Рентгеновский анализ в изучении состава наночастиц

Российский Государственный Университет нефти и газа (НИУ)  им. И. М. Губкина

Кафедра физической и коллоидной химии

Реферат на тему:

«Рентгеновский анализ в изучении состава наночастиц»

Выполнил:

 студент группы ХВ-13-07

Сидей Александр

Проверил:

д. х. н., проф. В. А. Винокуров

Москва

2016

Оглавление:

Введение………………………………………………………………………………………….…3

Физические основы рентгеноспектрального микроанализа……………5

Устройство и работа рентгеноспектрального микроанализатора....10

Электронная микроскопия……………………………………………………………….12

            Просвечивающая электронная микроскопия………………………………………..12

            Растровая (сканирующая) микроскопия………………………………………………..14

Технические возможности рентгеноспектрального микроанализатора……………………………………………………………………………17

Заключение………………………………………………………………………………………21

Используемая литература………………………………………………………………..23

Введение

            Нанотехнологии - это "самые высокие" технологии, на развитие которых ведущие экономические державы тратят сегодня миллиарды долларов. По прогнозам ученых, нанотехнологии в XXI веке произведут такую же революцию в манипулировании материей, какую в ХХ произвели компьютеры в манипулировании информацией", а их развитие изменит жизнь человечества больше, чем освоение письменности, паровой машины или электричества.

                В настоящее время разрабатываются и обещают найти применение различные виды наноструктурных материалов: нанопленки и гетероструктуры, наночастицы и кластеры, углеродные наноструктуры, супрамолекулярные системы, наноструктурные покрытия, нанопористые структуры и др. Особое место среди них занимают объемные наноструктурные материалы – поликристаллы с размером зерен порядка и менее 100 нм. Эти материалы имеют уникальные физико-механические свойства, значительно отличающиеся от свойств обычных, крупнозернистых материалов.

            Современная тенденция к миниатюризации показала, что вещество может иметь совершенно новые свойства, если взять очень маленькую частицу этого вещества. Частицы, размерами от 1 до 100 нанометров (по рекомендации IUPAC) обычно называют «наночастицами».

            Как и большинство твердых макрообъектов, наночастицы обладают целым рядом специфических свойств, которые являются объектом аналитических исследований. К их числу можно отнести:

            – определение химического состава отдельных структурных составляющих, фаз, зерен и т. д.;

            – определение атомно-молекулярной структуры, т. е. тип и параметры кристаллической решетки, ориентация, наличие и характер распределения структурных дефектов и др.;

            – определение морфологических характеристик, размеров и форм отдельных фаз, зерен, пор и др.

            Эти задачи накладывают целый ряд требований к методам аналитических исследований наночастиц:

            – достаточно высокие чувствительность и разрешение;

            – регулируемая глубина проникновения, включая масштабы моноатомных слоев;

            – сохранение принципов неразрушающего анализа;

            – доступность и простота;

            – возможность однозначной интерпретации результатов.

Специфика строения наночастиц определяет и основные принципы экспериментальной физики, и микроструктурного анализа, которые могут быть использованы в решении аналитических задач. Прежде всего речь идет о рассеянии частиц, которое может носить упругий (при столкновении с другими частицами внутреннее состояние остается неизменным, а меняются только импульсы) и неупругий (столкновение частиц сопровождается изменением их внутреннего состояния, их превращением в другие частицы и т. д.) характер.

            Механизм рассеяния частиц лежит в основе целого ряда методов микроскопии. К основным из них можно отнести просвечивающую электронную (ПЭМ), растровую сканирующую электронную (РСЭМ) микроскопию и рентгеновский микроанализ.

            Известно, что обычная оптическая микроскопия для визуализации изображения использует световой пучок и различия в коэффициентах поглощения, отражения или преломления между отдельными участками объекта. Предельное разрешение определяется дифракционным пределом:

δ=0,5λ/n,

где λ – длина волны (0,4 – 0,8 мкм для видимого света);

n – коэффициент преломления прозрачной среды, в которой находится образец (для воздуха n=1).

