Nanomaterials Tutorial

Giới thiệu
Nanotechnology Nanotools Nanodevices


Nanostructured Materials References

Giới thiệu

Mặc dù ý tưởng thực hiện các thao tác ở quy mô nhỏ hơn và nhỏ hơn đã xuất hiện trong một thời gian khá dài, sự ra đời của công nghệ nano, ít nhất là ở cấp độ tư tưởng, thường được bắt nguồn từ một bài phát biểu của Richard Feynman tại cuộc họp tháng 12 năm 1959 của Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ. Trong bài phát biểu của mình, Feynman đề xuất các thao tác cho các ứng dụng như lưu trữ dữ liệu xuống đến quy mô của một nguyên tử duy nhất. Phải hơn hai thập kỷ trước khi bài báo đầu tiên được công nhận về công nghệ nano phân tử được công bố.¹

Công nghệ nano

Một động lực trong khoa học nano là cố gắng hiểu cách các vật liệu hoạt động khi kích thước mẫu gần với kích thước nguyên tử. Hình  1shows Hình ảnh của các sợi nano có đường kính nhỏ hơn 10 đến 100 lần so với sợi dệt thông thường. So với tóc người có đường kính khoảng 80.000 nm, các nanofibers có đường kính nhỏ hơn 1.000 lần. Khi quy mô chiều dài đặc trưng của vi cấu trúc nằm trong phạm vi 1- 100 nm, nó trở nên tương đương với quy mô chiều dài tới hạn của các hiện tượng vật lý, dẫn đến cái gọi là "hiệu ứng kích thước và hình dạng". Điều này dẫn đến các thuộc tính độc đáo và cơ hội sử dụng các vật liệu có cấu trúc nano như vậy trong các ứng dụng và thiết bị mới. Các hiện tượng xảy ra trên thang độ dài này được các nhà vật lý, nhà hóa học, nhà sinh học, kỹ sư điện và cơ khí, và các nhà khoa học máy tính quan tâm, làm cho nghiên cứu về công nghệ nano trở thành một hoạt động biên giới trong khoa học vật liệu.

Hình 1. Một bức ảnh của các vòng nano được hiển thị với tóc người để tham khảo (được sao chép với sự cho phép của Espin Technologies, Inc.)

Khi theo dõi tiến hóa nano, người ta đã tuyên bố rằng bất kể kết quả thị trường trong thời gian gần hoặc dài hạn, khoa học nano sẽ không bao giờ là một ngành công nghiệp riêng biệt mà là một khoa học về nhiều con đường ứng dụng, và khả năng có thể xác định lại hướng của một số ngành công nghiệp.² Thông tin chuyên sâu này cho phép người ta nhận ra rằng công nghệ nano không phải là "một công nghệ" mà là "một tập hợp các công nghệ", mang lại một tập hợp các đột phá kỹ thuật sẽ thâm nhập vào nhiều thị trường khác nhau. Trong khuôn khổ như vậy, thế giới của công nghệ nano có thể được chia thành ba loại rộng: Vật liệu có cấu trúc nano, công cụ nano và thiết bị nano.

Nanotools

Nanotools là các thiết bị thao tác vật chất ở chế độ nano hoặc nguyên tử. Các thiết bị như kính hiển vi lực nguyên tử, kính hiển vi thăm dò quét, thiết bị lắng đọng lớp nguyên tử và công cụ in li-tô nano, có thể thao tác vật chất trong chế độ nguyên tử hoặc phân tử. Một số công cụ nano khác bao gồm các kỹ thuật chế tạo; công cụ phân tích và đo lường; và phần mềm cho nghiên cứu và phát triển công nghệ nano. Chúng được sử dụng trong in thạch bản, lắng đọng hơi hóa học (CVD), in 3-D và nanofluidics. Nanofluidics, nghiên cứu về hành vi chất lỏng nano, ví dụ, nghiên cứu động lực học của các giọt hấp thụ trên bề mặt dưới cắt⁴ 3is chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực như chẩn đoán y tế và cảm biến sinh học.

Thiết bị NanoDevices

Thiết bị Nanodevices là bất kỳ hệ thống hoàn chỉnh nào với các thành phần cấu trúc nano thực hiện như chức năng được chỉ định khác ngoài việc thao tác vật liệu nano. Các thiết bị nano đầu tiên trên thị trường là máy dò sinh học huỳnh quang chấm lượng tử. Các thiết bị MEMS được sử dụng như gia tốc kế trong túi khí ô tô. Nhiều ứng dụng đầy hứa hẹn khác đang được phát triển như thiết bị bộ nhớ điện nano, máy cảm ứng nano và hệ thống phân phối thuốc. Các thành phần cho thiết bị nano sẽ bao gồm vật liệu enanommaterial, phân tử hữu cơ bán dẫn,   hóa chất và vật liệu polymer san có độ tinh khiết cao.

