Нанопорошки: от фундаментальных свойств до глобальных перспектив применения и безопасности

В XXI веке, когда темпы технологического развития определяют прогресс цивилизации, нанотехнологии выходят на передний план, обещая радикальные изменения во всех сферах нашей жизни. Центральное место в этом преобразовательном процессе занимают нанопорошки — удивительный класс материалов, чьи свойства кардинально отличаются от их макроскопических аналогов. Эта трансформация происходит не просто из-за уменьшения размера, а благодаря проявлению уникальных физико-химических явлений на наномасштабе.

Нанопорошки, по своей сути, представляют собой сыпучие материалы, состоящие из соприкасающихся друг с другом наночастиц. Эти наночастицы, будучи строительными блоками наномира, имеют размеры в несколько десятков нанометров (1 нм = 10^-9 м). Однако ключевая особенность заключается не в самом размере, а в том, что именно на этом масштабе свойства вещества начинают зависеть от его геометрических параметров, открывая путь к созданию принципиально новых материалов и устройств.

Цель данного обзора — всесторонне и академически глубоко рассмотреть феномен нанопорошков. Мы погрузимся в фундаментальные принципы, объясняющие их уникальные свойства, проанализируем многообразие методов их получения, от традиционных механических до передовых физико-химических. Далее мы исследуем широкий спектр областей применения, от электроники и медицины до энергетики и строительства, а также затронем критически важные экономические, экологические и медико-биологические аспекты. В заключение, мы рассмотрим мировые тенденции и прогнозы развития рынка нанопорошков на ближайшие годы, чтобы очертить их роль как одного из главных двигателей научно-технического прогресса.

Фундаментальные свойства нанопорошков: ключ к уникальным возможностям

Ключевой тезис: Уникальные свойства нанопорошков обусловлены проявлением специфических размерных эффектов на стыке микро- и макромира. Понимание этих эффектов критически важно, поскольку именно они позволяют инженерам и ученым целенаправленно создавать материалы с заданными характеристиками, недоступными для традиционных технологий.

Поведение вещества на наномасштабе резко отличается от того, что мы привыкли видеть в привычном, макроскопическом мире. Это связано с особым состоянием, которое материя приобретает, когда её структурные элементы уменьшаются до размеров, сравнимых с характерными масштабами фундаментальных физико-химических процессов.

Определения и классификация наноструктур

Для начала, важно провести четкое разграничение ключевых понятий, используемых в нанотехнологиях.

• Наночастицы — это нульмерные объекты размером обычно менее 100 нм. Они могут быть как кристаллическими, так и аморфными, часто имеют неправильную форму и дисперсию по размеру более 15%.
• Нанокластеры — это более мелкие объекты, как правило, от 1 до 10 нм, отличающиеся меньшей дисперсией по размеру по сравнению с наночастицами.
• Нанопорошки — это сыпучие материалы, состоящие из соприкасающихся друг с другом наночастиц. Они могут представлять собой агломераты некристаллических наноразмерных субъединиц.
• Наноструктурные материалы — это более широкая категория, включающая материалы, в которых размеры основных структурных элементов (кристаллитов, волокон, слоёв, пор) не превышают 100 нм хотя бы в одном направлении.
• Наносостояние вещества — это структурно-энергетическое состояние вещества, диспергированного до уровня наночастиц, установившееся в результате взаимного влияния поверхности и объема в наночастице.

Ключевым моментом является то, что система получает приставку «нано» не просто из-за размера менее 100 нм, а вследствие того, что её свойства начинают зависеть от этого размера. Нанотехнология, в свою очередь, является междисциплинарной областью науки и техники, занимающейся изучением свойств объектов и разработкой устройств с базовыми структурными элементами размерами в несколько десятков нанометров.