            Теоретический предел обнаружения размеров объектов оптическими методами, таким образом, не может превышать 200 нм. Поэтому в оптический микроскоп можно наблюдать многие микрообъекты (бактерии, живые клетки) и др. Для получения изображений более мелких объектов необходимо использовать излучение с меньшей длиной волны.

Физические основы рентгеноспектрального микроанализа

            В начале 30-х гг. немецкий физик Э. Русака предложил использовать электронный пучок вместо светового и затем совместно с инженером М. Кнолл создал прототип электронного микроскопа с увеличением в 400 раз.

            Рентгеноспектральный микроанализ (микрорентгеноспектральный анализ, электронно-зондовый рентгеноспектральный анализ, электронно-зондовый микроанализ) — методика, позволяющая с помощью электронного микроскопа или специального электронно-зондового микроанализатора ("микрозонд") получить информацию о химическом составе образца в произвольно выбранном участке микроскопических размеров.

            Суть методики заключается в том, что исследуемый образец помещается в вакуумную камеру растрового или просвечивающего электронного микроскопа и облучается сфокусированным направленным пучком электронов высокой энергии. Пучок электронов (электронный зонд) взаимодействует с приповерхностным участком образца глубиной обычно менее нескольких микрон. Объем зоны взаимодействия зависит как от ускоряющего напряжения, так и от плотности материала образца и для массивной мишени находится в диапазоне от первых десятых долей до десяти кубических микрон. Генерация рентгеновского излучения является результатом неупругого взаимодействия между электронами и образцом. Рентгеновское излучение появляется в результате двух главных процессов: эмиссии характеристического излучения и эмиссии фонового, или тормозного излучения (нем. –bremsstrahlung).

            Характеристическое рентгеновское излучение возникает, поскольку энергия возникающего кванта зависит только от энергии участвующих в процессе электронных уровней, а они являются характерными для каждого элемента. Так как каждый атом имеет вполне определенное конечное число уровней, между которыми возможны переходы только определенного типа, характеристическое рентгеновское излучение дает дискретный линейчатый спектр. В качестве примера фрагмент подобного спектра приведен на рис. 1. Рентгеновские линии, возникающие при переходах электронов на одноименную оболочку, составляют одну спектральную серию (К-, L-, М- серии).

Рис. 1. Фрагмент спектра при рентгеноспектральном микроанализе.

            По закону Мозли, для рентгеновских линий внутри одной серии существует прямая зависимость энергии излучения и атомного номера химического элемента:

Е = р (Z – q)²,

где Е – энергия, Z – атомный номер эмитирующего атома (q – константы).

            Если можно определить энергии или длины волн эмитированного спектра, то можно сделать выводы об элементах, содержащихся в образце. Это основа рентгеноспектрального анализа. Если по характеристическому спектру можно определить интенсивность линий участвующих элементов (как правило, a-линий) и измерить их интенсивность, то на этой основе можно выполнить количественный анализ элементов.

            Тормозное рентгеновское излучение возникает вследствие торможения первичных электронов в электрическом (кулоновском) поле атомов анализируемого материала. Кинетическая энергия первичных электронов в этом случае частично или полностью преобразуется в энергию рентгеновского излучения. Соответственно излучение имеет непрерывный спектр с энергией от нуля до энергии падающего электрона и поэтому его еще называют непрерывным рентгеновским излучением. Максимальная энергия фотонов тормозного излучения соответствует энергии электронов пучка, полностью потерявших энергию в результате взаимодействия с полем атома. Значение этой энергии называется «пределом Дуана-Ханта». Если образец не имеет поверхностного заряда, предел Дуана-Ханта равен энергии падающего пучка.