Nanostructured Materials

Trong phần này:
Vật liệu Nanocrystalline
Các ống nano carbon / fullerenes
Dendrimers (hạt nano hữu cơ)
đa diện Silsesquioxanes (hạt nano hỗn hợp vô cơ)
Nano-intermediates
Nanocomposite

Vật liệu có cấu trúc nano (NsM) là vật liệu có cấu trúc vi mô, thang đo chiều dài đặc trưng trong đó là theo thứ tự của một vài (thường là 1-100) nanomet. Cấu trúc vi mô đề cập đến thành phần hóa học, sự sắp xếp của các nguyên tử (cấu trúc nguyên tử) và kích thước của một chất rắn trong một, hai hoặc ba chiều. Các hiệu ứng kiểm soát các tính chất của vật liệu cấu trúc nano bao gồm các hiệu ứng kích thước (nơi các thang đo chiều dài tới hạn của các hiện tượng vật lý trở nên tương đương với kích thước đặc trưng của các khối xây dựng của vi cấu trúc), thay đổi chiều của hệ thống, thay đổi của cấu trúc nguyên tử, và hợp kim các thành phần (ví dụ như các nguyên tố) không thể trộn lẫn trong trạng thái rắn và/hoặc trạng thái nóng chảy.

Sự tổng hợp, đặc tính hóa và xử lý vật liệu cấu trúc fnanostured là một phần của một lĩnh vực mới nổi và phát triển nhanh chóng. Nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này nhấn mạnh các khám phá khoa học trong việc tạo ra các vật liệu có các đặc điểm vi cấu trúc được kiểm soát, nghiên cứu về việc xử lý chúng thành vật liệu khối với các đặc tính kỹ thuật và chức năng công nghệ, và giới thiệu các khái niệm thiết bị và phương pháp sản xuất mới.

Các vật liệu có cấu trúc nano có thể được nhóm lại dưới các hạt nano (các khối xây dựng), nano-intermediate và nanocomposit. Chúng có thể ở trong hoặc xa trạng thái cân bằng nhiệt động lực học. Ví dụ, các vật liệu cấu trúc nano bao gồm các tinh thể có kích thước nano của Au hoặc NaCl với các định hướng tinh thể khác nhau và / hoặc các thành phần hóa học khác nhau rất nhiều so với trạng thái cân bằng nhiệt động lực học của chúng. Các vật liệu cấu trúc nano được tổng hợp bởi hóa học siêu phân tử mang lại các cụm nano là ví dụ về những chất ở trạng thái cân bằng nhiệt động lực học.

Trong các đoạn bên dưới, các lớp khác nhau o fnanoparticle được dùng làm các khối xây dựng vật liệu nano và các thiết bị sẽ được thảo luận. Chúng bao gồm các vật liệu tinh thể nano như hạt nano gốm, kim loại và oxit kim loại; fullerenes, ống nano và các cấu trúc liên quan; nano và dây dẫn, và các cấu trúc nano hữu cơ chính xác cũng như các cấu trúc nano vô cơ lai như đuôi gai và silsesquioxan đa diện, tương ứng.

Nanocrystalline Materials

Bao gồm ở đây là gốm, kim loại và các hạt nano oxit kim loại. Trong hai thập kỷ qua, một lớp vật liệu có cấu trúc vi mô cỡ nanomet đã được tổng hợp và nghiên cứu. Những vật liệu này được lắp ráp từ các khối xây dựng cỡ nanomet, chủ yếu là tinh thể. Các khối xây dựng có thể khác nhau về cấu trúc nguyên tử của chúng, định hướng tinh thể hoặc thành phần hóa học. Trong trường hợp các khối xây dựng là tinh thể, các giao diện không mạch lạc hoặc mạch lạc có thể được hình thành giữa chúng, tùy thuộc vào cấu trúc nguyên tử, định hướng tinh thể và thành phần hóa học của các tinh thể lân cận. Nói cách khác, vật liệu lắp ráp các khối xây dựng cỡ nanomet là không đồng nhất về mặt vi cấu trúc, bao gồm các khối xây dựng (ví dụ tinh thể) và các khu vực giữa các khối xây dựng liền kề (ví dụ như ranh giới hạt ). Đó là cấu trúc không đồng nhất này vốn có trên thang nano mét rất quan trọng đối với nhiều đặc tính của chúng và phân biệt chúng với kính, gel, vv có tính đồng nhất vi cấu trúc.³

