Предисловие ..................................................... 8

1  Свойства наноматериалов. Размерный эффект
   (А.Б. Ярославцев) ........................................... 11
   1.1  Размерный эффект ....................................... 11
   1.2  Особенности строения наночастиц ........................ 13
   1.3  Физические свойства наноматериалов ..................... 20
   1.4  Сорбционные и химические свойства наноматериалов ....... 23
   Литература .................................................. 25
2  Механизмы роста наночастиц (В.К. Иванов, П.П. Федоров,
   А.Е. Баранчиков) ............................................ 29
   2.1  Классические модели образования и роста кристаллов ..... 30
   2.2  Образование и рост кристаллов по модели
        ориентированного присоединения и сращивания ............ 32
   2.3  Основные методы анализа процесса ориентированного
        сращивания наночастиц .................................. 40
   2.4  Направленный синтез материалов с использованием
        ориентированного сращивания наночастиц ................. 45
   2.5  Современные направления исследований в области
        механизма и кинетики ориентированного сращивания
        наночастиц ............................................. 47
   Литература .................................................. 51
3  Аэрогели - синтез, свойства и практическое применение
   (С.А. Лермонтов, А.Н. Малкова, В.К. Иванов) ................. 56
   3.1  Основы методов получения аэрогелей ..................... 57
   3.2  Типы аэрогелей ......................................... 60
   3.3  Применение аэрогелей ................................... 69
   Литература .................................................. 73
4  Функциональные наноматериалы типа «ядро-оболочка»,
   синтезированные методом молекулярного наслаивания
   (А.А. Малыгин) .............................................. 84
   4.1  Научно-экспериментальные основы метода молекулярного
        наслаивания ............................................ 88
   4.2  Принципы молекулярного наслаивания в твердофазном
        материаловедении ....................................... 94
   Литература ................................................. 109
5  Наноструктура материалов газоразделительных мембран
   (Ю.П. Ямпольский, Н.А. Белов, А.Ю. Алентьев) ............... 114
   5.1  Транспортные свойства полимеров ....................... 115
   5.2  Свободный объем - макроскопическая интерпретация ...... 115
   5.3  Зондовые методы для измерения свободного объема
        в полимерах ........................................... 117
        5.3.1  Метод аннигиляции позитронов ................... 119
        5.3.2  Связь коэффициентов диффузии и проницаемости
               газов и свободного объема ...................... 121
        5.3.3  Концентрация ЭСО в полимерах ................... 125
        5.3.4  Изменение свободного объема в процессе
               стеклования полимера ........................... 128
   5.4  Гибридные композиционные материалы с добавками
        наночастиц ............................................ 137
   Литература ................................................. 142
6  Наноматериалы с ионной проводимостью (И.А. Леонидов,
   А.Б. Ярославцев) ........................................... 146
   6.1  Влияние дисперсности соединений на их ионную
        проводимость .......................................... 146
   6.2  Ионная проводимость мембранных материалов ............. 151
   6.3  Ионная проводимость композиционных материалов ......... 155
   6.4  Наноматериалы со смешанной кислород-ионной
        и электронной проводимостью ........................... 158
   Литература ................................................. 166
7  Наноматериалы для альтернативной энергетики
   (Ю.А. Добровольский, A.M. Скундин, А.Б. Ярославцев) ........ 170
   7.1. Низкотемпературные топливные элементы ................. 171
        7.1.1  Протонпроводящие мембраны для топливных
               элементов ...................................... 173
        7.1.2  Гибридные протонпроводящие мембраны ............ 174
        7.1.3  Причины изменения свойств гибридных
               ионпроводящих мембран .......................... 178
        7.1.4  Электрокатализаторы для низкотемпературных
               топливных элементов ............................ 183
        7.1.5  Носители для катализаторов топливных
               элементов ...................................... 186
   7.2  Твердооксидные топливные элементы ..................... 189
   7.3  Наноматериалы для литий-ионных аккумуляторов .......... 192
        7.3.1  Углеродные анодные наноматериалы ............... 193
        7.3.2  Композиты с углеродными наноматериалами ........ 195
        7.3.3  Металлические анодные наноматериалы ............ 195
        7.3.4  Наноструктурированные оксиды металлов как
               электроды литий-ионных аккумуляторов ........... 197
        7.3.5  Анодные наноматериалы на основе кремния ........ 203
        7.3.6  Наноструктурированные катодные материалы
               положительных электродов на основе
               феррофосфата лития ............................. 206
