Gửi công việc tốt của bạn trong cơ sở kiến thức rất đơn giản. Sử dụng mẫu dưới đây
Các sinh viên, nghiên cứu sinh, các nhà khoa học trẻ sử dụng nền tảng kiến thức trong học tập và công việc sẽ rất biết ơn các bạn.
Đăng trên http://www.allbest.ru/
BÀI KIỂM TRA
Chủ đề: “Cơ sở của công nghệ nano”
1. Liệt kê các lĩnh vực sử dụng công nghệ nano. Cho ví dụ về các tài liệu nhận được
Vải nano
Vải nano chiếm một trong những vị trí hàng đầu trong sản xuất các sản phẩm nano toàn cầu sau điện tử nano, dược phẩm nano và mỹ phẩm nano.
Khối lượng sản xuất ~ 50 tỷ DS (2006)
Tăng trưởng ~ 10% mỗi năm
Lãnh đạo Mỹ ~40%
Liên bang Nga mua ~ 1,5 tỷ DS (kỹ thuật, vệ sinh, thể thao)
Dệt may hợp vệ sinh
(tã lót, đồ lót bệnh viện)
200 triệu người - người tiêu dùng (trẻ em, người già) tã lót. Dân số thế giới đang già đi, thị trường tã lót ngày càng mở rộng.
Dệt may hợp vệ sinh = công nghệ nano: Sợi nano (chất siêu hấp thụ), nano bạc?, nước hoa nano, v.v.
Sợi hóa học
Sợi nano theo đường kính< 100 нм.
Công nghệ phổ biến nhất để sản xuất sợi nano mỏng là quay điện, khi ở lối ra khỏi máy trộn, dung dịch hoặc polyme tan chảy đi vào vùng hoạt động của điện trường. Trong điện trường, dòng polymer chảy ra được làm mỏng đến kích thước nano, như thể hiện trong sơ đồ:
Sợi hóa học thông thường chứa các hạt nano có tính chất và hình dạng hóa học khác nhau (carbon-fullerene, kim loại, oxit kim loại, aluminosilicat, v.v.), sợi chứa hạt nano là sợi tổng hợp có tính chất mới.
Các tính chất mới phụ thuộc vào bản chất của hạt nano: tính dẫn điện, độ bền cơ học, tính chất kháng khuẩn, khả năng tạo màu, v.v.
Hàng dệt bảo vệ
Không có định nghĩa chính xác về hàng dệt may bảo vệ trong tài liệu nước ngoài hoặc trong nước. Hãy thử đưa ra ý kiến của riêng mình (có thể sửa):
“Vật liệu dệt và các sản phẩm làm từ nó có tác dụng bảo vệ con người và môi trường (kỳ diệu và nhân tạo).”
Khó khăn trong việc định nghĩa là do hàng dệt bảo vệ một phần thuộc về hàng dệt kỹ thuật, khi chúng bảo vệ thiết bị, và thuộc hàng dệt may thể thao, dệt may y tế, dệt may mỹ phẩm và vải địa kỹ thuật.
Bản thân hàng dệt và các sản phẩm làm từ chúng cũng yêu cầu, trong điều kiện vận hành và bảo quản, phải được bảo vệ khỏi sự phá hủy nhiệt, hóa học, cơ học, sinh học, quang học và bức xạ. Việc bảo vệ vật liệu và sản phẩm khỏi những ảnh hưởng này không tự động bảo vệ một người khỏi chúng. Chưa hết, những chức năng này thường được kết hợp với nhau, chẳng hạn như bằng cách tạo ra vật liệu chống cháy, chúng ta bảo vệ khỏi lửa và con người! Bằng cách bảo vệ vật liệu khỏi vi sinh vật, chúng ta cũng bảo vệ con người!
Sự liên quan của vấn đề phát triển công nghệ và sản xuất hàng dệt may bảo hộ nằm ở chỗ hàng triệu người trên hành tinh, các đối tượng tự nhiên và công nghệ cần được bảo vệ khỏi các điều kiện làm việc cụ thể của con người và hoạt động của thiết bị.
Điều kiện làm việc của người dân thuộc nhiều ngành nghề có tác động có hại đến cơ thể con người, cần được bảo vệ bằng các sản phẩm dệt may. Làm việc trong ngành công nghiệp, cơ quan thực thi pháp luật, bệnh viện, nhà máy điện, thủy điện và điện hạt nhân gắn liền với những rủi ro nhất định và cụ thể. Mỗi ngành nghề đều có những yêu cầu bảo vệ cụ thể riêng.
Các chức năng bảo vệ cơ bản, tính chất của hàng dệt và các sản phẩm làm từ nó:
Quá nóng
Hạ thân nhiệt
Bảo vệ hóa học chống lại các chất độc hại ở dạng lỏng và khí
Từ vi sinh vật gây hại
Bảo vệ đạn đạo
Từ bức xạ
Từ bức xạ UV
Từ bọ ve hút máu
Hầu hết các đặc tính này hiện nay được truyền vào vật liệu dệt bằng cách sử dụng sợi nano, y học nano và nhiều kỹ thuật công nghệ nano khác.
Dệt may y tế và công nghệ nano
Hàng dệt may y tế đôi khi được phân loại là hàng dệt kỹ thuật, điều này không đúng. Tất nhiên, đây là một loại vải dệt phi kỹ thuật. Medtextiles là việc sử dụng hàng dệt may mang tính nhân đạo và xã hội. Trong lĩnh vực này, công nghệ nano đã được ứng dụng, vượt qua (tăng trưởng hàng năm 5%) tất cả các loại hàng dệt khác và có những lý do quyết định sự phát triển cực kỳ năng động của ngành sản xuất hàng dệt y tế:
Dân số thế giới đang tăng lên, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Có 6,5 tỷ người trên thế giới, 1 tỷ 200 triệu người ở Trung Quốc, 900 triệu người ở Ấn Độ.
Thay đổi cơ cấu nhân khẩu học, tăng tỷ lệ dân số già.
Nâng cao trình độ và chất lượng cuộc sống.
Gia tăng rủi ro liên quan đến suy thoái môi trường (gia tăng bệnh tim, ung thư, AIDS, viêm gan), thiên tai, tấn công khủng bố, v.v.
Hầu hết những tiến bộ mới nhất trong lĩnh vực dệt may y tế đều liên quan đến công nghệ nano, sinh học và thông tin, hóa học polyme và vật lý.
Medtextiles bao gồm rất nhiều loại sản phẩm và theo mục đích sử dụng, chúng có thể được phân loại như sau:
Vật liệu băng bó (truyền thống để bảo vệ vết thương, y học hiện đại).
