Естественнонаучные проблемы Арктического региона : седьмая региональная научная студенческая конференция, Мурманск, 11-12 мая 2006г. : труды конференции. Мурманск, 2007.

- теория и моделирование хода каталитическими реакций, возможных при нанотех­ нологиях; - теория и моделирование процессов управления этими реакциями в реальном мас­ штабе времени их протекания (например, с помощью комбинированных воздейст­ вий температуры, СВЧ-поля, частоты когерентного лазерного облучения и т.д.). Этот ряд можно продолжать бесконечно. Мир стоит на пороге третьей научно- технической революции, основой которой являются нанотехнологии. Важнейший из инструментов, без которых невозможно манипулирование атомами был создан лишь в 80-х гг. Это туннельный микроскоп. Сканирующий туннельный зондовый мик­ роскоп был изобретен в 1982 г. Г. Биннингом и Г. Рорером. Для его создания были востребова­ ны результаты фундаментальной науки и самые инновационные технологии и идеи. Вот лишь основные из них: - теория туннельного переноса заряда, разработанная в 1928 г. Г.А, Гамо- вым, в то время сотрудником Ленин­ градского технологического институ­ та; - системы позиционирования острия туннельного зонда микроскопа с точ­ ностью до сотых долей нанометра. Идею пьезодвигателей этих систем предложил в 1966 г. Р. Янг. Аналого- цифровые преобразователи (АЦП), обеспечивающие сегодня достаточно высокую точность позиционирования, были созданы на основе 2 0 -разрядных СБИС. На рис. 1представлена типовая схема осуществления сканирующих зондовых мето­ дов исследования и модификации поверхности в нанотехнологии. На рис. 2 показана структурная схема туннельного микроскопа - одного из мощ­ нейших инструментов нанотехнологии. Его использование повлекло за собой ряд откры­ тий. В 1985 г. X. Крото, Р. Керл и Р. Смоли обнаружили в па­ рах графита, полученных его испарением под лазерным пуч­ ком, кластеры (или многоатомные молекулы) углерода. Наибо­ лее стабильными из них оказались Сбо и С 7 0 . Как выяснилось в результате структурного анализа, первый из них имел форму футбольного, а второй - регбийного мяча. Позднее их стали на­ зывать фуллеренами в честь американского архитектора Р. Фуллера, получившего в 1954 г. патент на строительные кон­ струкции в виде многогранных сфероидов для перекрытия больших помещений. Шарообразные (или дынеобразные) мо­ лекулы имеют необычную симметрию и уникальные свойства. Все ковалентные связи в них насыщены, и между собой они мо­ гут взаимодействовать только благодаря слабым ван-дер-вааль- Р и с - 2 совым силам. При этом последних хватает, чтобы построить из сферических молекул кристаллические структуры (фуллериты). К каждой такой моле­ куле можно «привить» другие атомы и молекулы, можно поместить чужеродный атом в центральную полость фуллереновой молекулы, как в суперпрочный контейнер, или поли- меризовать их, раскрыв внутренние связи, и т.д. 97