        7.3.7  Наноструктурированные катодные материалы
               на основе оксидов ванадия ...................... 210
   Литература ................................................. 215
8  Солнечные элементы на основе сенсибилизированных
   широкозонных полупроводников (С.А. Козюхин,
   А.А. Шерченков, В.А. Гринберг, В.К. Иванов) ................ 240
   8.1  Принцип действия ССЭ .................................. 242
   8.2  Фотоанод на основе наноструктурированного диоксида
        титана ................................................ 244
   8.3  Медиаторные системы в ССЭ ............................. 247
   8.4  Полимерные электролиты в ССЭ .......................... 250
   8.5  Дизайн красителей для ССЭ ............................. 252
   8.6  Перспективы применения перовскитов в ССЭ в качестве
        поглощающих солнечный свет материалов и/или
        материалов с дырочной проводимостью ................... 255
   8.7  Солнечные элементы с экстремально тонким поглощающим
        слоем ................................................. 259
   Литература ................................................. 265
9  Полимерные нанокомпозиты, наполненные углеродными
   нанотрубками (С.В. Кондратов, Г.Ю. Юрков) .................. 271
   9.1  Влияние на величину порога перколяции параметров УНТ
        и их распределения по объему нанокомпозита ............ 273
   9.2  Формирование электропроводящих сетей в полимерном
        нанокомпозите с углеродными нанотрубками .............. 281
   9.3  Формирование электрического контакта между
        углеродными нанотрубками в нанокомпозите .............. 287
   9.4  Перспективные способы создания конструкционных
        материалов с функциональными свойствами ............... 293
   Литература ................................................. 301
10 Магнитные и радиопоглощающие металлсодержащие
   нанокомпозиты (А.С. Фионов, Г.Ю. Юрков) .................... 306
   10.1 Простые (монометаллические) наночастицы ............... 308
   10.2 Наночастицы со структурой ядро-оболочка ............... 309
   10.3 Ферритовые наночастицы ................................ 312
   10.4 Материалы с комбинированными наполнителями ............ 314
   10.5 Наночастицы на ультрадисперсных носителях ............. 318
   10.6 Поглотители электромагнитных волн на основе
        нанокомпозитов ........................................ 319
   Литература ................................................. 324
11 Наноразмерные катализаторы для нефтепереработки
   и нефтехимии (С.Н. Хаджиев, А.Л. Максимов, Х.М. Кадиев) .... 330
   11.1 Нанесенные катализаторы переработки нефти и газа ...... 332
   11.2 Наногетерогенные катализаторы переработки нефти и
        газа .................................................. 340
   Литература ................................................. 350
12 Многокомпонентные биоактивные наноструктурированные
   покрытия (Д.В. Штанский, Е.А. Левашов, И.В. Сухорукова) .... 355
   12.1 Композиционные мишени для осаждения покрытий .......... 357
   12.2 Первое поколение МБНП с высоким комплексом
        химических, механических, трибологических и
        биологических свойств ................................. 358
   12.3 Второе поколение МБНП с улучшенными
        остеокондуктивными свойствами ......................... 363
   12.4 МБНП на поверхности нерастворимых полимеров ........... 363
   12.5 Получение биоматериалов с контролируемыми составом
        и морфологией поверхности ............................. 365
   12.6 Механические характеристики материалов с МБНП ......... 369
   12.7 Третье поколение МБНП - биоактивные покрытия
        с антибактериальным эффектом .......................... 371
   12.8 Деиммунизированный костный матрикс с МБНП ............. 375
   Заключение ................................................. 377
   Литература ................................................. 378
13 Роль неавтономного состояния вещества в формировании
   структуры и свойств наноматериалов (В.В. Гусаров,
   О.В. Альмяшева) ............................................ 384
   13.1 Общие представления о неавтономных фазах .............. 385
   13.2 Строение и свойства неавтономных фаз .................. 389
   13.3 Процессы фазообразования и фазовые переходы ........... 392
   Литература ................................................. 405
14 Сенсоры на основе нанокристаллического диоксида олова
   (А.В. Марикуца, М.Н. Румянцева, A.M. Гаськов) .............. 410
   14.1 Структура объема и поверхности диоксида олова ......... 412
   14.2 Типы активных центров на поверхности диоксида олова ... 414
   14.3 Кислотно-основные центры .............................. 416
   14.4 Адсорбированные формы кислорода ....................... 420
   14.5 Парамагнитные центры .................................. 424
   14.6 Гидратно-гидроксильный слой ........................... 428
   14.7 Влияние модификаторов на активные центры на
        поверхности нанокристаллического диоксида олова ....... 433
   14.8 Влияние активных центров на сенсорные свойства
        нанокристаллического диоксида олова ................... 443
   Литература ................................................. 449