Vật liệu cấy ghép (vật liệu mới phân hủy sinh học và không phân hủy, gân, dây chằng, da, kính áp tròng, giác mạc, xương, khớp, mạch máu, van tim). Điều này không có nghĩa là vải tạo thành toàn bộ bộ cấy; nó có thể là một phần không thể thiếu của bộ cấy.
Các thiết bị thay thế các cơ quan (thận nhân tạo, gan, phổi, v.v.), trong đó vải và sợi được đưa vào thiết kế.
Quần áo bảo hộ (khẩu trang phẫu thuật, mũ, bao giày, giường và đồ lót, chăn, rèm). Tất cả những vật liệu này đều có đặc tính kháng khuẩn, kháng vi-rút và quần áo của bác sĩ phẫu thuật cũng không thấm nước (giữ lại chất lỏng sinh lý của bệnh nhân trong quá trình phẫu thuật).
Vải và quần áo cảm giác để theo dõi từ xa các thông số chính của cơ thể bệnh nhân (điều này cũng được sử dụng để theo dõi quá trình huấn luyện của vận động viên, quân nhân khi thực hiện các nhiệm vụ đòi hỏi nỗ lực cao độ). Các cảm biến thu nhỏ được tích hợp vào vải dệt may theo dõi động thái thay đổi của điện tâm đồ, chức năng hô hấp, mạch, nhiệt độ da, nồng độ oxy trong máu và vị trí cơ thể trong không gian. Tất cả những chỉ số này được ghi lại trên các thiết bị di động đặc biệt (kích thước của một chiếc điện thoại di động) và truyền đến máy chủ trung tâm của bệnh viện, sau đó đến bác sĩ điều trị, người sẽ đưa ra quyết định trong trường hợp khẩn cấp.
Dệt may mỹ phẩm
Hàng dệt may mỹ phẩm có phạm vi ít đa dạng hơn nhiều so với hàng dệt may y tế. Nhóm chính, loại hàng dệt mỹ phẩm là mặt nạ mỹ phẩm làm từ vải dệt. Chúng hoạt động như chất làm trẻ hóa da, trì hoãn lão hóa da, làm mờ nếp nhăn và trong trường hợp da có vấn đề (phát ban, mụn trứng cá, nám, v.v.), mặt nạ có tác dụng điều trị.
Mặt nạ mỹ phẩm chứa các chế phẩm mỹ phẩm có tính chất khác nhau (chiết xuất thực vật, vitamin, hoạt chất sinh học, thuốc, hạt nano bạc).
Có nhiều phương pháp khác nhau để đưa các loại thuốc này vào khẩu trang: tẩm, sử dụng công nghệ định cỡ và in.
Trong mọi trường hợp, nhiệm vụ, như trong trường hợp băng thuốc, là tạo ra một chiếc mặt nạ - một kho mỹ phẩm hoặc thuốc.
Công ty nội địa Texal đã phát triển công nghệ và sản xuất khẩu trang mỹ phẩm làm từ vải dệt với tên thương mại Texal. Công nghệ Koletex được mô tả ở trên được lấy làm cơ sở, chỉ những vật liệu dệt đặc biệt, thành phần polymer, mỹ phẩm và thuốc được đưa vào chúng mới được chọn cho mặt nạ.
Một hướng thú vị trong sản xuất hàng dệt may mỹ phẩm và y tế là sử dụng các phân tử hữu cơ đặc biệt - hộp đựng mỹ phẩm và thuốc.
Các dẫn xuất dextrin tuần hoàn - cyclodextrin - được sử dụng làm vật chứa phân tử như vậy (slide 70). Cyclodextrin có nhiều cấu trúc khác nhau (số lượng thành viên của chu trình) có khoang kỵ nước bên trong (5085nm) và bề mặt ưa nước bên ngoài (nhiều hydroxyl). Nếu thuốc hoặc mỹ phẩm được đặt trong khoang cyclodextrin và bản thân cyclodextrin được đưa vào vật liệu dệt và cố định trong đó thì kho thuốc hoặc kho mỹ phẩm sẽ được hình thành.
Vải nano thể thao
Dệt may thể thao ngày nay sử dụng rộng rãi các kỹ thuật và phương pháp công nghệ nano:
Trang phục thể thao tạo sự thoải mái trong không gian đựng đồ lót (độ ẩm, nhiệt độ).
Quần áo chẩn đoán cảm giác theo dõi trực tuyến trạng thái cơ thể của vận động viên.
Dụng cụ thể thao siêu bền thế hệ mới.
công nghệ nano dệt may rủi ro môi trường
2. Rủi ro tiềm ẩn gắn liền với sự phát triển của công nghệ nano
Hiện nay, một số lượng lớn cấu trúc nano thụ động (thế hệ đầu tiên) được sử dụng trong mỹ phẩm, sơn và chất bôi trơn. Các chuyên gia xác định các đặc điểm nguy cơ sau: độc tính, độc tính sinh thái, sự phụ thuộc năng lượng, tính dễ cháy, khả năng tích tụ trong tế bào. Những rủi ro đặc biệt mang tính chất “mở” phát sinh trong quá trình sản xuất, vận chuyển và lưu giữ chất thải. Vì vậy, các nhà nghiên cứu chú ý đến các lĩnh vực sau có thể phát sinh rủi ro liên quan đến cấu trúc nano thụ động:
Trong lĩnh vực sức khỏe con người: - Cấu trúc nano có thể gây độc và gây hại cho một số cơ quan của con người như gan và xâm nhập vào não qua hệ thần kinh; - một số vật liệu nano có thể tương tác với sắt và các kim loại khác, làm tăng độc tính của chúng; - Hiện tại chưa có đủ tài liệu để đánh giá mức độ nguy hiểm của vật liệu nano tùy thuộc vào mức độ tập trung của chúng trong tế bào.
Rủi ro môi trường. Cấu trúc nano có thể gây ra tác hại nhất định cho môi trường, có tính đến việc: - chúng có thể hấp thụ các chất ô nhiễm khác (thuốc trừ sâu, cadmium); - do kích thước nhỏ nên có những rủi ro liên quan đến khó khăn trong việc phát hiện các chất có hại. - Rủi ro đối với sức khỏe con người và môi trường. Cuộc tranh luận ngày càng gia tăng giữa các chuyên gia châu Âu và Mỹ về vai trò của công nghệ nano trong đời sống con người đã đặt ra những câu hỏi mới cho các nhà hoạch định chính sách: Công nghệ nano có làm cho con người tốt hơn hay mạnh mẽ hơn không? Làm thế nào để điều trị các thiết bị cấy ghép không chỉ kiểm soát hành vi của cơ thể con người mà còn cả bộ não của nó? Làm thế nào để liên hệ với sự thay đổi sắp tới (liên quan đến việc sử dụng các sản phẩm được sản xuất bằng công nghệ nano) về chất lượng cuộc sống con người, và do đó có một cách hiểu mới về thuật ngữ “an ninh con người”.
