, не сопровождающемся измельчением, вообще не происходят при таких температурах. Такие реакции принято называть механохимическими.

Стадии процесса механического легирования

1. Происходит увеличение долей частиц как более грубых, так и более тонких по сравнению с гранулометрическим составом начальной загрузки. 2. Стадия сваривания, в течение которой более крупная фракция порошка продолжает увеличиваться, в то время как количество более мелкой фракции остается практически неизменным 3. Стадия образования равноосных частиц, во время протекания которой резко уменьшается количество крупных пластинчатых частиц-конгломератов и идет образование более равноосных частиц. 4. Стадия, где происходит произвольная ориентация участков сварки, при которой образуются округлые конгломераты из композиционных частиц, сваривающихся между собой без какойлибо предпочтительной ориентации. 5. Стадия завершения механического легирования: формируется устойчивое распределение частиц по размеру и достигается максимальный уровень их твердости. Композиционная неоднородность сохраняется лишь на субзеренном уровне, т. е. 10100 нм.

Механическое легирование или механохимический способ 25 мин 50 мин Получение порошков Ti-14 Al-20 Nb в аттриторе

Ультразвуковое диспергирование Это измельчение с частотой колебаний выше 20000 с-1 веществ, переведенных в состояние коллоидных растворов. Особенно эффективен для веществ с низкой прочностью: смол, гипса, серы, графита. Этот метод известен как сонохимический синтез, в основе которого заложено явление кавитации микроскопических пузырьков. При кавитации в малом объеме развиваются аномально высокая температура (до 3000 К) и давление (до 50 -100 МН/м 2), также развиваются огромные скорости нагрева и охлаждения (до 1010 К/с). В условиях кавитации пузырьки становятся как бы нанореакторами. Диспергирование начинается при интенсивности ультразвука, превышающей некоторое пороговое значение, величина которого составляет обычно несколько Вт/см 2 и зависит от кавитационной прочности жидкости, состояния поверхности твердой фазы, а также от характера и величины сил взаимодействия между отдельными частицами твердой фазы. С ростом интенсивности ультразвука скорость диспергирования возрастает; она возрастает также с увеличением хрупкости, уменьшением твердости и спайности частиц диспергируемого материала. Для предотвращения слипания (коагуляции) твердых частиц, как правило, в конце процесса диспергирования в жидкость вводят поверхностно - активное вещество (ПАВ).

Гистограммы распределения частиц по размерам в гидратированном осадке: а – после осаждения; б – после отмывки средний размер агломерированных частиц в свежеосажденном осадке составляет 8, 79 мкм, а после обработки осадка – 3, 15 мкм. минимальный размер агломератов снизился с 1, 72 мкм до 0, 15 мкм.

Для диспергирования металлов и сплавов можно использовать электроэрозию. Процесс распыления протекает внутри диэлектрической жидкости, продукты превращения которой покрывают поверхность образующихся наночастиц. В зависимости от условий проведения процесса, природы металла и среды диспергирования диаметр получаемых наночастиц лежит в интервале 2, 5 -20 нм, но отдельные частицы могут иметь размеры до 100 нм.

Распыление расплава Данная группа методов основана на быстром распылении и охлаждении расплава исходного материала. Позволяет получить порошки размером не меньше 100 нм. Вместе с тем, получаемые порошки с размером частиц 0, 5 -10 мкм имеют нанокристаллическую (а в ряде случаев и аморфную) структуру. Контактное охлаждение при помощи водоохлаждаемого диска или барабана. Этот метод основан на подаче расплавленного материала на быстро вращающийся водоохлаждаемый диск или барабан, которые изготовлены из материалов с высокой теплопроводностью. При этом обеспечивается скорость охлаждения до 108 К/с. форма частиц хлопьевидная

Ударное распыление расплава При этом методе струя или капли расплава механически разбиваются на мелкие частицы при соударении с интенсивно охлаждаемыми, быстро вращающимися металлическими лопатками. Обеспечивается скорость охлаждения до 107 К/с. Как и в предыдущем методе частички порошка имеют неправильную форму и для получения при последующем формовании качественных изделий с однородной структурой необходимо дополнительно подвергать порошок механическому измельчению.

Электрогидродинамическое распыление расплава. В этом методе для распыления расплава используются электростатические силы. Струя расплава подается в сопло с диаметром отверстия порядка 80 мкм, перед которым расположен кольцевой электрод. К нему прикладывается постоянное напряжение 3 -20 к. В. В результате из сопла вылетают положительно заряженные мелкие капли расплава, образующие после охлаждения частицы порошка. Размер частиц может составлять 100 нм – 10 мкм. Недостаток очень низкая производительность (2 г/ч с одного сопла).

