В последние годы визитной карточкой (или, если угодно, рекламным щитом) нанотехнологий стали углеродные нанотрубки, представляющие собой как бы листы или плоскости из атомов углерода, свернутые в практически идеальные цилиндры диаметром около нанометра и длиной в несколько микрометров. Ученых сейчас больше всего интригует то, что электронные свойства таких структур очень сильно зависят от размеров и направления «закрутки» цилиндров. Эти свойства у углеродных структур могут открыть перед проектировщиками электронных устройств огромные возможности,
В самое последнее время все больший интерес ученых, инженеров и производственников привлекают неорганические полупроводниковые нанопроволоки, так как обнаружилось, что их электронными свойствами управлять значительно легче, чем характеристиками углеродных трубок. Собственно говоря, такие монокристаллические игольчатые объекты с толщиной десятые доли нанометра (следуя традиции, их называют нановискерами) были известны еще с начала 1990-х годов, но интерес к ним возродился после того, как появились разнообразные методы их синтеза. Кроме того, обнаружилось, что нанопроволоки могут быть изготовлены из множества неорганических материалов, что, естественно, значительно расширяет возможности создания новых устройств на их основе. Пока реальные успехи таких разработок весьма незначительны (хотя и очень интересны!), но это направление, которое можно назвать функциональным наноматериаловедением, считается одним из самых перспективных в нанотехнологии.
Наконец, в конце главы читатель найдет информацию о материалах, которые не относятся собственно к нанометрическим, но чрезвычайно важны для развития отрасли в целом. Дело в том, что множество интереснейших сфер применения нанотехнологии (особенно при создании биомедицинских устройств, датчиков и т. д.) настоятельно требует от ученых и инженеров создания так называемых интерфейсов (переходных структур), соединяющих наноматериалы или нанообъекты с микроскопическими устройствами или тканями. Обеспечение требуемого контакта в таких соединениях неожиданно оказалось очень непростой научно-технической задачей, для решения которой необходимо не только синтезировать новые вещества с нестандартными характеристиками, но и тщательно изучить их особенности и возможности для применения в совершенно необычных ситуациях, не имеющих аналогов в истории науки и техники. Сложность и нестандартность таких задач читатель может оценить сам, задумавшись, например, о возможностях обеспечения надежных контактов мономолекулярных структур (играющих роль переключателей в электронной схеме) с подложкой из полимерных или гибридных материалов. Подобные проблемы все чаще возникают при попытках создания прототипов инженерных устройств на основе наноструктур.
Материаловедение переживает сложный этап развития, и специалистам предстоит еще многому научиться, прежде чем они реально смогут управлять свойствами материалов на атомарном уровне и использовать эти свойства. Решение поставленных задач может быть получено лишь на основе комбинированного подхода, сочетающего новые методы синтеза, новые методы описания материалов и разработку новых теоретических механизмов физико-химических процессов (включая флуктуации) на атомарном уровне. Сложность поставленных задач соответствует революционным изменениям, которые нанонаука и наноматериаловедение могут внести в нашу жизнь.