Rủi ro chính trị và an ninh: - sử dụng các công nghệ liên quan cho mục đích tội phạm và khủng bố; Phân bổ rủi ro không công bằng và không đồng đều liên quan đến sự phát triển của công nghệ nano giữa các quốc gia và khu vực (xung đột truyền thống Bắc-Nam). Các chuyên gia đặc biệt lo ngại về những rủi ro phát sinh với sự ra đời của thế hệ cấu trúc nano thứ hai và thứ ba. Chúng ta đang nói về triển vọng xuất hiện của các cấu trúc nano hoạt động và toàn bộ hệ thống nano.
Rủi ro cơ cấu. Vấn đề là xã hội hiện đại phản ứng rất chậm với các công nghệ và sản phẩm mới đang nổi lên nhanh chóng được sản xuất bằng cách sử dụng chúng. Việc phát triển các tiêu chuẩn và quy trình quản lý việc sử dụng các sản phẩm đó còn chậm trễ. Trong bối cảnh toàn cầu hóa, khả năng tiếp cận không kiểm soát các sản phẩm quân sự được sản xuất bằng công nghệ nano là rất cao. Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng rộng rãi công nghệ nano chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng. Với sự phát triển của công nghệ sinh học và công nghệ nano, một nền văn hóa mới sẽ được hình thành và một số chuẩn mực và nguyên tắc đạo đức truyền thống sẽ thay đổi hoàn toàn. Các vấn đề về bản sắc, thái độ khoan dung đối với “nano-bio”, các nội dung khác của khái niệm “đời sống riêng tư”, v.v.
Đăng trên Allbest.ru
...Tài liệu tương tự
Khái niệm về công nghệ nano. Công nghệ nano như một hướng khoa học và kỹ thuật. Lịch sử phát triển của công nghệ nano. Trình độ phát triển của công nghệ nano hiện nay. Ứng dụng công nghệ nano trong các ngành công nghiệp khác nhau. Điện tử nano và quang tử nano. Năng lượng nano.
luận văn, bổ sung 30/06/2008
Sự phát triển của công nghệ nano trong thế kỷ 21. Công nghệ nano trong y học hiện đại. Hiệu ứng hoa sen, ví dụ về việc sử dụng các đặc tính độc đáo của nó. Những điều thú vị về công nghệ nano, các loại sản phẩm nano. Bản chất của công nghệ nano, những thành tựu trong ngành khoa học này.
tóm tắt, thêm vào ngày 09/11/2010
Khái niệm về công nghệ nano và lĩnh vực ứng dụng của chúng: vi điện tử, năng lượng, xây dựng, công nghiệp hóa chất, nghiên cứu khoa học. Đặc điểm của việc sử dụng công nghệ nano trong y học, nước hoa, mỹ phẩm và công nghiệp thực phẩm.
trình bày, thêm vào ngày 27/02/2012
Ứng dụng công nghệ nano trong công nghiệp thực phẩm. Tạo ra các sản phẩm thực phẩm mới và giám sát sự an toàn của chúng. Phương pháp phân đoạn quy mô lớn của nguyên liệu thực phẩm. Sản phẩm sử dụng công nghệ nano và phân loại vật liệu nano.
trình bày, thêm vào 12/12/2013
Công nghệ nano là một nhánh công nghệ cao nhằm nghiên cứu và làm việc với các nguyên tử và phân tử. Lịch sử phát triển của công nghệ nano, đặc điểm và tính chất của cấu trúc nano. Ứng dụng công nghệ nano trong ngành công nghiệp ô tô: vấn đề và triển vọng.
kiểm tra, thêm vào ngày 03/03/2011
Công nghệ nano và sự chuyển đổi sang năng lượng hydro, phát triển và sản xuất máy nano. Đóng góp chính của công nghệ nano vào việc sản xuất hydro "sạch". Phát triển một lĩnh vực kiến thức mới về hoạt động của các hệ thống nano có độ dẫn ion và hỗn hợp.
bài tập khóa học, được thêm vào ngày 16/11/2009
Các chế độ hoạt động của kính hiển vi quét đường hầm. Ống nano carbon, hóa học siêu phân tử. Sự phát triển của các nhà hóa học của Đại học bang Ural trong lĩnh vực công nghệ nano. Thử nghiệm pin nhiên liệu ở nhiệt độ trung bình trong phòng thí nghiệm.
trình bày, thêm vào 24/10/2013
Lãnh đạo các nước trong lĩnh vực công nghệ nano. Triển vọng sử dụng công nghệ mới trong các lĩnh vực năng lượng, công nghệ máy tính, công nghệ hóa học và sinh học phân tử, quang học và điện tử, y học. Ví dụ về những thành tựu và phát triển khoa học.
trình bày, thêm vào ngày 14/04/2011
Lịch sử phát triển của công nghệ nano; tầm quan trọng của chúng trong y học, khoa học, kinh tế và môi trường thông tin. Sơ đồ biểu diễn và hướng ứng dụng của ống nano cacbon đơn vách. Thành lập các trung tâm công nghệ nano ở Liên bang Nga.
trình bày, được thêm vào ngày 23/09/2013
Cơ sở vật chất và chức năng của dịch vụ kỹ thuật và cách thức phát triển của nó. Thực trạng doanh nghiệp CU, phương hướng cải cách. Các loại và ứng dụng của vật liệu nano và công nghệ nano trong chế tạo, phục hồi và gia cố các chi tiết máy.
Khóa học “Cơ sở của công nghệ nano” / 26/02/2009
Nguồn: Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ nano, Đại học quốc gia Moscow
Các bài giảng về khóa học “Cơ sở của Công nghệ nano” sẽ được tổ chức vào học kỳ mùa xuân năm 2009 vào các ngày thứ Ba và thứ Sáu từ 17-00 tại phòng 02 của Tòa nhà chính của Đại học Tổng hợp Moscow.
Khóa học “Cơ sở của công nghệ nano” dành cho tất cả mọi người. Nếu bạn không phải là sinh viên, nghiên cứu sinh hoặc nhân viên của Đại học quốc gia Moscow, thì bạn chỉ có thể tham dự bài giảng bằng cách đăng ký trước.