            При рентгеноспектральном микроанализе тормозное излучение нежелательно, так как вносит основной вклад в увеличение уровня фона и не может быть исключено. Это вызывает необходимость оптимизации условий возбуждения излучения для получения наиболее высокого соотношения сигнал/фон и, следовательно, увеличения чувствительности прибора.

            При проникновении первичных электронов в образец они тормозятся не только электрическим полем атомов, но и непосредственным столкновением с электронами атомов материала. В результате этого первичные электроны могут выбивать электроны с внутренних К-, L- или М-оболочек, оставляя атом образца в энергетически возбужденном состоянии. Образующиеся вакансии заполняются переходами электронов с более высоких энергетических уровней. Атом переходит в основное состояние, избыточная энергия выделяется в виде кванта рентгеновского излучения.

            Еще один важный вид излучения, возникающего при взаимодействии электронного зонда с исследуемыми веществами, связан с образованием Оже-электронов. Эффект был открыт в 1920-х гг. прошлого столетия французским ученым Пьером Оже. Возникновение эффекта связано с передачей энергии фотона или пучка электронов с энергией от 2 до 50 кэВ внутренним оболочкам атомов (например, находящимся на К-уровне).

            В результате выброса электрона с К-уровня образуется вакансия, которая может быть заполнена путем перехода электрона с более высокого уровня (например, L3-подуровня). Возникший при переходе электрона избыток энергии может привести к испусканию рентгеновского фотона (излучательный переход) или к выбрасыванию еще одного электрона (Оже-электрон), например, с подуровня L2 (безызлучательный переход). В результате в атоме вместо одной первичной вакансии возникают две вторичные на более высоких уровнях энергии.

            В обозначении Оже-переходов сначала указывают уровень, на котором образована первичная вакансия, затем уровень, электрон которого заполнил эту вакансию, и последним – уровень, который покинул Оже-электрон.

            Оже-эффект наблюдается у всех элементов периодической системы, начиная с Li, причем его вероятность для легких элементов достигает 0,99 и убывает с увеличением порядкового номера.

            Электронная Оже-скопия (ЭОС) изучает энергетические спектры оже-электронов, которые возникают при облучении исследуемого вещества электронным пучком. ЭОС широко используется для определения элементного состава газов и поверхности твердых тел, для изучения электронного строения и химического состояния атомов в пробе.

            Если можно определить энергии или длины волн эмитированного спектра, то можно сделать выводы об элементах, содержащихся в образце. Это основа рентгеноспектрального анализа. Если по характеристическому спектру можно определить интенсивность линий участвующих элементов (как правило, a-линий) и измерить их интенсивность, то на этой основе можно выполнить количественный анализ элементов.

            Количественный рентгеноспектральный анализ обычно проводится методом трех поправок (ZAF), предложенный Кастеном. В основе метода лежит измерение в одинаковых условиях интенсивности рентгеновского излучения i-того элемента образца (J_i) и эталона известного состава, содержащего данный элемент (J_(i)) за вычетом величины интенсивности тормозного рентгеновского излучения – фона. Весовая концентрация С_i элемента i определяется как:

С_i = (ZAF) _i J_i / J_(i) C_(i),

где C_(i) – весовая доля элемента в эталоне;

Z_i – поправка на разницу в среднем атомном номере между образцом иэталоном, обусловлена отражением и торможением электронов;

А_i – поправка на поглощение рентгеновского излучения в образце, определяется энергией зонда, углом выхода рентгеновского излучения и массовым коэффициентом поглощения для интересующего элемента в образце;

F_i – поправка на флюоресценцию за счет вторичного возбуждения рентгеновского излучения элемента i излучением других элементов и тормозным излучением.

            Для определения величин поправок используются различные методы расчета, которые отличаются различной степенью точности, границами применимости и продолжительностью операций. Современная аппаратура обычно имеет несколько вариантов программы расчета поправок.