Ranh giới hạt tạo thành một phần chính của vật liệu ở nano, và ảnh hưởng mạnh mẽ đến tính chất và xử lý. Các tính chất của NsM lệch so với các tinh thể đơn lẻ (hoặc các tinh thể đa hạt thô) và kính có cùng thành phần hóa học trung bình. Độ lệch này là kết quả của sự giảm kích thước và kích thước của các tinh thể có kích thước nanomet cũng như từ nhiều giao diện giữa các tinh thể liền kề. Một nỗ lực được thực hiện để tóm tắt các khái niệm vật lý cơ bản và các đặc điểm vi cấu trúc của NsM cân bằng và không cân bằng.

Nanocrystallit của chất rắn vô cơ số lượng lớn đã được chứng minh là thể hiện các tính chất phụ thuộc vào kích thước, chẳng hạn như điểm nóng chảy thấp hơn, khoảng trống năng lượng cao hơn và cấu trúc phi nhiệt động lực học.^{Năm 4,5} so với bột quy mô lớn, độ dẻo gia tăng đã được quan sát thấy trong các nanopowder của hợp kim kim kim loại.^6,7 Ngoài ra, hiệu ứng lượng tử từ các giá trị biên trở nên quan trọng dẫn đến các hiện tượng như laser chấm lượng tử.

Một trong những ứng dụng chính của kim loại trong hóa học là việc sử dụng chúng như các chất xúc tác không đồng nhất trong nhiều phản ứng khác nhau. Nói chung, hoạt động xúc tác không đồng nhất phụ thuộc vào bề mặt. Do diện tích bề mặt tăng lên đáng kể của chúng trên các vật liệu quy mô vĩ mô, các nanometal và oxit là các chất xúc tác hoạt động cực cao. Chúng cũng được sử dụng làm vật liệu khởi đầu mong muốn cho nhiều phản ứng, đặc biệt là các tuyến đường trạng thái rắn. Nanometals và oxit cũng được sử dụng rộng rãi trong việc hình thành các hợp chất nano. Bên cạnh tiện ích tổng hợp của chúng, chúng có nhiều tính chất từ tính, điện và quang học hữu ích và độc đáo.^8,9

Ống nano cacbon / fullerene 

Việc phát hiện ra fullerenes năm 1985 bởi Curl, Kroto, và Smalley¹ 0culminated trong giải Nobel năm 1996. Fullerenes, hoặc Buckminsterfullerenes, được đặt theo tên của Buckminster Fuller Kiến trúc sư và nhà thiết kế mái vòm trắc địa và đôi khi được gọi là quả bóng bucky. Tên gọi này xuất phát từ hình dạng cơ bản xác định fullerenes; một quả cầu dài của các nguyên tử cacbon được hình thành bằng cách kết nối với nhau các vòng sáu phần tử và mười hai vòng cô lập năm phần tạo thành mặt lục giác và mặt năm cạnh. Fullerene bị cô lập và đặc trưng đầu tiên, C₆₀, chứa 20 khuôn mặt lục giác và 12 khuôn mặt hình ngũ giác giống như một quả bóng đá và có tính đối xứng hình nhị thập diện hoàn hảo.¹⁰

Hóa học fullerene tiếp tục là một lĩnh vực thú vị tạo ra nhiều bài viết với những ứng dụng mới đầy hứa hẹn mỗi năm. Các hạt nano từ tính (vật liệu nano từ tính) cho thấy tiềm năng lớn cho phương tiện lưu trữ từ tính mật độ cao. Công trình gần đây đã chỉ ra rằng C₆ 0dispersed thành các vật liệu sắt từ như sắt, coban, hoặc hợp kim cobaltiron có thể tạo thành các màng mỏng với tính chất từ tính đầy hứa hẹn.^11,12 Một số hợp chất organometallic-fullerene gần đây đã được tổng hợp. Đặc biệt lưu ý là một₆ 0derivative¹ 3and cặp fullerenes giống như ferrocene được bắc cầu bởi một cụm rhodi.¹⁴ Một số dẫn xuất fullerene thậm chí còn thể hiện đặc tính siêu dẫn.¹⁵ Đã có báo cáo về một thiết bị hiệu ứng trường siêu dẫn, chứa fullerene với _Tc cao tới 117 K.¹⁶

Ống nano cacbon (CNT) là các xi lanh rỗng của các nguyên tử cacbon. Sự xuất hiện của chúng là của các ống cuộn than chì sao cho thành của chúng là các vòng carbon lục giác và thường được hình thành trong các bó lớn. Các đầu của CNT là cấu trúc vòm của các vòng sáu thành viên được bao bọc bởi một vòng năm thành viên. Nói chung, có hai loại CNT: Ống nano carbon một lớp (SWNTs) và ống nano carbon nhiều lớp (MWNTs). Như tên của chúng ngụ ý, SWNTs bao gồm một lớp graphene hình trụ duy nhất, trong đó các MWNTs bao gồm nhiều lớp graphene được kính viễn vọng vào nhau.