Tài liệu bài giảng “Cơ sở của công nghệ nano”được trình bày khi bài giảng được đọc.
Việc lựa chọn và sắp xếp tài liệu thuộc bản quyền của giảng viên, tuy nhiên, một số tài liệu minh họa có thể thuộc bản quyền của các đối tượng khác.
Bài giảng 1 (PDF, 3.2Mb), Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Giáo sư Yu.D. Tretyak.
Đề tài bài giảng: các khái niệm và định nghĩa cơ bản về khoa học hệ thống nano và công nghệ nano. Lịch sử xuất hiện của công nghệ nano và khoa học hệ thống nano. Liên ngành và đa ngành.
Ví dụ về vật thể nano và hệ thống nano, tính năng và ứng dụng công nghệ của chúng. Đối tượng và phương pháp của công nghệ nano. Nguyên tắc và triển vọng phát triển của công nghệ nano.
Bài giảng 2 (PDF, 3.8Mb), Giáo sư A.N. Mẫu.
Đề tài bài giảng: Đặc điểm của tương tác vật lý ở cấp độ nano. Vai trò của thể tích và bề mặt đối với các tính chất vật lý của vật thể có kích thước nano. Cơ học của các vật thể nano.Rung động và cộng hưởng cơ học trong các hệ thống có kích thước nano. Lực ma sát. Tương tác Coulomb. Quang học của vật thể nano. Mối liên hệ giữa bước sóng ánh sáng và kích thước của hạt nano. Sự khác biệt trong sự truyền ánh sáng trong môi trường đồng nhất và cấu trúc nano. Từ tính của vật thể nano.
Bài giảng 3 (PDF, 1.7Mb), Giáo sư V.Yu. Tymoshenko.
Đề tài bài giảng: Cơ học lượng tử của hệ thống nano. Hiệu ứng kích thước lượng tử trong các vật thể nano. Quasiparticles trong chất rắn và vật liệu có cấu trúc nano. Chấm lượng tử. Râu, sợi, ống nano, màng mỏng và cấu trúc dị thể. Hiệu ứng lượng tử trong cấu trúc nano trong từ trường. Độ dẫn điện của vật liệu nano. Khái niệm về độ dẫn đạn đạo. Đường hầm điện tử đơn và phong tỏa Coulomb. Tính chất quang học của chấm lượng tử. Điện tử học của các vật thể nano.
Bài giảng 4 (PDF, 4.7Mb), Thành viên tương ứng của Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Giáo sư E.A. Gudilin.
Đề tài bài giảng: phương pháp chế tạo hạt nano
Bài giảng 5 (PDF, 2.5Mb), Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Giáo sư A.R. Khokhlov.
Chủ đề bài giảng: công nghệ nano và vật chất “mềm”.
Chương trình khóa học
Các khái niệm và định nghĩa cơ bản về khoa học hệ thống nano và công nghệ nano. Lịch sử xuất hiện của công nghệ nano và khoa học hệ thống nano. Liên ngành và đa ngành. Ví dụ về vật thể nano và hệ thống nano, tính năng và ứng dụng công nghệ của chúng. Đối tượng và phương pháp của công nghệ nano. Nguyên tắc và triển vọng phát triển của công nghệ nano.
(Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Giáo sư Yu.D. Tretykov)
Đặc điểm của tương tác vật lý ở cấp độ nano. Vai trò của thể tích và bề mặt đối với các tính chất vật lý của vật thể có kích thước nano. Cơ học của vật thể nano. Rung động cơ học và cộng hưởng trong các hệ thống có kích thước nano. Lực ma sát. Tương tác Coulomb. Quang học của vật thể nano. Mối liên hệ giữa bước sóng ánh sáng và kích thước của hạt nano. Sự khác biệt trong sự truyền ánh sáng trong môi trường đồng nhất và cấu trúc nano. Từ tính của vật thể nano.
(Giáo sư A.N. Obraztsov)
Cơ học lượng tử của hệ thống nano. Hiệu ứng kích thước lượng tử trong các vật thể nano. Quasiparticles trong chất rắn và vật liệu có cấu trúc nano. Chấm lượng tử. Râu, sợi, ống nano, màng mỏng và cấu trúc dị thể. Hiệu ứng lượng tử trong cấu trúc nano trong từ trường. Độ dẫn điện của vật liệu nano. Khái niệm về độ dẫn đạn đạo. Đường hầm điện tử đơn và phong tỏa Coulomb. Tính chất quang học của chấm lượng tử. Điện tử học của các vật thể nano.
(Giáo sư V.Yu. Timoshenko)
Nguyên tắc cơ bản của sự hình thành hệ thống nano. Phương pháp vật lý và hóa học. Các quy trình thu được vật thể nano “từ trên xuống dưới”. Cổ điển, “mềm”, kính hiển vi, chùm ion (FIB), AFM - quang khắc và thụt nano. Kích hoạt cơ học và cơ học tổng hợp các vật thể nano. Các quy trình thu được vật thể nano “từ dưới lên”. Quá trình tạo mầm trong môi trường khí và ngưng tụ. Tạo mầm không đồng nhất, epit Wax và dị epit Wax. Sự phân rã spinodal. Tổng hợp các vật thể nano trong ma trận vô định hình (thủy tinh). Các phương pháp đồng nhất hoá học (đồng kết tủa, phương pháp sol-gel, công nghệ đông lạnh, nhiệt phân sol khí, xử lý dung môi, sấy siêu tới hạn). Phân loại hạt nano và vật thể nano. Kỹ thuật thu nhận và ổn định hạt nano. Tập hợp và phân rã các hạt nano. Tổng hợp vật liệu nano trong lò phản ứng nano một và hai chiều.
Vật lý thống kê của hệ thống nano. Đặc điểm chuyển pha trong hệ thống nhỏ. Các loại tương tác nội phân tử và liên phân tử. Tính kỵ nước và tính ưa nước. Tự lắp ráp và tự tổ chức. Sự hình thành Micelle Đơn lớp tự lắp ráp. phim Langmuir-Blodgett. Tổ chức siêu phân tử của phân tử. Nhận dạng phân tử. Các đại phân tử polyme, phương pháp điều chế chúng. Tự tổ chức trong các hệ thống polymer. Tách microphase của copolyme khối. Dendrimer, chổi polymer. Tự lắp ráp từng lớp của polyelectrolytes. Polyme siêu phân tử.