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ, ОСНОВАННЫЕ НА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ Химическое осаждение из паровой фазы (СVD-Chemical vapor deposition ) Метод основан на синтезе наноматериалов в ходе химического взаимодействия, протекающего в атмосфере паров легколетучих соединений. Все газофазные химические реакций можно разделить на реакции разложения, протекающие с участием одного исходного химического соединения: А = В + С и реакции между двумя и более химическими соединениями: А + В = С + D. Исходное сырье легколетучие вещества: галогениды (главным образом хлориды) металлов, оксихлориды металлов MOn. Clm, алкильные соединения M(R)n, алкоксиды M(OR)n и др. Размер получаемых частиц может регулироваться температурой и скоростью осаждения.

Схема устройства для химического осаждения наночастиц из газовой фазы Метод высокотемпературного гидролиза основан на взаимодействии соединений, преимущественно хлоридов и карбонилов металлов, в водородно-кислородном пламени. За счет высокотемпературного гидролиза образуются мельчайшие капли расплавленного оксида. Тi. Cl 4 + 2 H 2 O = Ti. O 2 + 4 HCl.

Технологии высокоэнергетического синтеза Детонационный синтез Основан на воздействии ударной волны с давлением до несколько десятков ГПа на смесь исходных реагентов. Фазовая р-Т-диаграмма состояния углерода с указанием областей синтеза алмаза различными методами: 1 – ударно-волновой синтез с использованием графита; 2 – статическое превращение с использованием катализатора; 3 - статическое превращение без катализатора; 4 – детонационный синтез смеси тринитротолуола и гексогена

Плазмохимический синтез Пары исходного материала химически взаимодействуют с компонентами плазмы, образуя продукт в парообразном состоянии, а затем происходит формирование его в виде твердой фазы за счет процессов конденсации и кристаллизации. Схема СВЧ-установки плазмохимического синтеза

Оксид алюминия

Растворные методы Основными условиями получения коллоидных наносистем, независимо от применяемых методов синтеза, является малая растворимость дисперсной фазы в дисперсионной среде и наличие в системе, в которой образуются частицы, веществ, способных стабилизировать эти частицы, а в случае конденсационных методов замедлять или приостанавливать их рост. Методы химического осаждения (соосаждения) Методы химического осаждения заключаются в совместном осаждении (соосаждении) компонентов продукта из раствора в виде нерастворимых солей или гидроксидов. На процесс осаждения оказывают влияние концентрации исходных веществ, температура, давление, наличие добавок поверхностноактивных веществ.

Три типа химического осаждения – гидроксидный, оксалатный и карбонатный методы. Для осаждения гидроксидов в качестве осадителя используются растворы аммиака или щелочи. Меx(A)y + (K)OH → Меx(OH)y + KA Для осаждения оксалатов в качестве осадителей используются смеси щавелевая кислота – аммиак, щавелевая кислота – триэтиламин, либо избыток насыщенного раствора оксалата аммония при фиксированной кислотности раствора, либо водный раствор диметилоксалата. В качестве осадителя при осаждении карбонатных солей используются избыток гидрокарбоната аммония, избыток карбоната натрия либо карбонат тетраметиламмония. Контакт осадка с жидкой фазой приводит к его старению. Это влияет на характеристики частиц и агрегатов, которые могут упрочняться, уплотняться и вырастать в крупные кристаллы.

Химическое осаждение После сушки После отжига 600 град. С

Распылительная сушка а б Изображение морфологии частиц Zr. O 2 -3 мол% Y 2 O 3, полученное методами сканирующей электронной микроскопии: а – гранулы после распылительной сушки; б – первичные частицы

Схема получения многослойных частиц Cd. S/Hg. S/Cd. S химическим осаждением

Осаждение из коллоидных растворов (золь-гель) Технология базируется на процессах, осуществляемых в жидкой среде с твердой фазой, не концентрирующейся под действием гравитационных сил. В золе твердая фаза дискретна, а в геле эта фаза образует трехмерный каркас в жидкой фазе.

