Наночастицы

Какой тип геометрической размерности имеют приведенные в докладе наночастицы?


	Квантовая точка


	0D


	2D


	1D


	3D


	Нанопленка


	Нановолокно


	Нанокапсула

«Согласно номенклатуре IUPAC (Международный союз теоретической и прикладной химии) наночастицы – это объекты размером до 100 нм хотя бы по одному из трех измерений.

По типу структур можно охарактеризовать более десяти видов наночастиц. Наиболее распространенные из них:

1.	Липосомы – это наночастицы в виде сфер, окруженные двойной липидной оболочкой, внутри содержат воду или другие вещества. Размер их может варьировать от нескольких десятков нанометров до десятка микрометров.
2.	Нановолокна – объекты, два характеристических размера которых находятся в нанодиапазоне (1–100 нм) и существенно меньше третьего. Поскольку под волокнами, как правило, подразумеваются протяженные объекты, то два поперечных размера имеют обычно один и тот же порядок, а третий, наибольший размер, может выходить за пределы нанодиапазона.
3.	Фуллерены – молекулярные соединения, принадлежащие к классу аллотропных форм углерода (другие – алмаз, карбон и графит) и представляющие собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из четного числа атомов углерода (до 400). Размеры фуллеренов составляют 0,7–3 нм.
4.	Дендримеры – наночастицы, имеющие древовидную форму, состоят из центрального ядра, ветвей и конечных функциональных групп. Дендримеры изготавливают из полимерных материалов, аминокислот, их размеры составляют 5–20 нм.
5.	Углеродные нанотрубки – это протяженные цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров, состоящие из одной или нескольких свернутых в трубку графитовых плоскостей и заканчивающиеся обычно полусферической головкой, которая может рассматриваться как половина молекулы фуллерена.
6.	Нанокапсулы – пустые сферы с твердой стенкой, содержащие внутри масляные растворы или водяную фазу. В зависимости от условий синтеза их диаметр может меняться в интервале 100–4000 нм.
7.	Нанопроволока – это проволока с диаметром порядка нанометра, изготовленная из металла (никеля, золота, меди), полупроводника (кремния) или диэлектрика (оксида кремния). Длина нанопроволок часто может превышать их диаметр в 1000 и более раз.
8.	Нанопленки – полимерные нанопокрытия (например, из полистирола) толщиной всего в одну или две молекулы. Нанопленки надежно защищают многие предметы, используемые в быту, – экраны компьютеров, окошки мобильных телефонов, линзы очков.
9.	Наностержни – наночастицы, все характеристические размеры которых составляют от 1 до 100 нм. Наибольший из размеров наностержня считается его длиной. Два других размера должны отличаться между собой меньше, чем в три раза, в то время, как отношение длины наностержня к этим размерам должно быть больше, чем 3:1. Строгой границы между наностержнями и нановолокнами не существует, однако к нановолокнам обычно относят наностержни (а при отсутствии информации о внутреннем строении – и нанотрубки) с соотношением размеров 10:1 и более. Наностержни изготавливаются из кремния, металлов (например, титана, олова и цинка), а также других полупроводящих и изолирующих материалов.
10.	Квантовые точки – это одиночные полупроводниковые нанокристаллы (2–90 нм), используемые в биомедицинской и электронной индустрии. Получены квантовые метки такого состава: CdSe, ZnS.

Очень важной является классификация нанообъектов по геометрической размерности, поскольку геометрия значительно влияет на их физические, химические, биологические свойства. Данная классификация основывается на количестве измерений, в которых объект имеет макроскопические или наноскопические размеры. В целом наночастицы можно распределить на 4 группы.

Первая – трехмерные (3D) объекты – частицы, у которых все три измерения (длина, ширина, высота) больше 100 нм.

Вторая – двумерные (2D) объекты – частицы с большой площадью и толщиной менее 100 нм.

Третья – одномерные (1D) объекты – частицы, поперечные размеры которых меньше 100 нм, а длина – больше.

Четвертая – ноль-мерные (0D) объекты – частицы, у которых все три измерения меньше 100 нм».


	1 нм = 10^–9 м.