(Nhà nghiên cứu Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Giáo sư A.R. Khokhlov)
Mô hình máy tính của cấu trúc nano và hệ thống nano. Phương pháp mô hình hóa vi mô và siêu âm (Monte Carlo và động lực phân tử, động lực học hạt tiêu tán, phương pháp lý thuyết trường, phương pháp phần tử hữu hạn và ngoại động lực học). Ghép nối các quy mô không gian và thời gian khác nhau. Kỹ thuật phân tử. Trực quan hóa máy tính của các vật thể nano. Khả năng của thí nghiệm số. Ví dụ về mô hình phân tử của cấu trúc nano, công tắc phân tử, protein, màng sinh học, kênh ion, máy phân tử.
(Giáo sư PG Khalatur)
Phương pháp nghiên cứu và chẩn đoán vật thể nano và hệ thống nano. Kính hiển vi quét và truyền điện tử. Chụp cắt lớp điện tử. Quang phổ điện tử. Các phương pháp nghiên cứu nhiễu xạ Phương pháp chẩn đoán quang học quang học và phi tuyến tính. Đặc điểm của kính hiển vi đồng tiêu. Kính hiển vi đầu dò quét: Kính hiển vi lực. Quang phổ tương tác lực nguyên tử. Kính hiển vi đường hầm và quang phổ. Kính hiển vi quang học và phép đo phân cực trường gần. Ứng dụng kính hiển vi quét đầu dò trong công nghệ nano.
(Giáo sư V.I. Panov)
Chất, pha, vật liệu. Cấu trúc phân cấp của vật liệu. Vật liệu nano và phân loại của chúng. Vật liệu nano chức năng vô cơ và hữu cơ. Vật liệu lai (hữu cơ-vô cơ và vô cơ-hữu cơ). Khoáng hóa sinh học và gốm sinh học. Vật liệu 1D, 2D và 3D có cấu trúc nano. Vật liệu xốp. Sàng phân tử. Nanocomposite và tính chất hiệp đồng của chúng. Vật liệu nano cấu trúc.
(Thành viên tương ứng của Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Giáo sư E.A. Gudilin)
Tính mao dẫn và sự làm ướt trong hệ thống nano. Năng lượng bề mặt và sức căng bề mặt. Giọt trên bề mặt rắn và lỏng. Làm ướt hoàn toàn và không đầy đủ. Bề mặt (tĩnh điện và phân tử) và lực mao dẫn. Độ trễ góc tiếp xúc: vai trò của tính không đồng nhất hóa học và độ nhám. Bề mặt siêu kỵ nước. Kết cấu Fractal và có trật tự. Tính đàn hồi. Động lực làm ướt và lan rộng. Các vấn đề về dòng chảy, trộn và tách trong các kênh và thiết bị nhỏ dành cho chất lỏng vi mô và nano. Vi lỏng kỹ thuật số, điện động học, kết cấu dị hướng và siêu kỵ nước là những ví dụ về giải quyết các vấn đề về chất lỏng vi mô và nano. Ứng dụng: Tự làm sạch và chống thấm, in phun, phòng thí nghiệm trên chip, chip DNA, y sinh, pin nhiên liệu.
(Giáo sư O.I. Vinogradova)
Bài giảng 10.
Xúc tác và công nghệ nano. Các nguyên tắc và khái niệm cơ bản trong xúc tác dị thể. Ảnh hưởng của điều kiện chuẩn bị và hoạt hóa đến sự hình thành bề mặt hoạt động của chất xúc tác không đồng nhất. Phản ứng nhạy cảm với cấu trúc và phản ứng không nhạy cảm với cấu trúc. Tính đặc hiệu của các tính chất nhiệt động và động học của hạt nano. Xúc tác điện. Xúc tác trên zeolit và sàng phân tử.
(Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Giáo sư V.V. Lunin)
Bài giảng 11.
Vật lý của thiết bị nano. Các phương pháp tạo thiết bị nano. Các thiết bị cơ khí và cơ điện vi mô và nano. Các yếu tố cảm biến của công nghệ hệ thống vi mô và nano. Cảm biến nhiệt độ dựa trên cặp nhiệt điện. Cảm biến vận tốc góc. Cảm biến từ trường. Máy bơm micro và nano. Micromirror tích hợp. Các phím vi cơ tích hợp. Tích hợp động cơ micro và nano. Nguyên tắc vật lý hoạt động của các yếu tố cơ bản của điện tử vi mô và nano. Định luật Moore. Thiết bị điện tử đơn. Transitor điện tử đơn. Các phần tử điện tử đơn của mạch kỹ thuật số.
(Giáo sư A.N. Obraztsov)
Bài giảng 12.
Vật lý của thiết bị nano. Các thiết bị quang điện tử và điện tử nano. Đèn LED và laser dựa trên cấu trúc dị thể kép. Bộ tách sóng quang lượng tử. Điốt quang tuyết lở dựa trên hệ thống giếng lượng tử. Các thiết bị và dụng cụ của quang tử nano. Tinh thể quang tử. Opal nhân tạo. Sợi quang học. Công tắc và bộ lọc quang học. Triển vọng tạo ra các mạch tích hợp quang tử, thiết bị lưu trữ và xử lý thông tin. Thiết bị nano từ tính để ghi và lưu trữ thông tin Cảm biến nano: chất bán dẫn, áp điện, nhiệt điện, sóng âm bề mặt, quang âm.
(Giáo sư V.Yu. Timoshenko)
Bài giảng 13.
Nền tảng phân tử của hệ thống sống. Khái niệm về tế bào sống; cấu tạo và chức năng của các bào quan, nguyên lý tự tổ chức của sinh vật. Khả năng áp dụng các phương pháp nhiệt động và động học cho các quá trình xảy ra trong vật chất sống. Vi khuẩn, sinh vật nhân chuẩn, sinh vật đa bào. Axit nucleic: phân loại, cấu trúc, tính chất. Các hệ thống nano tự nhiên trong việc lưu trữ, tái tạo và thực hiện thông tin di truyền tế bào. Hệ thống kiểm soát sự phân chia tế bào ở cấp độ sinh vật. Ung thư là sự thất bại của chương trình di truyền của tế bào.
(Thành viên tương ứng của Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Giáo sư O.A. Dontsova)
Bài giảng 14.