Ống nano carbon (CNT) lần đầu tiên được phân lập và đặc trưng bởi Ijima vào năm 1991.¹⁷ kể từ đó hàng chục bài báo nghiên cứu đã được xuất bản, và các ứng dụng mới cho CNT đã được đề xuất hàng năm. Các tính chất vật lý và hóa học độc đáo của CNT, chẳng hạn như độ cứng cấu trúc¹ 8and linh hoạt tiếp tục tạo ra sự quan tâm đáng kể. Ngoài ra, CNT cực kỳ mạnh, mạnh hơn khoảng 100 lần (chịu ứng suất) so với thép ở trọng lượng bằng một phần sáu. CNT cũng có thể hoạt động như chất dẫn điện hoặc chất bán dẫn tùy thuộc vào tính chiral của chúng,^19-2 1possess tính siêu dẫn nội tại,² 2are dây dẫn nhiệt lý tưởng,² 3and cũng có thể hoạt động như bộ phát điện trường.²⁴

Thiết bị NanoTube

Ống nano cacbon hiện đang là một khu vực nghiên cứu nóng. Sự phấn khích đã được thúc đẩy bởi những đột phá thử nghiệm đã dẫn đến khả năng thực tế của việc sử dụng chúng về mặt thương mại. Các ứng dụng có thể bao gồm màn hình phẳng dựa trên phát xạ trường, thiết bị bán dẫn mới, cảm biến hóa học và cảm biến cơ điện siêu nhạy.²⁵

Tiện ích của ống nano carbon cho điện tử phân tử hoặc máy tính, lần đầu tiên được dự đoán bởi lý thuyết và mô phỏng, hiện đang được khám phá thông qua các thí nghiệm để chế tạo và khái niệm hóa các thiết bị mới dựa trên mô phỏng. Các ống nano cacbon hiện là ứng cử viên hàng đầu để thay thế silicon khi các tính năng chip hiện tại không thể được thực hiện nhỏ hơn trong thời gian 10-15 năm. Các tính toán cho thấy ống nano có thể có tính chất bán dẫn kim loại hoặc biến đổi với khoảng trống năng lượng từ một vài MeV đến một vài phần mười của eV. Các thí nghiệm thăm dò mật độ của các trạng thái xác nhận những dự đoán này. Các phép đo độ dẫn điện trên các ống nano đơn đã cho thấy hiệu ứng chỉnh lưu đối với một số ống nano và độ dẫn điện ôm cho các ống khác. Những tính chất này cho thấy ống nano có thể dẫn đến một thế hệ thiết bị điện tử mới. Các mô phỏng để điều tra sự tương tác của các phân tử nước với một đầu ống nano² 6revealed Một sự hiểu biết nguyên tử về tương tác, điều này rất quan trọng trong việc thiết kế các màn hình phẳng chất lượng thương mại xung quanh các ống nano carbon. Việc sử dụng chúng như cảm biến cơ điện siêu nhạy cũng đã được khám phá.

Dendrimers (hạt nano hữu cơ) 