Фарадей М. получал устойчивые золи золота (с частицами 2 – 50 нм) восстановлением разбавленной соли золота жёлтым фосфором. Au. Cl 3 + 3 H 2 O + P Au + P(OH)3 + 3 HCl. Зигмонди разработал методы синтеза монодисперсных золей золота с заданной степенью дисперсности восстановлением золота пероксидом водорода и формальдегидом. 2 HАu. Cl 4 + 3 H 2 O 2 2 Au + 8 HCl + 3 O 2, 2 HАu. Cl 4 + 3 HCHO + 11 KOH 2 Au + 3 HCOOK + 8 KCl + 8 H 2 O Зависимость цвета золей золота и серебра от размера частиц

Коллоидные растворы Гелеобразование происходит в растворах, содержащих золь одного или более компонентов, с образование полифазного геля, состоящего из отдельных коллоидных частиц, образующих за счет водородных связей или электростатического взаимодействия разветвленные цепи. Al(NO 3)3 + 3 NH 3 + 3 H 2 O → Al(OH)3↓ + 3 NH 4 NO 3 Полимерный гель Включает процессы поликонденсации с формированием непрерывной полимерной структуры геля, который построен из длинноцепных молекул, которые и далее постепенно сшиваются друг с другом, давая плотные сетки. -гидролиз алкоголятов: M(OR)n + H 2 O → M(OH)(OR)n-1 + ROH - конденсация (OR)n-1 M – OH + HO – M(OR)n-1 → (OR)n-1 M – O – M(OR)n-1 + H 2 O или (OR)n-1 M – OH + RO – M(OR)n-2(OH) → (OR)n-1 M – O – M(OR)n-2 + ROH

Взаимное превращение золь-гель-ксерогель

Гидротермальный метод Позволяет управлять морфологией наночастиц за счет варьирования параметров проведения процесса (температуры, концентрации раствора, продолжительности процесса и так далее). Сущность метода заключается в нагревания раствора солей или суспензии оксидов или гидроксидов металлов при повышенной температуре (обычно до 300 0 С) и давлении (около 100 МПа). При этом происходят химические реакции (гидротермального окисления, разложения, кристаллизации и т. д. ), приводящие к образованию продукта реакции – простого или сложного оксида. Синтез проводят в двух режимах: 1) для синтеза оксидных порошков методом высокотемпературного гидролиза используют водные растворы соответствующих нитратов (0, 01 -4, 0 М) с p. H от 0, 1 до 2, 0; 2) гидротермальная обработка гелей гидроксидов, полученных их соосаждением из растворов нитратов (0, 25 -0, 50 М) добавлением раствор аммиака (гидроксида натрия) до величин р. Н в интервале от 6, 0 до 12, 0

а б ПЭМ-изображение наночастиц порошка тетрагонального Zr. O 2(3 мол% Y 2 O 3): а - полученных золь-гель методом; б – полученных гидротермальным синтезом

Коллоидные нанореакторы. Микроэмульсионный метод Схема молекулы ПАВ Структуры, возникающие в растворах ПАВ. 1 – мономеры, 2 – мицелла, 3 – цилиндрическая мицелла, 4 – гексагонально упакованные цилиндрические мицеллы, 5 – ламинарная мицелла, 6 – гексагонально упакованные капли воды в обратной мицеллярной системе

Схема реакций в обратных мицеллах На ход реакций образования наночастиц в микроэмульсиях влияют: соотношение водной фазы и ПАВ в системе (W = [H 2 O]/[ПАВ]), динамика микроэмульсий, средняя концентрация реагирующих веществ в водной фазе. Размеры наночастиц, синтезированных в обратных мицеллах, зависят от природы ПАВ.

Схема формирования стабильной миниэмульсии под действием ультразвука миниэмульсия – квазиустойчивая гетерофазная система, представляющая собой капли водной фазы, диспергированные в неполярной жидкой среде (обычно используют ультразвуковое разбиение системы «масловода» ).

Термическое разложение (пиролиз)

Пиролиз формиатов в общем виде: (HCOO)2 Me → Me. O + H 2 + CO 2 + H 2 O + Me. Согласно данной схеме происходит разложение формиатов Cu и Zn. В случае получения Mn, Fe, Co, Ni, Ca на первом этапе происходит разложение формиата: (HCOO)2 Me → Me + H 2 + 2 CO 2. Пиролиз оксалатов Mn, Fe и Cu: Me. C 2 O 4 → Me. O + CO 2, оксалаты Co, Ni, Zn диссоциируют по уравнению: Me. C 2 O 4 → Me. O + 2 CO 2. Термической диссоциацией карбонилов, протекающей по реакции: Mex(CO)y → x. Me + y. CO, возможно получение нанопорошков Ni, Mo, Fe, Cr, W. Порошки карбида и нитрида кремния получают пиролизом поликарбосиланов, поликарбосилоксанов и полисилазанов при температуре примерно 1600 К.