Cấu trúc và chức năng của protein. Các chức năng được thực hiện bởi protein, sự đa dạng của các axit amin tạo nên protein. Các cấp độ tổ chức protein, phương pháp nghiên cứu các cấp độ tổ chức khác nhau của phân tử protein. Cấu trúc protein sơ cấp, biến đổi sau dịch mã. Cấu trúc protein bậc hai và bậc ba, các vấn đề về việc gấp protein đúng cách, các bệnh do việc gấp protein không đúng cách. Tạo ra các protein nhân tạo có cấu trúc “được cải tiến” là một nhiệm vụ công nghệ nano quan trọng. Hiểu cấu trúc bậc bốn và sử dụng cấu trúc bậc bốn để nâng cao khả năng điều tiết và thực hiện các chức năng cơ học. Protein mô liên kết (collagen), cơ chế điều chỉnh độ bền cơ học. Các protein hình thành khung tế bào (actin, tubulin, protein của sợi kẽ), điều hòa sự lắp ráp và phân tách các yếu tố khung tế bào. Sử dụng protein tế bào làm “đường ray” cho protein vận động. Myosin, kinesin và dynein là những ví dụ về protein vận động nano có tính chuyên biệt cao cung cấp khả năng vận chuyển nội bào và vận động sinh học. Khả năng sử dụng protein động cơ để giải quyết một số vấn đề công nghệ nano.
(Giáo sư N.B. Gusev)
Bài giảng 15.
Carbohydrate. Mono-, oligo- và polysaccharide. Đặc điểm về kết cấu, phương pháp trình bày. Khả năng sử dụng polysaccharides làm vật liệu sinh học nano. Lipid. Phân loại và đặc điểm cấu trúc. Cấu trúc nano được hình thành bởi lipid. Đơn lớp, mixen, liposome. Triển vọng cho mục đích công nghệ nano. Màng sinh học. Đặc điểm cấu trúc và chức năng chính.
(Giáo sư A.K. Gladilin)
Bài giảng 16.
Enzyme là protein có chức năng xúc tác đặc biệt. Nguyên tắc cơ bản về cấu trúc enzyme và đặc điểm của xúc tác enzyme. Vị trí hoạt động của enzyme là một hạt nano và máy nano có chức năng tự lắp ráp và có tổ chức cao. Vitamin và coenzym, sự tham gia của chúng vào xúc tác. Thiết kế phân tử và biến đổi tính đặc hiệu của enzyme - những thách thức và triển vọng công nghệ nano. Hiệu ứng kích thước ở cấp độ nano trong xúc tác protein. Enzyme trong màng và cấu trúc nano giống màng: điều chỉnh tính chất xúc tác và thành phần oligomeric theo kích thước ma trận. Hạt nano sinh học phân tử; một enzyme trong một “áo khoác” (vỏ gồm các phân tử vô cơ và hữu cơ) là chất xúc tác ổn định mới. Phức hợp đa enzyme: thực hiện nguyên tắc “nhận biết” về bản chất và ma trận có kích thước nano.
(Giáo sư N.L. Klyachko)
Bài giảng 17.
Các khía cạnh cấu trúc và chức năng của công nghệ sinh học. Một loạt các cấu trúc siêu phân tử được hình thành bởi các phân tử sinh học. Nguyên tắc tự lắp ráp. Việc sử dụng các cấu trúc sinh học với hình học độc đáo làm khuôn mẫu để sản xuất vật liệu nano và cấu trúc nano (sản xuất dây nano, ống nano và thanh nano từ kim loại, polyme dẫn điện, chất bán dẫn, oxit và vật liệu từ tính sử dụng DNA, hạt virus và sợi protein). Tạo ra các mẫu nano 2D và cấu trúc thượng tầng 3D bằng cách sử dụng DNA, tấm S, hạt virus và liposome. Các phương pháp tự tổ chức nhân tạo ở cấp độ nano. Chức năng sinh học của vật liệu nano. Các phương pháp chung liên hợp các vật thể nano với các phân tử sinh học. Ái lực đặc hiệu của một số phân tử sinh học đối với vật thể nano.
(Giáo sư I.N. Kurochkin)
Bài giảng 18.
Hệ thống phân tích sinh học nano. Lịch sử phát triển của các hệ thống phân tích sinh học hiện đại. Cảm biến sinh học. Khái niệm cơ bản, lĩnh vực ứng dụng. “Nhận biết” các thành phần của cảm biến sinh học: enzyme, axit nucleic, kháng thể và thụ thể, bào quan tế bào, tế bào, cơ quan và mô. "Phát hiện các yếu tố" của cảm biến sinh học. Cơ sở vật lý của việc ghi tín hiệu. Các loại cảm biến sinh học: điện hóa, bán dẫn, vi trọng lực, sợi quang, plasmon bề mặt, cách tử nhiễu xạ, giao thoa kế, cơ học vi mô và nano. Các hệ thống phân tích nano dựa trên cấu trúc bán dẫn và kim loại có kích thước nano (chấm lượng tử, “lò xo” phân tử, hiệu ứng quang phi tuyến khổng lồ trên bề mặt hạt nano kim loại - SERS, phương pháp enzyme và phương pháp tự động hóa kim loại, v.v.). Ứng dụng cho mục đích giám sát môi trường và nghiên cứu y sinh. Hệ thống phân tích sinh học nano dựa trên kính hiển vi thăm dò quét.
(Giáo sư I.N. Kurochkin)
Các khóa học giáo dục từ xa là một hình thức giáo dục bổ sung hiệu quả và đào tạo nâng cao hiện đại trong lĩnh vực đào tạo các chuyên gia phát triển các công nghệ hứa hẹn để sản xuất vật liệu chức năng và vật liệu nano. Đây là một trong những hình thức giáo dục hiện đại đầy hứa hẹn đang phát triển trên toàn thế giới. Hình thức tiếp thu kiến thức này đặc biệt phù hợp trong lĩnh vực liên ngành như vật liệu nano và công nghệ nano. Ưu điểm của các khóa học từ xa là khả năng tiếp cận, tính linh hoạt trong việc xây dựng lộ trình giáo dục, nâng cao hiệu suất và hiệu quả của quá trình tương tác với sinh viên, tiết kiệm chi phí so với các khóa học toàn thời gian, tuy nhiên, có thể kết hợp hài hòa với đào tạo từ xa. Trong lĩnh vực các nguyên tắc cơ bản của hóa học nano và vật liệu nano, các tài liệu video đã được Trung tâm Khoa học và Giáo dục Công nghệ nano của Đại học bang Moscow chuẩn bị:
- . Các khái niệm và định nghĩa cơ bản về khoa học hệ thống nano và công nghệ nano. Lịch sử xuất hiện của công nghệ nano và khoa học hệ thống nano. Liên ngành và đa ngành. Ví dụ về vật thể nano và hệ thống nano, tính năng và ứng dụng công nghệ của chúng. Đối tượng và phương pháp của công nghệ nano. Nguyên tắc và triển vọng phát triển của công nghệ nano.