Устройство и работа рентгеноспектрального микроанализатора

            Рентгеновские фотоны обладают свойствами как частиц, так и волн, и их свойства можно охарактеризовать в терминах энергий или волн. Для рентгеноспектрального анализа можно использовать энергодисперсионный спектрометр (ЭДС), который сортирует фотоны по их энергии, либо волнодисперсионный спектрометр (ВДС), использующий принцип разделения рентгеновского излучения по длинам волн.

            В спектрометрах волновой дисперсии (ВСД) возбужденное в образце рентгеновское излучение попадает на кристалл-анализатор и «отражается» от него под разными углами q в зависимости от длины волны l в соответствии с законом Вульфа-Брэгга. Отраженное излучение регистрируется пропорциональным счетчиком. С помощью спектрометра можно определить элементы с порядковыми номерами от Z = 4 (Ве) до Z = 92 (U). Это требует регистрации излучений с большим интервалом длин волн и, соответственно, применения легко заменяемого набора кристаллов.

            Основой энергетического дисперсионного спектрометра (ЭДС) служит полупроводниковый детектор. Сигнал с детектора подается в многоканальный анализатор, который позволяет регистрировать и просматривать на экране монитора спектр, включающий пики от всех элементов, входящих в образец. Отраженное излучение регистрируется рентгеновским счетчиком и позволяет определять элементы от бериллия (Z=4) до урана (Z=92).

            Большим преимуществом энергетических дисперсионных спектрометров является то, что энергия всех падающих квантов может быть обработана одновременно. В результате этого для снятия рентгеновского спектра требуется всего лишь несколько минут, в то время как при работе со спектрометрами волновой дисперсии необходимо затратить на ту же операцию один или несколько часов. Недостатком ЭДС является примерно на порядок меньшее энергетическое разрешение по сравнению с ВСД и возможность идентифицировать элементы начиная только с порядкового номера Z=11 (Na).

Рис. 2. Схема одного из рентгеновских микроанализаторов: 1 – электронная пушка, 2 – конденсаторная линза, 3 – источник света, 4 – отражательный объектив, 5 – окуляр, 6 – объективная электронная линза, 7 – изогнутый кристалл-анализатор, 8 – детектор рентгеновского излучения поверхности образца и контроль траектории перемещения образца под пучком.

Электронная микроскопия

         Базой для рентгеновского микроанализа (РМ) служит электронно-оптическая система просвечивающего или растрового электронных микроскопов, поэтому их часто совмещают в одном приборе.

Просвечивающая электронная микроскопия

            В просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) пучок электронов, сформированный осветительной системой, проходит через очень тонкий (менее 100 нм) слой вещества и рассеивается. Рассеянный пучок излучения проходит через объективную линзу и преобразуется в изображение, которое затем увеличивается промежуточными линзами и проецируется на экран, фотопластинку и выводится на дисплей. Таким образом, ПЭМ дает информацию о внутренней микроструктуре исследуемого образца.

            Общая схема устройства ПЭМ представлена на рис. 2.

            В электронно-оптической системе (колонне) ПЭМ с помощью вакуумной системы создается глубокий вакуум (давление до 10^-5 Па). А качестве источников электронов используются два типа катодов: термоэлектронные и автоэмиссионные. Первые используют способность вещества испускать электроны при нагревании выше температуры, при которой преодолевается потенциальный барьер между поверхностью и вакуумом (работа выхода).

            С этой целью используют либо вещества с высокой температурой плавления, либо с малой работой выхода. Ранее с этой целью использовали вольфрамовую нить (т. пл. 3660 К), а в более современных приборах –гексаборид лантана LaB₆ c низкой работой выхода.

            Энергия электронов на выходе из УК, а следовательно, и длина волны, зависит от ускоряющего напряжения, значения которого меняются для разных видов ПЭМ от 20 до 200 кВ. Это определяет проникающую способность электронов и разрешающую способность  микроскопа. При максимальном ускоряющем напряжении разрешение может достигать 1,4 ангстрем (увеличение в 1 500 000 раз).