Размерные эффекты и их проявления

Уникальные свойства наноструктурных материалов обусловлены проявлением специфических размерных эффектов. Когда размеры структурных единиц уменьшаются до 100 нм и менее, они становятся сравнимы с масштабами фундаментальных физических процессов, таких как длина переноса вакансий, размер магнитного домена, длина свободного пробега электронов или фононов, протяженность дислокаций. Это приводит к тому, что наноматериалы практически бездефектны, что радикально отличает их свойства от соответствующих макроматериалов.

Примерами таких уникальных свойств являются:

• Сверхпластичность: материалы могут растягиваться в десятки раз при относительно низких температурах.
• Повышенная прочность и твёрдость: например, нанокомпозиты магния с углеродными нанотрубками (УНТ) демонстрируют увеличение микротвердости в 3 раза по сравнению с чистым магнием.
• Повышенная стойкость к коррозии и износу.
• Улучшенные магнитные, электрические и оптические свойства.

Размерные эффекты тесно связаны с усилением влияния поверхности на объем при уменьшении числа структурных единиц в частице. С ростом кривизны поверхности увеличивается амплитуда колебаний атомов на поверхности частиц, что приводит к понижению температуры спекания. Так, частицы диаметром менее 10–30 нм могут спекаться даже при температурах ниже комнатной.

Поверхностное давление, которое обратно пропорционально размеру частиц, также играет критическую роль. Оно увеличивает энергию Гиббса и, как следствие, повышает давление насыщенных паров и уменьшает температуры кипения и плавления. Это явление описывается уравнением Гиббса-Томсона, согласно которому температура плавления T_пл наночастицы с радиусом r уменьшается по сравнению с температурой плавления массивного материала T_масс пропорционально 1/r:

Tпл(r) = Tмасс [1 - (2σтжVт)/(rΔHпл)]

где σ_тж — поверхностное натяжение между твердой и жидкой фазами, V_т — молярный объем твердой фазы, ΔH_пл — скрытая теплота плавления. Это означает, что для наноматериалов можно добиться плавления при значительно более низких температурах, что открывает возможности для новых методов обработки и синтеза.

Влияние размера частиц также проявляется в изменении термодинамических характеристик, таких как константы равновесия и стандартные электродные потенциалы. Например, при уменьшении размера наночастиц серебра стандартный потенциал пары Ag⁺/Ag может становиться отрицательным, что указывает на изменение их химической активности.

Квантовые эффекты в нанопорошках

Когда характерный размер частиц становится менее 10 нм, начинают проявляться квантовые размерные эффекты. В этих масштабах электроны ведут себя как квантовые объекты, и классические законы физики перестают быть достаточными для их описания.

Теория размерного квантования, предложенная Ал. Эфросом и А. Эфросом в 1982 году, утверждает, что центр наночастиц имеет зону с непрерывной электронной плотностью, тогда как их края состоят из дискретных энергетических уровней. Это приводит к изменению энергетического спектра электронов и уменьшению размерности электронного газа. Следствием этого является изменение ширины энергетических зон и, как результат, рост энергии оптических переходов. Это явление лежит в основе уникальных оптических свойств, например, квантовых точек, которые способны излучать свет разного цвета в зависимости от их размера.

Различают два типа размерных эффектов:

• Собственный (внутренний) эффект, связанный со специфическими изменениями в поверхностных, объемных и химических свойствах частицы, определяющих их химическую активность, энергию связи и кристаллографическую структуру.
• Внешний эффект, который является размерно-зависимым ответом на внешнее действие сил.

Каталитическая активность и запасенная энергия

Размерный эффект широко используется в гетерогенном катализе, где наночастицы могут проявлять высокую каталитическую активность, в то время как более крупные частицы того же вещества остаются неактивными. Это связано с огромной удельной поверхностью и высокой концентрацией поверхностных атомов, обладающих иными электронными и координационными свойствами.

Примером является использование наночастиц платины в катализаторах для гидрирования непредельных углеводородов. Исследования показали, что отдельные атомы платины, закрепленные на медной подложке, демонстрируют значительно более высокую активность и селективность в реакции восстановления бутадиена до бутена по сравнению с традиционными платиновыми катализаторами. Это подтверждено испытаниями в промышленных условиях и открывает перспективы для создания более эффективных и экономичных каталитических систем.