- . Nguyên tắc cơ bản của sự hình thành hệ thống nano. Phương pháp vật lý và hóa học. Các quy trình thu được vật thể nano “từ trên xuống dưới”. Cổ điển, “mềm”, kính hiển vi, chùm ion (FIB), AFM - quang khắc và thụt nano. Kích hoạt cơ học và cơ học tổng hợp các vật thể nano. Các quy trình thu được vật thể nano “từ dưới lên”. Quá trình tạo mầm trong môi trường khí và ngưng tụ. Tạo mầm không đồng nhất, epit Wax và dị epit Wax. Sự phân rã spinodal. Tổng hợp các vật thể nano trong ma trận vô định hình (thủy tinh). Các phương pháp đồng hóa hóa học (đồng kết tủa, phương pháp sol-gel, công nghệ đông lạnh, nhiệt phân khí dung, xử lý nhiệt dung môi, sấy siêu tới hạn). Phân loại hạt nano và vật thể nano. Kỹ thuật thu nhận và ổn định hạt nano. Tập hợp và phân rã các hạt nano. Tổng hợp vật liệu nano trong lò phản ứng nano một và hai chiều.
- . Vật lý thống kê của hệ thống nano. Đặc điểm chuyển pha trong hệ thống nhỏ. Các loại tương tác nội phân tử và liên phân tử. Tính kỵ nước và tính ưa nước. Tự lắp ráp và tự tổ chức. Sự hình thành Micelle Đơn lớp tự lắp ráp. phim Langmuir-Blodgett. Tổ chức siêu phân tử của phân tử. Nhận dạng phân tử. Các đại phân tử polyme, phương pháp điều chế chúng. Tự tổ chức trong các hệ thống polymer. Tách microphase của copolyme khối. Dendrimer, chổi polymer. Tự lắp ráp từng lớp của polyelectrolytes. Polyme siêu phân tử.
- . Chất, pha, vật liệu. Cấu trúc phân cấp của vật liệu. Vật liệu nano và phân loại của chúng. Vật liệu nano chức năng vô cơ và hữu cơ. Vật liệu lai (hữu cơ-vô cơ và vô cơ-hữu cơ). Khoáng hóa sinh học và gốm sinh học. Vật liệu 1D, 2D và 3D có cấu trúc nano. Vật liệu xốp. Sàng phân tử. Nanocomposite và tính chất hiệp đồng của chúng. Vật liệu nano cấu trúc.
- . Xúc tác và công nghệ nano. Các nguyên tắc và khái niệm cơ bản trong xúc tác dị thể. Ảnh hưởng của điều kiện chuẩn bị và hoạt hóa đến sự hình thành bề mặt hoạt động của chất xúc tác không đồng nhất. Phản ứng nhạy cảm với cấu trúc và phản ứng không nhạy cảm với cấu trúc. Tính đặc hiệu của các tính chất nhiệt động và động học của hạt nano. Xúc tác điện. Xúc tác trên zeolit và sàng phân tử. Xúc tác màng.
- . Polyme cho vật liệu kết cấu và hệ thống chức năng. Hệ thống polymer "thông minh" có khả năng thực hiện các chức năng phức tạp. Ví dụ về các hệ thống “thông minh” (chất lỏng polymer để sản xuất dầu, cửa sổ thông minh, màng cấu trúc nano cho pin nhiên liệu). Biopolyme là hệ thống “thông minh” nhất. Phương pháp phỏng sinh học. Thiết kế trình tự để tối ưu hóa các đặc tính của polyme thông minh. Các vấn đề về tiến hóa phân tử của các trình tự trong polyme sinh học.
- . Thực trạng và vấn đề tạo ra vật liệu mới cho nguồn năng lượng hóa học: pin nhiên liệu oxit rắn (SOFC) và pin lithium đang được xem xét. Các yếu tố cấu trúc chính được phân tích ảnh hưởng đến tính chất của các hợp chất vô cơ khác nhau, xác định khả năng sử dụng chúng làm vật liệu điện cực: perovskite phức tạp trong SOFC và các hợp chất kim loại chuyển tiếp (oxit phức tạp và phốt phát) trong pin lithium. Các vật liệu cực dương và cực âm chính được sử dụng trong pin lithium và được công nhận là có triển vọng được xem xét: ưu điểm và hạn chế của chúng, cũng như khả năng khắc phục các hạn chế bằng cách thay đổi trực tiếp cấu trúc nguyên tử và cấu trúc vi mô của vật liệu composite thông qua cấu trúc nano nhằm cải thiện các đặc tính của các nguồn hiện tại.
Các vấn đề được chọn sẽ được thảo luận trong các chương sách sau (Nhà xuất bản Binom):
Tài liệu minh họa về bề mặt hóa học nano, bề mặt tự lắp ráp và cấu trúc nano:
"Sách video" phổ biến về mặt khoa học:
Các chương chọn lọc của hóa học nano và vật liệu nano chức năng.
Công nghệ nano, theo đặc thù của nó, là một lĩnh vực khoa học ứng dụng liên ngành, tham gia nghiên cứu và tạo ra các phương pháp sáng tạo và đổi mới để sản xuất vật liệu mới với các đặc tính nhất định, sau đó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống con người hiện đại.
Nhìn chung, công nghệ nano hoạt động với các cấu trúc có giá trị từ 100 nm trở xuống, đồng thời sử dụng các thiết bị cũng như vật liệu có kích thước trên. Ngày nay, công nghệ nano vô cùng đa dạng và được sử dụng trong nhiều nghiên cứu khác nhau, từ việc tạo ra các thiết bị kỹ thuật mới đến nghiên cứu mới nhất liên quan đến nghiên cứu cấp độ nguyên tử phân tử.
Nguyên tắc cơ bản của công nghệ nano.
Phương pháp kính hiển vi lực nguyên tử.
Cần phải nói rằng một trong những công cụ chính được sử dụng để làm việc với các vi hạt là kính hiển vi, bởi vì nếu không có thiết bị này thì không chỉ có thể làm việc với các vi hạt mà còn có thể nghiên cứu thế giới vi mô. Sự gia tăng các tính năng phân giải của kính hiển vi hiện đại và việc tiếp thu ngày càng nhiều kiến thức mới về các hạt cơ bản ngày nay có mối liên hệ với nhau. Hiện tại, với sự trợ giúp của các thiết bị như kính hiển vi lực nguyên tử hoặc AFM và kính hiển vi điện tử quét, các nhà khoa học hiện đại không chỉ có thể quan sát từng nguyên tử mà thậm chí còn tìm cách tác động lên chúng, chẳng hạn như bằng cách quét các nguyên tử trên một bề mặt. Đồng thời, các nhà khoa học hiện đại đã tạo ra cái gọi là cấu trúc nano hai chiều trên các bề mặt bằng phương pháp tác động trên. Ví dụ, tại các trung tâm nghiên cứu của công ty nổi tiếng IBM, bằng cách trộn tuần tự các nguyên tử xenon trên bề mặt tinh thể nano niken, các nhà khoa học đã có thể tạo ra logo của công ty bao gồm 35 nguyên tử của chất này.