            Образец обычно помещают в специальный объектодержатель на тонкой металлической сетке диаметром 2-3 мм. Объектодержатель перемещается системой рычагов в двух взаимоперпендикулярных направлениях, наклоняется в разные стороны, что особенно важно при исследовании среза тканей либо таких дефектов кристаллической решетки, как дислокации и включения.

Рис.2. Схема устройства ПЭМ: а) режим изображения; б) режим микродифракции

            В упрощенном описании электронный пучок, сформированный в электронной пушке и высоковольтном ускорителе, дважды фокусируется первым и вторым конденсаторами, которые создают на изучаемом объекте электронное пятно с размерами от 1 до 20 мкм. Часть электронов рассеивается при прохождении через образец и задерживается аппаратурной диафрагмой. Нерассеянные электроны проходят через отверстие диаграммы и фокусируются объективом. Сформированное первое увеличенное изображение затем усиливается промежуточными линзами и попадает в систему проекционных линз, где формируется изображение, попадающее на катодолюминисцентный экран, светящийся под воздействием попадающих на него электронов.

Растровая (сканирующая) микроскопия

            В основе работы растрового электронного микроскопа (РЭМ) лежит сканирование поверхности образца сфокусированным электронным лучом (построчное перемещение луча вдоль поверхности образца). За рубежом для этого метода общепринято английское название scanning electron microscope, поэтому его часто еще называют сканирующей электронной микроскопией (СЭМ).

            В растровых электронных микроскопах электронный луч, сжатый магнитными линзами в тонкий (1-10 нм) зонд, сканирует поверхность образца, формируя на ней растр из нескольких тысяч параллельных линий. Возникающие при электронной бомбардировке поверхности вторичные излучения регистрируются различными детекторами и преобразуются в видеосигналы. В результате на регистрирующем экране появляется изображение, представляющее собой картину распределения интенсивности одного из вторичных излучений по сканируемой площади объекта.

            Обычно сфокусированный ионный пучок генерируют с помощью жидкометаллических ионных источников на основе галлия, золота, иридия и других металлов. Ионы ускоряют до энергий 5-50 кэВ и фокусируют в пучок диаметром в несколько нанометров с помощью электростатических линз. Электростатическая линза – это система диафрагм-электродов различной формы с щелями либо отверстиями для прохождения ионов. Высокоэнергетические ионы ионизируют материал мишени и разрушают химические связи в нем, послойно удаляя поверхностные атомы.

Рис. 3. Принципиальная схема растрового электронного микроскопа

            Наличие различных видов излучений определяет необходимость использования и многочисленных детекторов для их регистрации. К числу основных можно отнести детекторы вторичных электронов, обеспечивающие максимальную разрешающую способность РЭМ и возможность наблюдения субнанометровых объектов.

            Детектирование отраженных электронов (ОЭ) совместно с анализом характеристических спектров рентгеновского излучения используется в аналитических целях для проведения элементного анализа исследуемых образцов. В его основе лежит зависимость характера сигнала ОЭ от среднего атомного номера зондируемого участка, что дает информацию о распределении в нем элементов.

            Почти любой современный электронный микроскоп может быть оснащен рентгеновским спектрометром как дополнительной приставкой. Чаще всего растровые (РЭМ) и просвечивающие (ПЭМ) электронные микроскопы оснащаются энергодисперсионными спектрометрами, но некоторые РЭМ допускают установку одновременно двух типов спектрометров — ЭДС и ВДС.

            Кроме того, серийно производятся растровые электронные микроскопы, специально сконструированные для проведения рентгеноспектрального микроанализа — электронно-зондовые микроанализаторы. Электронно-оптическая колонна таких приборов позволяет получать стабильный во времени пучок электронов с энергией до 50 кэВ при токах зонда до нескольких микроампер. Они, как правило, оснащены несколькими ВДС — до 5—6, а также одним ЭДС.

