От атома к нано-, микро- и макрокристаллам, материалам и месторождениям

Сотрудниками лаборатории минералогии алмаза Института геологии совместно с коллегами из Центра электронной микроскопии Ахенского университета Германии (Т. Вайрих, Е. Майер) впервые разработана классификация наноструктур природных и синтетических веществ атомарного и молекулярного разрешения и выявлен принципиально новый тип нано- структур.

Исследования и разработки на наноуровне являются одним из наиболее актуальных направлений современной науки и инноваций. Накопление информации в этой области происходит с неугасающей и нарастающей силой, что требует экстренного развития фундаментальной базы.

В результате исследований с помощью высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии на молекулярном и атомарном уровнях в совокупности с низкоэнергетической электронной спектроскопией на примере углеродной минерализации различного генезиса получены обширные данные о наноструктурном и атомарном состояниях природных углеродных веществ. Эти данные в совокупности с обобщением опубликованных сведений в обла сти материаловедения разнообразных веществ впервые позволили произвести классифицирование наноструктур. Данная классификация позволила в целом оценить типизацию и разнообразие структурной организации конденсированного состояния вещества.

По степени упорядоченности вещества делятся на 3 типа: упорядоченные, неупорядоченные и смешанные (промежуточные), последний выделен впервые.

Упорядоченные наноструктуры характеризуются двумя классами — кристаллические и некристаллические наноструктуры, которые соответственно подразделяются на виды: мо-нофазные и полифазные кристаллические наноструктуры и некристаллические — трубки, сферы, конусы, спирали, слои.

Неупорядоченные наноструктуры относятся в классу аморфных веществ, которые представлены гомоа-томным, гетероатомным, псевдогете-роатомным видами.

Тип смешанных (промежуточных) наноструктур характеризуется одновременным присутствием (совмещением) как кристаллического структурного, так и аморфного мотивов. Такое строение отнесено к псевдокристаллическому классу структуризации вещества с выделяющимися в его пределах по степени преобладания того или иного мотивов кристаллической наноструктуры с элементами аморфной и аморфной с элементами кристаллической структуры.

Предложенная нами классификация наноструктур является фундаментальной основой при изучении веще-

Классификация наноструктур атомарного и молекулярного разрешения

_____________________________ Наноструктура _____________________________

Примечание. Обычным шрифтом показаны экспериментально наблюдаемые наноструктуры, курсивом — теоретически возможные.

^есЛЛак , сентябрь, 2010 г., № 9

Типы наноструктур атомарного разрешения: а) упорядоченная, б) смешанная, в) неупорядоченная

ства на атомарном и молекулярном уровнях, может быть использована для описания и характеристики любых типов конденсированных веществ как природного, так и техногенного происхождения и рекомендована для применения в областях моделирования процессов кристаллообразования, поисков и обогащения полезных ископаемых, материаловедения.