размерный эффект это:

размерный эффект
Термин
размерный эффект
Термин на английском
Синонимы
Аббревиатуры
Связанные термины
квантовая точка, наноионика, нанокристалл, сверхрешетка, ультрадисперсный
Определение

Комплекс явлений, связанных с существенным изменением свойств физико-химических вещества вследствие:

1) непосредственного изменения размера частиц или квазичастиц (зерен, кристаллитов);

2) вклада границ раздела в свойства системы;

3) соизмеримости размера частиц или квазичастиц с физическими параметрами, имеющими размерность длины и определяющими свойства системы (размер магнитных доменов, длина свободного пробега электрона, дебройлевская длина волны, размер экситона в полупроводниках и т. д.).
Под размерными эффектами в биологии понимают размерно-зависимое изменение биологических (физиологических и т.п.) свойств вещества.

Описание

Размерные эффекты наблюдаются при уменьшении размера структурных элементов: частиц, кристаллитов и зерен ниже некоторой пороговой величины. Такие эффекты появляются, когда средний размер кристаллических зерен не превышает 100 нм, и наиболее отчетливо проявляются при размерах зерен менее 10 нм. Квантовые размерные эффекты проявляются в электронных свойствах вещества или материала и связаны с уменьшением размерности электронного газа, что приводит к изменению энергетического спектра с непрерывного (в трехмерных полупроводниках) на дискретный (ступенчатому в двумерных, расщепленному в одномерных и полностью дискретному в квазинульмерных полупроводниках) вследствие его расщепления.

Влияние размера частиц на физико-химические свойства вещества можно объяснить наличием поверхностного давления, действующего на вещество. Это дополнительное давление, которое обратно пропорционально размеру частиц, приводит к увеличению энергии Гиббса и, как следствие, повышению давления насыщенных паров над наночастицами, уменьшению температур кипения жидкой фазы и плавления твердой (рис. 2). Изменяются и другие термодинамические характеристики - константы равновесия и стандартные электродные потенциалы. Так, при уменьшении размера наночастиц серебра стандартный потенциал пары Ag+/Ag может стать отрицательным, и серебро будет растворяться в разбавленных кислотах с выделением водорода.

Размерный эффект широко распространен в гетерогенном катализе. Во многих случаях наночастицы проявляют каталитическую активность там, где объемная фаза не активна. Так, нанокластеры золота катализируют селективное окисление стирола на воздухе до бензальдегида: C6H5CH=CH2 ? C6H5CH=O, тогда как обычное золото на эту реакцию действия не оказывает.

Размерные эффекты в биологии носят совсем иной характер. Биологические молекулы, полимеры и внутриклеточные структуры наноразмерны, однако их свойства (функции) определяются в основном структурой, а не размерностью. Вместе с тем, взаимодействие искусственных конструкций с биологическими структурами не только структурой, но и размерностью. Например, проницаемость кожи и кровеносных сосудов для липосом зависит от размеров последних. Как следствие, упаковка в липосомы лекарственных средств приводит к изменению таких важных фармакологических свойств последних как время циркуляции в крови и распределение в органах. Создание наноразмерного рельефа на поверхности синтетических материалов лучше стимулирует адгезию клеток по сравнению с микрорельефом и используется в тканевой инженерии. От размера и рельефа поверхности наночастиц зависят: механизм и эффективность их эндоцитоза, а также внутриклеточная локализация. Токсичность частиц также может определяться размерностью. Например, золотые наночастицы размером 1.4 нм обладают наиболее высокой токсичностью по сравнению с другими размерами, т.к. специфически встраиваются в большую бороздку ДНК и индукцируют смерть клеток.

Авторы
  • Гусев Александр Иванович, д.ф.-м.н.
  • Борисенко Григорий Геннадиевич, к.б.н.
  • Еремин Вадим Владимирович, д.ф.-м.н.
Ссылки
  1. Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. - Москва: Наука-Физматлит, 2007. - 416 с.
  2. Gusev A.I. Rempel A.A. Nanocrystalline Materials. - Cambridge: Cambridge International Science Publishing, 2004. - 351 p.
  3. Сергеев Г.Б. Нанохимия - Москва: Изд-во МГУ, 2003. - 288 с.
Иллюстрации
Размерные эффекты в температурной зависимости теплоемкости C/T наночастиц паллади

Размерные эффекты в температурной зависимости теплоемкости C/T наночастиц палладия Pd (1 -диаметр 3.0 нм, 2 – диаметр 6.6 нм, 3 - оъемная фаза) и в оптических спектрах поглощения наночастиц CdSe со средним диаметром от 2.1 до 4.0 нм при 10 K

Зависимость температуры плавления наночастиц золота от их размера

Зависимость температуры плавления наночастиц золота от их размера


Теги
Разделы
Методы сертификации и контроля наноматериалов и диагностики их функциональных свойств
Наука

Энциклопедический словарь нанотехнологий. — Роснано. 2010.

Смотреть что такое "размерный эффект" в других словарях:

  • размерный эффект — matmenų reiškinys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. size effect vok. Größeneffekt, m rus. размерностный эффект, m; размерный эффект, m pranc. effet dimensionnel, m …   Fizikos terminų žodynas

  • Квантово-размерный эффект — Квантово размерный эффект  эффект связанный с квантованием энергии носителей заряда, движение которых ограничено в одном, двух или трёх направлениях. При ограничении бесконечного кристалла потенциальными барьерами или при создании границ… …   Википедия

  • квантовый размерный эффект — Осцилляционная зависимость термодинамических и кинетических характеристик тонких плёнок твёрдого тела от толщины плёнки, связанная с квантованием электронных уровней …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • Квантоворазмерный эффект — Квантово размерный эффект  эффект связанный с квантованием энергии носителей заряда, движение которых ограничено в одном, двух или трёх направлениях. При ограничении бесконечного кристалла потенциальными барьерами или при создании границ… …   Википедия

  • ГАНТМАХЕРА ЭФФЕКТ — (радиочастотный размерный эффект) аномальная зависимость (появление пиков) поверхностного импеданса металлич. пластин от величины пост. магн. поля. Г. э. наблюдается при тех значениях напряжённости поля, когда один из характерных размеров… …   Физическая энциклопедия

  • размерностный эффект — matmenų reiškinys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. size effect vok. Größeneffekt, m rus. размерностный эффект, m; размерный эффект, m pranc. effet dimensionnel, m …   Fizikos terminų žodynas

  • РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ — явления в тв. телах, наблюдающиеся в условиях, когда размеры исследуемого образца сравнимы с одной из характерных длин длиной свободного пробега l носителей заряда, длиной волны де Бройля l, диффузионной длиной и т. п. Различают классич. и квант …   Физическая энциклопедия

  • Квантовые размерные эффекты — Квантово размерный эффект  эффект связанный с квантованием энергии носителей заряда, движение которых ограничено в одном, двух или трёх направлениях. При ограничении бесконечного кристалла потенциальными барьерами или при создании границ… …   Википедия

  • Твёрдость — У этого термина существуют и другие значения, см. Твёрдость (значения). Твёрдость  это способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твёрдого тела  индентора во всем диапазоне нагружения: от момента касания с… …   Википедия

  • ПОЛУМЕТАЛЛЫ — вещества, занимающие по электрич. свойствам промежуточное положение между металлами и полупроводниками. Для П. характерно слабое перекрытие валентной зоны и зоны проводимости (см. ЗОННАЯ ТЕОРИЯ), что приводит, с одной стороны, к тому, что П.… …   Физическая энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «размерный эффект» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»