Багато фізичні закони, справедливі для макрооб'єктів, для мікро-і наночастинок порушуються. Наприклад, несправедливі формули додавання опорів провідників при їх паралельному і послідовному з'єднанні. Вода в нанопори гірських порід не замерзає при температурі - 20-30 ° С, а температура плавлення наночастинок золота набагато менше температури плавлення масивних зразків.
В останні роки в багатьох публікаціях призводять ефектні приклади впливу розмірів часток того чи іншого речовини на його властивості: електричні, магнітні, оптичні. Так, колір рубінового скла від змісту і розмірів колоїдних (мікроскопічних) часток золота. Колоїдні розчини золота можуть дати цілу гаму кольору - від оранжевого (розмір частинок менше 10 нм) і рубінового (від 10 до 20нм) до синього (близько 40нм). У лондонському музеї королівського інституту зберігаються колоїдні розчини золота, які отримані ще М. Фарадеєм, вперше связавшим варіації їх кольору з розміром частинок.
Частка поверхневих атомів стає все більше по мірі зменшення розмірів частинки, для наночастинок практично всі атоми «поверхневі», по цьому їх хімічна активність дуже велика.
Корпускулярно хвильовий дуалізм дозволяє приписати кожній частці певну довжину хвилі. Зокрема це відноситься до електрона в кристалі, елементарним атомним магнітиків і т.д. Їх поведінка описується хвильовими характеристиками. Теплові коливання атомів кристала є колективним процесом: окремі атоми коливаються не незалежні, а беруть участь у пружних теплових коливаннях різної частоти, що охоплюють весь кристал. Цим хвилях зіставляють своєрідну частку - фотон - квант енергії пружних коливань, за аналогією з фотоном - квантом енергії електромагнітних коливань. Розміри макроскопічних тіл на багато порядків більше цих довжин хвиль. Відповідна ж частці довга хвилі може «не уміщатися» на наночасток.
Загальна причина відмінностей властивостей наносистем від властивостей макроскопічних систем - це порівнянність їх розмірів з довжиною хвиль, що визначають ці властивості. Тому наночастинки заліза при кімнатній температурі поводяться не як ферромагнетики, а як парамагнетики.
Нарешті ще одна особливість наноструктур, важлива для електроніки, - разом із зменшенням разміра системи зменшується час протікання в ній різноманітних процесів, тобто збільшується швидкодія.
Рис. 2. Надточний регулятор руху для асемблера
Незвичайні властивості наноструктур ускладнюють їх тривіальне технічне використання і одночасно відкривають зовсім несподівані технічні перспективи.
Особливо для медицини та біології є те, що нанорозмірів - один з основних масштабів живого організму. Це дозволяє ставити завдання цілеспрямованого впровадження наноструктур ви живий організм (у тому числі людини), наприклад з метою очищення кровоносних судин або локального введення ліків. Одночасно з'являється вже реалізована зараз можливість поєднання електронних і мікромеханічних пристроїв з «живими» наноструктурами, наприклад для створення нанороботів або вирішення завдань наноелектроніки / 16 /.
1.3 Природні та штучні наночастинки
Фактично людина давно використовував мікро-і наноструктури в техніці. Це дрібні частки вуглецю в сталі, каталізатори з розвиненою поверхнею, дрібні частинки ...