Trong những năm gần đây, một lớp cấu trúc mới của các đại phân tử, polyme edendritic, đã thu hút sự chú ý của cộng đồng khoa học. Các hệ thống polymer có kích thước nano mét này là các vật liệu siêu phân nhánh có khối lượng thủy động nhỏ gọn trong dung dịch và hàm lượng nhóm chức năng cao, bề mặt. Chúng có thể hòa tan trong nước nhưng, vì kích thước nhỏ gọn của chúng, chúng không có các đặc tính dày lên thông thường mà nhiều polyme có trong dung dịch. Dendrimers, các thành viên thường xuyên nhất của lớp, được tổng hợp bằng các phương pháp hội tụ hoặc phân kỳ theo từng bước để cung cấp các giai đoạn hoặc thế hệ riêng biệt. Dendrimers được xác định bởi ba thành phần của chúng: Lõi trung tâm, cấu trúc đuôi gai bên trong (các nhánh) và bề mặt bên ngoài (các nhóm cuối). Hơn 50 họ khác nhau về thành phần của các đại phân tử nano, với hơn 200 sửa đổi nhóm cuối, đã được báo cáo.²⁷ Chúng được đặc trưng bởi các cấu trúc gần như hình cầu, kích thước nanomet, số lượng lớn các chức năng nhóm cuối phản ứng, các khoảng trống bên trong được che chắn và độc tính hệ thống thấp. Sự kết hợp độc đáo của các tính chất làm cho chúng trở thành ứng cử viên lý tưởng cho các ứng dụng công nghệ nano trong cả khoa học sinh học và vật liệu. Các báo cáo trong các tài liệu hiện tại đã được hướng tới các ứng dụng của họ trong một loạt các lĩnh vực, bao gồm kỹ thuật vật liệu, công nghiệp, dược phẩm và các ứng dụng y sinh. Cụ thể, chất xúc tác nano,^28,2 9novel vật liệu thạch học,³ 0rheology chất bổ sung,³ 1and hệ thống phân phối thuốc nhắm mục tiêu,³² chất cản quang MRI và chất kết dính sinh học đại diện cho một số ứng dụng tiềm năng.

Silsesquioxanes đa diện (hạt nano lai vô cơ) 

Hỗn hợp vô cơ-hữu cơ lai là một lớp vật liệu mới nổi có triển vọng đáng kể. Vật liệu đang được thiết kế với các tính chất vật lý tốt của gốm sứ và sự lựa chọn tuyệt vời về khả năng phản ứng hóa học nhóm chức liên quan đến hóa học hữu cơ. Các polyme hữu cơ chứa silicon mới, nói chung, và polysilsesquioxan, đặc biệt, đã tạo ra rất nhiều mối quan tâm vì sự thay thế tiềm năng và tương thích với các chất vô cơ dựa trên silicon hiện đang được sử dụng, trong điện tử, quang tử và các công nghệ vật liệu khác. Sự ngưng tụ thủy phân của silan ba chức năng tạo ra polyme mạng hoặc các cụm đa diện có công thức chung (RSiO 1,5)_n.^{Năm 33,34} do đó, chúng được biết đến với tên "không hoàn toàn ở đầu lưỡi" là silsesquioxanes. Mỗi nguyên tử silic được liên kết với trung bình của một và một nửa (sesqui) nguyên tử oxy và một nhóm hydrocarbon (ane). Các nhóm chức năng điển hình có thể bị thủy phân / ngưng tụ bao gồm alkoxy- hoặc chlorosilan, silanol và silanolat.³⁵

Các phương pháp tổng hợp kết hợp kiểm soát pH của động học thủy phân/ngưng tụ, tăng trưởng polymer qua trung gian hoạt động bề mặt, và các cơ chế tạo mẫu phân tử đã được sử dụng để kiểm soát sự ổn định quy mô phân tử cũng như hình thái bên ngoài trong kết quả các giống lai vô cơ / hữu cơ (từ các hợp chất nano trong suốt, đến các mạng lưới mesoporous, các tinh thể organosilica cóđộ xốp và định kỳ cao) tất cả đều có phép cân bằng silsesquioxane (hoặc RSiO 1,5 ).^36-38 Những giống lai vô cơ-hữu cơ này cung cấp một tập hợp độc đáo các tính chất phụ thuộc vật lý, hóa học và kích thước mà không thể thực hiện được chỉ từ gốm sứ hoặc polyme hữu cơ. Do đó, Silsesquioxanes được mô tả như là cầu nối không gian tính chất giữa hai lớp vật liệu thành phần này. Nhiều trong số các vật liệu lai silsesquioxane này cũng thể hiện một sự tăng cường tính chất như độ hòa tan, độ ổn định nhiệt và nhiệt kế, độ bền cơ học, tính minh bạch quang học, tính thấm khí, hằng số điện môi, và khả năng chống cháy, chỉ cần nêu tên vài người.

Nano-intermediates 

Màng có cấu trúc nano, sự phân tán, vật liệu diện tích bề mặt cao và các cụm siêu phân tử là các chất trung gian tiện ích cao cho nhiều sản phẩm với các tính chất cải thiện như pin mặt trời và pin, cảm biến, chất xúc tác, lớp phủ và hệ thống phân phối thuốc. Chúng đã được chế tạo bằng nhiều kỹ thuật khác nhau.