Технические возможности рентгеноспектрального микроанализатора

            Рентгеноспектральным микроанализом не удается определить в составе сплава легкие элементы с порядковым номером меньше 4. Возникают такие трудности и с выявлением элементов, когда на линии К-серии одного элемента накладываются линии L- или M-серии другого элемента.

            Например, на линию КL азота практически накладывается линия Lj титана. В этом случае прибор зарегистрирует суммарную интенсивность излучения, что приведёт к ошибке в определении концентрации азота в сплаве.

            Важной характеристикой рентгеноспектрального микроанализа является его локальность, т.е. объем вещества, в котором возбуждается характеристическое рентгеновское излучение. Он определяется в первую очередь диаметром электронного зонда на образце и зависит от ускоряющего напряжения и химического состава материала. Диаметр зонда обычно составляет 0,1 до 0,5 мкм. Для получения надежных результатов количественного анализа рекомендуется, чтобы исследуемый объект (фаза включения) имел размеры не менее 5 мкм.

            Чувствительность метода (предел обнаружения) оценивается как доля элемента в массовых процентах, которая еще может быть выявлена в данной матрице. Она зависит от отношения интенсивности сигнала к уровню фона, т.е. от выбранной для анализа серии рентгеновских линий, продолжительности измерений, величины ускоряющего напряжения и, в существенной мере, от химического состава матрицы. Наилучший вариант анализа, когда определяется содержание элемента с большим порядковым номером Z в матрице с малым Z. В целом можно считать, что для элементов с Z>10 достигается предел обнаружения на уровне 0,01% (по массе) и ниже. Для элементов с меньшим значением Z он составляет только 0,1% (по массе).

            Точность количественного анализа определяется инструментальными ошибками, а также точностью внесения поправок.

            Ошибка, вносимая корректировочным расчетом поправок, представляет собой систематическую ошибку, которая остается постоянной. Инструментальные ошибки, возникающие непосредственно в процессе измерений, будут определять степень воспроизводимости анализа. В частности, на ошибки влияют следующие факторы: точность установки угла q спектрометра, соответствующего максимуму интенсивности рентгеновского излучения; стабильность работы электроники; статистика импульсов; качество подготовки шлифа; процессы диффузии и испарения при электронной бомбардировке образца; наложение линий спектра; правильность установки уровня фона.           

            В зависимости от задач исследования можно осуществлять анализ материала в точке, сканированием вдоль выбранной линии или по площади участка микрошлифа. Анализ распределения элементов может быть выполнен в качественном, полуколичественном и количественном виде.

            Количественный анализ осуществляется в точке. Для его проведения подбираются определенные условия, обеспечивающие высокую чувствительность и точность анализа. Количественный рентгеноспектральный микроанализ — это относительный метод, основанный на сравнении измеренной интенсивности рентгеновских линий, генерируемых в образце с интенсивностями соответствующих линий в надлежащем стандартном образце известного состава, при известных токах зонда и идентичных прочих аналитических условиях (одинаковое ускоряющее напряжение, одинаковая геометрия установки образца и стандарта, одинаковое состояние поверхности и др.). Содержание элемента рассчитывается из отношения интенсивностей на образце и стандарте с известной концентрацией определяемого элемента в последнем. Для учета различий в составах образца и стандарта вводится поправка на матричные эффекты.

            Методами рентгеноспектрального анализа можно определять концентрацию практически любых элементов от бериллия или бора до калифорния в диапазоне концентраций от сотых (ВДС) или десятых (ЭДС) долей весового процента до 100 %.

            При качественном анализе определяется тип элементов, входящих в состав исследуемого участка образца. Если образец имеет несколько фаз (участков), химический состав которых неизвестен, то выполняется качественный анализ каждой фазы.

