Наноалмазы

В 1980-е гг. в нашей стране было обнаружено, что при

динамическом нагружении углеродсодержащих материалов

могут образовываться алмазоподобные структуры, получив-

шие название ультрадисперсных алмазов (Даниленко, 2004;

2005). В настоящее время всё чаще применяется термин «на-

ноалмазы».

Условия образования наноалмазов могут быть реализо-

ваны при детонации взрывчатых веществ с значительным от-

рицательным кислородным балансом, например смесей тро-

тила с гексогеном. Наноалмазы, получаемые методом детона-

ции из углерода взрывчатых веществ (рисунок 1.14), отлича-

ются чрезвычайно узким распределением частиц по размерам.

Основная масса частиц имеет размер около 4 нанометров. В

одной такой частице около 10 тысяч атомов углерода. Таким

образом, наноалмазы являются наиболее крупными предста-

вителями наноуглерода. Напомним, что в молекулах их

близких родственников, диамондоидов, количество атомов

углерода не превышает нескольких десятков.

Рисунок 1.14 Микрофотография

детонационных наноалмазов.

В природных средах наноалмазы, как правило, не при-

сутствуют. Иногда их находят в метеоритах. Однако высокие

температуры и давления, необходимые для образования на-

ноалмалов, могут быть реализованы при ударах небесных тел

о поверхность Земли в присутствии углеродсодержащих ма-

териалов (органика, торф, уголь и пр.). Так, наноалмазы бы-

ли обнаружены в лесной подстилке в зоне падения Тунгус-

ского метеорита._

Устаревшие или равнозначные наименования ассоциа-

тивных коллоидов – «мицеллярные коллоиды», «лиофильные

коллоиды», «полуколлоиды», «семиколлоиды». Термин «ассо-

циативные коллоиды» используют для описания веществ,

способных образовывать термодинамически равновесные

ультрамикрогетерогенные (наноразмерные) дисперсные сис-

темы. Наночастицы подобных коллоидов образуются путем

самоассоциации молекул из макроскопических фаз, и термо-

динамически устойчивы как относительно укрупнения, так и

относительно обратного дробления до молекулярных разме-

ров. Для таких наноколлоидов характерно равновесное (не

изменяющееся во времени) распределение частиц по разме-

рам. Самопроизвольное образование ассоциативных колло-

идных систем обусловлено тем, что прирост свободной по-

верхностной энергии при диспергировании макрофазы ком-

пенсируется выигрышем свободной энергии вследствие по-

вышения энтропии за счет включения обособившихся частиц

в броуновское движение (Фролов, 1988; Щукин и др., 1992).

Как отмечалось в предыдущем разделе, ассоциативные нано-

коллоиды являются одним из объектов супрамолекулярной

(надмолекулярной) химии (Лен, 1998; Солдатов и Терехова,

2005). Для ассоциативных (нано)коллоидов обычно характер-

но многообразие возможных структурных состояний (фаз),

причем структурные фазовые превращения происходят при

вполне определенных «критических» значениях параметров

системы (концентрации, температуры, давления).

Дата добавления: 2014-01-04