Основные области применения гибридных нанокомпозитов

Гибридные нанокомпозиты в первую очередь используют для получения пластичных материалов, обладающих полупроводниковыми и сверхпроводящими свойствами. В их число входят нанопроволоки на полимерной матрице, пленки со специальными свойствами, а также керамика различного назначения, включая мембраны, люминофоры, просветляющие и отражающие покрытия на оптических элементах, носители и катализаторы, усиливающие агенты для пластиков и резин, связующие адсорбенты для фармацевтической и косметической промышленности и др. На основе гибридных полимер-неорганических наноматериалов, полученных тем же методом и обладающих улучшенными термическими и механическими свойствами по сравнению с исходными полимерами, созданы оптические волноводы.

Наночастицы, например, Si0₂, ТiO₂, CdS, CaC0₃, BaS0₄, применяемые в качестве специфических наполнителей, позволяют улучшать свойства материалов притом, что их концентрация в матрице существенно ниже, чем при использовании обычных наполнителей. Так, при введении наполнителей в композиции механическим диспергированием на смесительном оборудовании (размер частиц ~1 мкм) для достижения требуемого эффекта усиления необходимо, чтобы на 100 мас.% полиизопропилена приходилось до 10 ... 50 мас.% наполнителя, а такой же эффект достигается введением всего лишь 0,6 ... 0,8 мас.% наполнителя in situ. Высоконаполненные (до 75%) композиционные материалы на основе НРЧ высокотемпературного сверхпроводника Ti₂Ba₂Ca₂Cu₃0_J/ (Т_с - 125 К) и полихлортрифторэтилена обладают улучшенными физико-механическими и теплофизическими характеристиками, устойчивостью к атмосферной влаге. Такие материалы могут быть использованы для создания криоэлектронных приборов, левитирующих устройств, магнитных экранов.

Большое практическое значение наноразмерных коллоидных систем обусловило в последнее десятилетие существенный прогресс в их изучении. Современный уровень эксперимента позволил получать отдельные наночастицы заданного размера и исследовать их свойства. Успехи в синтезе и в изучении наночастиц дали возможность подтвердить теоретические модели, которые были созданы несколькими десятилетиями раньше, но не могли быть проверены, поскольку их разрабатывали для идеальных систем. Можно сказать, что высокий уровень, достигнутый в экспериментах по получению наночастиц, в настоящее время близок к пределу достижимого. Значительно усовершенствовались и методы изучения свойств наночастиц. Получена практически полная информация о строении наночастиц и динамике электронов в них. Все это позволило выйти на новый уровень понимания физико-химических процессов, протекающих в наноразмерных коллоидных системах.