Các hạt nano là các khối xây dựng rõ ràng của nanosystems, nhưng, đòi hỏi các kỹ thuật đặc biệt như tự lắp ráp để căn chỉnh các hạt nano đúng cách. Những phát triển gần đây đã dẫn đến các hệ thống chịu không khí, nhiệt độ phòng cho các tấm nano với các tính năng nhỏ đến 67 nm.³⁹ Theo truyền thống, các hệ thống chùm electron được sử dụng để chế tạo các thiết bị xuống tới 40 nm.⁴⁰

Nanocomposite 

Nanocomposit là vật liệu có cấu trúc nano cải thiện tính chất vĩ mô của sản phẩm. Thông thường, vật liệu nano là đất sét, polymer hoặc carbon, hoặc kết hợp các vật liệu này với các khối xây dựng hạt nano.

Nanocomposit, vật liệu có khả năng phân tách nano các pha thường có thể được chia thành hai loại: Cấu trúc đa lớp và vật liệu tổng hợp vô cơ / hữu cơ. Các cấu trúc nhiều lớp thường được hình thành bởi sự lắng đọng pha khí hoặc từ sự tự lắp ráp của các đơn lớp. Vật liệu tổng hợp vô cơ/hữu cơ có thể được hình thành bằng kỹ thuật sol-gel, liên kết giữa các cụm (như trong silsequioxanes), hoặc bằng các hạt nano phủ, ví dụ như trong các lớp polymer. Nanocomposite có thể tăng cường đáng kể tính chất của vật liệu. Ví dụ, các tạp chất mức ppm có thể dẫn đến sự hình thành các pha aluminide thứ cấp nano trong các hợp kim nhôm, làm tăng độ bền và khả năng chống ăn mòn của chúng. Vật liệu đa lớp từ tính là một trong những khía cạnh quan trọng nhất của vật liệu nano vì chúng đã dẫn đến những tiến bộ đáng kể trong phương tiện lưu trữ.²⁴

Polymer-Clay Nanocomposite (bằng tiếng Anh)

Nhu cầu công nghiệp lớn đối với polyme đã dẫn đến sự quan tâm lớn không kém đối với vật liệu tổng hợp polymer để tăng cường tính chất của chúng. Vật liệu nano polyme đất sét là một trong những vật liệu công nghệ nano thành công nhất ngày nay. Điều này là do chúng có thể đồng thời cải thiện các tính chất vật liệu mà không có sự đánh đổi đáng kể.

Những nỗ lực gần đây đã tập trung vào vật liệu tổng hợp silica silica có lớp polyme và các vật liệu tổng hợp polymer/đất sét khác.⁴¹ Những vật liệu này đã cải thiện các tính chất cơ học mà không cần tải lớn đòi hỏi phải có máy nạp hạt truyền thống.³⁵ Tăng độ ổn định cơ học trong các nanocomposit đất sét polyme cũng góp phần tăng nhiệt độ lệch nhiệt. Những vật liệu tổng hợp này có khả năng khử khí lớn và tính thấm lỏng và hấp thu dung môi. Vật liệu tổng hợp polymer truyền thống thường giảm rõ rệt độ rõ nét quang học; tuy nhiên, các hạt nano gây ra ít tán xạ trong quang phổ quang học và rất ít tán xạ tia cực tím.⁴² Mặc dù các chất phụ gia chậm cháy cho polyme thường làm giảm tính chất cơ học của chúng, các nanocomposit polyme-đất sét có hàng rào và tính chất cơ học tăng cường và ít dễ cháy hơn. Ép phun nén, can thiệp tan chảy và ép đùn polyme với nanopowder gốm có thể tạo thành nanosit. Thông thường không cần dung môi hoặc cắt cơ học để thúc đẩy xen kẽ.

Tài liệu tham khảo

1. Drexler KE. 1981. Molecular engineering: An approach to the development of general capabilities for molecular manipulation. Proceedings of the National Academy of Sciences. 78(9):5275-5278. https://doi.org/10.1073/pnas.78.9.5275

2. 2002. LARTA newsletter. [Internet].[cited 04 Feb 2003].