Trong khi thực hiện các công việc liên quan đến trộn lẫn các chất cũng như tách, kết hợp các chất, các nhà khoa học đã gặp phải một số khó khăn về mặt kỹ thuật. Để khắc phục điều này cần tạo điều kiện chân không siêu âm (10–11 torr), để làm mát chân đế và kính hiển vi đến nhiệt độ cực thấp từ 4 đến 10 K, trong khi bề mặt của chất nền này phải mịn và sạch ở cấp độ nguyên tử. Với mục đích này, các công nghệ chuyên dụng để xử lý cơ học và hóa học các sản phẩm được sử dụng và mục đích của quá trình xử lý này là làm giảm sự khuếch tán bề mặt của các nguyên tử lắng đọng, với sự trợ giúp của cơ sở được làm mát.
Hạt nano.
Đặc điểm phân biệt chính của vật liệu mới thu được trong quá trình sử dụng công nghệ nano, là việc thu được các đặc tính vật lý và kỹ thuật không thể đoán trước được của các vật liệu này. Nhờ đó, các nhà khoa học hiện đại có cơ hội thu được các đặc tính cơ lý lượng tử mới của các chất trong đó cấu trúc điện tử bị biến đổi, tự động thay đổi hình thức biểu hiện của các hợp chất này. Ví dụ, khả năng giảm kích thước hạt không phải trong mọi trường hợp đều có thể xác định hoặc đo bằng các phép đo vĩ mô hoặc vi mô. Tuy nhiên, có thể thực hiện được phép đo nếu kích thước hạt nằm trong phạm vi milimicron. Cũng cần lưu ý rằng một số tính chất vật lý và cơ học nhất định sẽ thay đổi nếu kích thước của các phần tử thay đổi. Hiện nay, sự hiện diện của các tính chất cơ học bất thường trong vật liệu nano đang là chủ đề nghiên cứu của các nhà khoa học làm việc trong lĩnh vực cơ học nano. Đồng thời, một vị trí đặc biệt trong công nghệ nano hiện đại bị chiếm giữ bởi việc sản xuất các chất mới sử dụng nhiều chất xúc tác khác nhau ảnh hưởng đến hoạt động của vật liệu nano khi chúng tương tác với các vật liệu sinh học khác nhau.
Như chúng tôi đã nói trước đó, các hạt có kích thước từ 1 đến 100 nanomet được gọi là hạt nano và nghiên cứu đã chỉ ra rằng hạt nano của nhiều vật liệu có đặc tính hấp thụ và xúc tác cao. Các vật liệu khác cung cấp các tính chất quang học độc đáo. Ví dụ, các nhà nghiên cứu đã thu được vật liệu gốm trong suốt dựa trên bột nano có kích thước 2-28 nm, có đặc tính tốt hơn, chẳng hạn như mão răng. Các nhà khoa học cũng có thể thu được sự tương tác của các hạt nano được sản xuất nhân tạo với các vật thể tự nhiên có kích thước nano, chẳng hạn như với protein, axit nucleic, v.v. Ngoài ra, các hạt nano tinh khiết, do đặc tính độc đáo của chúng, có khả năng tích hợp vào các cấu trúc khác nhau . Những cấu trúc như vậy chứa các hạt nano có được các đặc tính và đặc điểm mà trước đây chúng chưa biết đến.
Ngày nay, tất cả các vật thể nano được chia thành ba lớp:
Loại thứ nhất bao gồm các hạt ba chiều thu được bằng cách làm nổ các dây dẫn, bằng cách tổng hợp plasma hoặc bằng cách khử các màng mỏng.
Lớp thứ hai bao gồm cái gọi là vật thể hai chiều, là các màng và thu được bằng cách sử dụng các phương pháp lắng đọng phân tử, ALD, CVD và ion.
Lớp thứ ba bao gồm râu hoặc các vật thể một chiều thu được bằng phương pháp phân lớp phân tử hoặc bằng cách đưa các chất khác nhau vào một vi cổng hình trụ.
Ngoài ra, còn có nanocomposite, thu được bằng cách đưa hạt nano vào các ma trận chuyên dụng. Cho đến nay, chỉ có phương pháp vi mô được sử dụng rộng rãi, giúp thu được các vật thể phẳng dạng đảo có kích thước từ 50nm trở lên trên bề mặt ma trận và được sử dụng trong các thiết bị điện tử hiện đại. Cũng cần lưu ý các phương pháp phân lớp và ion, vì sử dụng các phương pháp này có thể thu được các lớp phủ màng thực ở dạng đơn lớp.
Sự tự tổ chức của các hạt nano.
Một trong những thách thức lớn nhất mà công nghệ nano phải đối mặt là làm thế nào để buộc các nguyên tử và phân tử nhóm lại với nhau theo những cách cụ thể, cho phép chúng tự sửa chữa và tự phát triển, cuối cùng tạo ra các vật liệu hoặc thiết bị mới. Những vấn đề này được giải quyết bởi các nhà hóa học làm việc trong lĩnh vực hóa học siêu phân tử. Đồng thời, họ nghiên cứu không phải các phân tử riêng lẻ mà là sự tương tác giữa chúng, cũng như cách chúng được tổ chức dưới một tác động cụ thể và liệu chúng có khả năng hình thành các chất mới hay không. Nhiều nhà khoa học tin rằng thiên nhiên thực sự sở hữu những hệ thống như vậy và những quá trình như vậy diễn ra trong đó. Ví dụ, các polyme sinh học đã được biết đến có thể được tổ chức thành các cấu trúc đặc biệt. Ngoài ra, các ví dụ tương tự được đưa ra về các protein, do đặc tính của chúng, không chỉ có thể gấp lại và thu được hình dạng hình cầu mà còn tạo thành toàn bộ phức hợp và cấu trúc chứa một số phân tử protein cùng một lúc. Ngày nay, các nhà khoa học đã có thể tạo ra một phương pháp tổng hợp sử dụng các đặc tính cụ thể mà phân tử DNA có.