Восстановительные процессы Метод восстановления соединений металлов Восстановление соединения металлов (гидроксидов, хлоридов, нитратов, карбонатов) в токе водорода при температуре менее 500 К. Me. Cl 2 + H 2 ↔ Me + 2 HCl. В качестве восстановителей также можно использовать монооксид углерода, конвертированный природный газ, кокс, сажу, металлы (натрий, калий), гидриды металлов. Данным процессам восстановления соответствуют реакции: Me. O + CO → Me + CO 2, Me. O + C → Me + CO, Me. O + Ca. H 2 = Me + Ca. O + H 2, где Ме. О – оксид металла.

Метод жидкофазного восстановления Используется для получения только нанопорошков металлов с невысокими значениями восстановительного потенциала (медь, серебро, никель) и заключается в восстановлении ионов металла из водных растворов их солей такими восстановителями, как водород, алюмогидриды, борогидриды, гидразин, гипофосфиты, формальдегид и др. Поведение металлической частицы в растворе в общем случае определяется разностью ΔЕ = Е - Ередокс, где Е – равновесный окислительно-восстановительный потенциал частицы, Ередокс - соответствующий потенциал раствора. При ΔЕ > 0 наблюдается рост частиц, при ΔЕ < 0 – их растворение. При ΔЕ = 0 имеет место состояние неустойчивого равновесия. Химическое восстановление зависит от подбора пары окислительвосстановитель и их концентраций. Также существенное влияние на процесс оказывают температура, р. Н среды, диффузионные и сорбционные характеристики.

Фото- и радиационно-химическое восстановление Получение наночастиц металлов в условиях воздействия на химическую систему высоких энергий связано с генерацией высокоактивных сильных восстановителей типа электронов, радикалов, возбужденных частиц. Фотохимическое (фотолиз) и радиационно-химическое (радиолиз) восстановление различаются по энергии. Для фотосинтеза типичны энергии меньше 60 э. В, а для радиолиза – 103 -104 э. В. К основным особенностям химических процессов под влиянием излучений высокой энергии относят: неравновесность в распределении частиц по энергиям, перекрывание характерных времен физических и химических процессов, определяющее многоканальность и нестационарность процессов в реагирующих системах. Н 2 О → е-(aq) + Н + ОН, Ag+ + е-(aq) → Ag 0.

Электрохимические методы Принцип метода электроосаждения заключается в пропускании постоянного тока через водные растворы солей в процессе осаждения из них металлического порошка. Электрофлотационный способ заключается в кристаллизации металлов в двухслойной ванне при обязательном присутствии в органическом слое ПАВ. Получаемые порошки имеют форму в виде игл или палочек (Fe, Co). Электролиз расплава солей. Процесс ведется при сравнительно выскоих температурах. В качестве электролита используются соли металлов. Этим способом можно получить порошки железа, никеля, хрома, серебра, ниобия, титана, циркония. Способ жидкометаллического катода. В этом случае в качестве катода используется жидкий металл, в котором осаждается металлический порошок. Как правило, для катода используется ртуть. Процесс проводится в растворе какой-либо неорганической кислоты. Способ электрохимического синтеза из расплава заключается в получении химических соединений в жидкой ванне при пропускании электрического тока. Реакция происходит при высоких температурах, что обеспечивает синтез высокотемпературных модификаций соединений.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА НАНОМАТЕРИАЛОВ Биологические наноматериалы отличаются от других, поскольку их свойства вырабатывались эволюционным путем в течение длительного времени. В процессе биоминерализации действуют механизмы тонкого биологического контроля, в результате чего производятся материалы с четко определенными характеристиками. В настоящее время наноматериалы могут быть получены из ряда биологических объектов: • ферритинов и связанных с ними белков, содержащих железо; • магнетотактических бактерий; • псевдозубых моллюсков • микроорганизмов, извлекающих некоторые металлы из природных соединений.

Ферритины – это класс белков, обеспечивающих для живых организмов возможность синтезировать частицы гидроксидов и оксифосфатов железа нанометрового размера. Ферритины являются железосодержащими белками печени, селезенки, костного мозга и других тканей. Молекула ферритина мыши

Магнетотактическая бактерия