3. Gleiter H. 2000. Nanostructured materials: basic concepts and microstructure. Acta Materialia. 48(1):1-29. https://doi.org/10.1016/s1359-6454(99)00285-2

4. Murray CB, Kagan CR, Bawendi MG. 2000. Synthesis and Characterization of Monodisperse Nanocrystals and Close-Packed Nanocrystal Assemblies. Annu. Rev. Mater. Sci.. 30(1):545-610. https://doi.org/10.1146/annurev.matsci.30.1.545

5. Alivisatos AP. 1996. Semiconductor Clusters, Nanocrystals, and Quantum Dots. Science. 271(5251):933-937. https://doi.org/10.1126/science.271.5251.933

6. Hahn K, Vedula K. 1989. Room temperature tensile ductility in polycrystalline B2 NiAl. Scripta Metallurgica. 23(1):7-12. https://doi.org/10.1016/0036-9748(89)90083-5

7. Haubold T, Bohn R, Birringer R, Gleiter H. 1992. Nanocrystalline intermetallic compounds?structure and mechanical properties.679-683. https://doi.org/10.1016/b978-1-85166-822-9.50107-2

8. Fry RA, Bennett LH, Della Torre E, Shull RD, Egelhoff WF, Farrow RF, Lee C. 1999. Magneto-optical measurements of Co-Pt (111) multilayers. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 193(1-3):162-165. https://doi.org/10.1016/s0304-8853(98)00423-5

9. Hranisavljevic J, Dimitrijevic NM, Wurtz GA, Wiederrecht GP. 2002. Photoinduced Charge Separation Reactions of J-Aggregates Coated on Silver Nanoparticles. J. Am. Chem. Soc.. 124(17):4536-4537. https://doi.org/10.1021/ja012263e

10. Kroto HW, Heath JR, O?Brien SC, Curl RF, Smalley RE. 1985. C60: Buckminsterfullerene. Nature. 318(6042):162-163. https://doi.org/10.1038/318162a0

11. Zheng LA, Lairson BM, Barrera EV, Shull RD. 2000. Formation of nanomagnetic thin films by dispersed fullerenes. Appl. Phys. Lett.. 77(20):3242-3244. https://doi.org/10.1063/1.1326040

12. Zheng LA, Barrera EV, Shull RD. 2002. Formation and stabilization of nanosize grains in ferromagnetic thin films by dispersed C60. Journal of Applied Physics. 92(1):523-530. https://doi.org/10.1063/1.1481204

13. Sawamura M, Kuninobu Y, Toganoh M, Matsuo Y, Yamanaka M, Nakamura E. 2002. Hybrid of Ferrocene and Fullerene. J. Am. Chem. Soc.. 124(32):9354-9355. https://doi.org/10.1021/ja026069j

14. Lee K, Song H, Kim B, Park JT, Park S, Choi M. 2002. The First Fullerene?Metal Sandwich Complex:  An Unusually Strong Electronic Communication between Two C60Cages. J. Am. Chem. Soc.. 124(12):2872-2873. https://doi.org/10.1021/ja017496k

15. Margadonna S, Aslanis E, Prassides K. 2002. Ammoniated Alkali Fullerides (ND3)xNaA2C60:  Ammonia Specific Effects and Superconductivity. J. Am. Chem. Soc.. 124(34):10146-10156. https://doi.org/10.1021/ja026775k

16. Schon JH. 2001. Field-Induced Superconductivity in a Spin-Ladder Cuprate. 293(5539):2430-2432. https://doi.org/10.1126/science.1064204

17. Iijima S. 1991. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature. 354(6348):56-58. https://doi.org/10.1038/354056a0

18. Overney G, Zhong W, Tom?nek D. 1993. Structural rigidity and low frequency vibrational modes of long carbon tubules. Z Phys D - Atoms, Molecules and Clusters. 27(1):93-96. https://doi.org/10.1007/bf01436769

19. Mintmire JW, Dunlap BI, White CT. Are fullerene tubules metallic?. Phys. Rev. Lett.. 68(5):631-634. https://doi.org/10.1103/physrevlett.68.631

20. Hamada N, Sawada S, Oshiyama A. New one-dimensional conductors: Graphitic microtubules. Phys. Rev. Lett.. 68(10):1579-1581. https://doi.org/10.1103/physrevlett.68.1579

21. Saito R, Fujita M, Dresselhaus G, Dresselhaus MS. Electronic structure of graphene tubules based onC60. Phys. Rev. B. 46(3):1804-1811. https://doi.org/10.1103/physrevb.46.1804

22. Kociak M, Kasumov AY, Guéron S, Reulet B, Khodos II, Gorbatov YB, Volkov VT, Vaccarini L, Bouchiat H. Superconductivity in Ropes of Single-Walled Carbon Nanotubes. Phys. Rev. Lett.. 86(11):2416-2419. https://doi.org/10.1103/physrevlett.86.2416

23. Rinzler AG, Hafner JH, Nikolaev P, Nordlander P, Colbert DT, Smalley RE, Lou L, Kim SG, Tomanek D. 1995. Unraveling Nanotubes: Field Emission from an Atomic Wire. Science. 269(5230):1550-1553. https://doi.org/10.1126/science.269.5230.1550