            Качественный анализ обычно используется для определения характера распределения элементов по площади шлифа. Это реализуется путем получения рентгеновского растрового изображения, аналогично формированию изображений во вторичных электронах РЭМ. В тот момент, когда сигнал, свидетельствующий о наличии того или иного элемента, поступает на кинескоп прибора, на экране появляется светлая точка. Плотность точек является ориентировочной мерой концентрации исследуемого элемента. По этим данным можно приближенно судить о составе различных участков шлифа, в частности, о распределении элементов по границам зерен, составе вторых фаз и т.д. Следует иметь ввиду, что малые количества элементов этим методом обнаружить нельзя, так как при сканировании продолжительность регистрации в каждой точке невелика, что приводит к ошибке счета. После качественного анализа часто проводят количественный анализ в отдельно выбранных точках. По полученным данным программное обеспечение позволяет определять тип фазы, исходя из ее химического состава.

            Полуколичественный анализ реализуется, если требуется определить распределение элементов вдоль линий (линейный анализ). Он осуществляется сканированием поверхности образца электронным лучом в заданном направлении с одновременным получением на экране диаграммы изменения интенсивности рентгеновского излучения и, следовательно, концентрации анализируемого элемента. При использовании соответствующих эталонов можно задать масштаб концентрации, позволяющий полуколичественно оценить изменение концентрации. В современных микрозондах линейный анализ выполняется почти исключительно методом шагового сканирования, т.е. путем последовательного проведения анализа в отдельных точках. Таким образом, осуществляется количественное определение концентрации элементов с заданной точностью.

Заключение

            XXI в. будет веком нанонауки и нанотехнологии, которые и определят его лицо. Воздействие нанотехнологии на жизнь обещает иметь всеобщий характер, изменить экономику и затронуть все стороны быта, работы, социальных отношений. С помощью нанотехнологий мы сможем экономить время, получать больше благ за меньшую цену, постоянно повышать уровень и качество жизни.

            Основными направлениями исследований в нанохимии являются:

·        Разработка методов сборки крупных молекул из атомов с помощью наноманипуляторов; изучение внутримолекулярных перегруппировок атомов при механических, электрических и магнитных воздействиях.

·        Синтез наноструктур в потоках сверхкритической жидкости; разработка способов направленной сборки нанокристаллов.

·        Разработка теории физико-химической эволюции ультрадисперсных веществ и наноструктур; создание способов предотвращения химической деградации наноструктур.

·        Получение новых катализаторов для химической и нефтехимической промышленности; изучение механизма каталитических реакций на нанокристаллах.

·        Изучение механизмов нанокристаллизации в пористых средах в акустических полях; синтез наноструктур в биологических тканях.

·        Исследование явления самоорганизации в коллективах нанокристаллов; поиск новых способов пролонгирования стабилизации наноструктур химическими модификаторами.

            Целью исследований является разработка функционального ряда машин, обеспечивающих:

§  Новые катализаторы для химической промышленности и лабораторной практики.

§  Методологию предотвращения химической деградации технических наноструктур; методики прогноза химической деградации.

§  Получение новых лекарств.

§  Способ лечения онкологических заболеваний путем проведения внутриопухолевой нанокристаллизации и наложения акустического поля.

§  Новые химические сенсоры; методы увеличения чувствительности сенсоров.

Используемая литература:

1.    В. А. Винокуров. Введение в нанохимию. Учебное пособие. – М.: РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, 2014. – 222 с.: ил.

2.    Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Нанохимия. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с.

3.    Количественный электронно-зондовый микроанализ. Пер. с англ. / Под ред. В. Скотта, Г. Лава. — М.: Мир, 1986. — 352 с.

4.    Электронно-зондовый микроанализ. Пер. с англ. С. Г. Конникова и А. Ф. Сидорова. — М.: Мир, 1974. — 264 с.

5.    Рид С. Электронно-зондовый микроанализ. Пер. с англ. А. И. Козленкова. — М.: Мир, 1979. — 425 с.

6.    Растровая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ. Аппаратура, принцип работы, применение. Учебное пособие. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана

7.    Микроанализ и растровая электронная микроскопия. Под ред. Морис Ф., Мени Л., Тиксье Р. М.: Металлургия, 1985. – 392 с.