24. Cantor B, Allen C, Dunin-Burkowski R, Green M, Hutchinson J, O?Reilly K, Petford-Long A, Schumacher P, Sloan J, Warren P. 2001. Applications of nanocomposites. Scripta Materialia. 44(8-9):2055-2059. https://doi.org/10.1016/s1359-6462(01)00891-0

25. Tombler TW, Zhou C, Alexseyev L, Kong J, Dai H, Liu L, Jayanthi CS, Tang M, Wu S. 2000. Reversible electromechanical characteristics of carbon nanotubes underlocal-probe manipulation. Nature. 405(6788):769-772. https://doi.org/10.1038/35015519

26. Maiti A, Andzelm J, Tanpipat N, von Allmen P. Effect of Adsorbates on Field Emission from Carbon Nanotubes. Phys. Rev. Lett.. 87(15): https://doi.org/10.1103/physrevlett.87.155502

27. Dvornic P. 1999. et al. Polym. Prepr.. 40, 408.

28. Zhao M, Sun L, Crooks RM. 1998. Preparation of Cu Nanoclusters within Dendrimer Templates. J. Am. Chem. Soc.. 120(19):4877-4878. https://doi.org/10.1021/ja980438n

29. Balogh L, Tomalia DA. 1998. Poly(Amidoamine) Dendrimer-Templated Nanocomposites. 1. Synthesis of Zerovalent Copper Nanoclusters. J. Am. Chem. Soc.. 120(29):7355-7356. https://doi.org/10.1021/ja980861w

30. Tully D. 1999. Nanoscale Patterning of Self-assembled Dendrimer Monolayers using Scanning Probe Lithography. . Polym. Prepr. . 40, 402.

31. De Brabander E. 1997. Star polycondensates: large scale synthesis, rheology and material properties. Polymer news. 22(1) pp.6-12.

32. Wilbur DS, Pathare PM, Hamlin DK, Buhler KR, Vessella RL. 1998. Biotin Reagents for Antibody Pretargeting. 3. Synthesis, Radioiodination, and Evaluation of Biotinylated Starburst Dendrimers. Bioconjugate Chem.. 9(6):813-825. https://doi.org/10.1021/bc980055e

33. Baney RH, Itoh M, Sakakibara A, Suzuki T. 1995. Silsesquioxanes. Chem. Rev.. 95(5):1409-1430. https://doi.org/10.1021/cr00037a012

34. Lichtenhan J. 1996. Silsesquioxane-Based Polymers in The Polymeric Materials Encyclopedia: Synthesis, Properties and Applications. p 7768. Boca Raton, Florida: CRC Press.

35. Karian He. 1999. Handbook of Polypropylene and Polypropylene Composites.. NewYork: Marcel Dekker.

36. Shea KJ, Loy DA. 2001. Bridged Polysilsesquioxanes. Molecular-Engineered Hybrid Organic?Inorganic Materials. Chem. Mater.. 13(10):3306-3319. https://doi.org/10.1021/cm011074s

37. Kresge CT, Leonowicz ME, Roth WJ, Vartuli JC, Beck JS. 1992. Ordered mesoporous molecular sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism. Nature. 359(6397):710-712. https://doi.org/10.1038/359710a0

38. Inagaki S, Guan S, Fukushima Y, Ohsuna T, Terasaki O. 1999. Novel Mesoporous Materials with a Uniform Distribution of Organic Groups and Inorganic Oxide in Their Frameworks. J. Am. Chem. Soc.. 121(41):9611-9614. https://doi.org/10.1021/ja9916658

39. Plass R, Last JA, Bartelt NC, Kellogg GL. 2001. Self-assembled domain patterns. Nature. 412(6850):875-875. https://doi.org/10.1038/35091143

40. Jager EWH. 2000. Microfabricating Conjugated Polymer Actuators. 290(5496):1540-1545. https://doi.org/10.1126/science.290.5496.1540

41. Giannelis EP, Krishnamoorti R, Manias E. 1999. Polymer-Silicate Nanocomposites: Model Systems for Confined Polymers and Polymer Brushes.107-147. https://doi.org/10.1007/3-540-69711-x_3

42. Strawhecker KE, Manias E. 2000. Structure and Properties of Poly(vinyl alcohol)/Na+Montmorillonite Nanocomposites. Chem. Mater.. 12(10):2943-2949. https://doi.org/10.1021/cm000506g

43. Jones D. 1999. Negative friction. Nature. 398(6723):112-112. https://doi.org/10.1038/18129