Также важными понятиями являются:

• Запасенная энергия наночастицы — это энергия, выделяющаяся при нагревании, сжатии или другом воздействии на частицу в результате перехода из метастабильного в стабильное состояние.
• Запасенная энергия нанопорошка — это суммарная энергия, выделяющаяся как в результате перехода отдельных частиц из метастабильного в стабильное состояние, так и в результате их спекания.

Удельная площадь поверхности и реакционная способность

Одним из наиболее важных параметров нанопорошков является их удельная площадь поверхности — общая площадь поверхности на единицу массы порошка. Чем мельче частицы, тем больше удельная площадь поверхности. Например, если взять один грамм вещества и измельчить его до наноразмеров, его общая площадь поверхности может увеличиться в тысячи и даже миллионы раз. Сложная форма порошка и высокая пористость также способствуют увеличению удельной поверхности.

Высокая удельная поверхность приводит к значительному увеличению реакционной способности нанопорошков металлов. Нанопорошки металлов являются метастабильными системами, что означает их склонность к изменению состояния при внешних воздействиях. Мелкие частицы имеют больше атомов или молекул на поверхности по сравнению с объемом, что делает поверхностные атомы доминирующими в формировании физико-химических свойств всего материала. Эти поверхностные атомы обладают повышенной энергией, что обуславливает их высокую химическую активность, способность к быстрому окислению, растворению и взаимодействию с другими веществами. Именно эти особенности делают нанопорошки незаменимыми во многих высокотехнологичных процессах и продуктах. Как же ученые добиваются таких результатов?

Методы получения нанопорошков: от механического измельчения до плазмохимического синтеза

Ключевой тезис: Разнообразие методов получения нанопорошков позволяет контролировать их дисперсность, состав и морфологию для специфических применений. Выбор конкретного метода определяется требуемыми свойствами конечного продукта и экономической целесообразностью.

Получение нанопорошков — это сложный технологический процесс, требующий точного контроля над условиями синтеза для достижения заданных характеристик. Общим принципом для большинства методов является сочетание высокой скорости образования центров зарождения частиц с малой скоростью их роста. Это позволяет предотвратить излишнее укрупнение частиц и получить материал с необходимой дисперсностью.

Основные требования к методам получения нанопорошков включают:

• Возможность контроля и управления параметрами процесса.
• Узкое распределение частиц по размерам.
• Воспроизводимое получение порошков контролируемой дисперсности, химического и фазового состава.
• Минимизация загрязнений.

Методы получения нанопорошков условно подразделяются на физические и химические. Эта условность связана с тем, что многие химические методы основаны на физических явлениях (например, низкотемпературная плазма, лазерное излучение), а химические реакции играют важную роль при испарении в среде реакционных газов в «физических» методах. По другому принципу методы делятся на диспергационные (разрушение исходного материала) и конденсационные (формирование частиц из атомарного или молекулярного состояния).

Механические методы

Механические методы получения нанопорошков основаны на физическом воздействии на исходный материал.

Механическое измельчение (помол)

Это один из старейших и наиболее прямолинейных методов, применяемый для измельчения металлов, керамики, полимеров, оксидов и хрупких материалов. Для помола используются различные типы мельниц:

• Планетарные мельницы
• Шаровые мельницы
• Вибрационные мельницы

Средний размер получаемых нанокристаллов в порошках может варьироваться от 5–10 до 200 нм. Например, для оксидов вольфрама и молибдена удается получить частицы порядка 5 нм, а для железа — 10–20 нм. Измельчение часто проводят при низких температурах (так называемый криопомол), например, в жидком азоте. Это повышает хрупкость металлов, делая их более податливыми к измельчению, а также приводит к покрытию нанопорошков тонкой оксидно-нитридной пленкой, которая увеличивает стойкость к спеканию и помогает сохранять размер частиц при нагревании до 900–950 °С.

Преимущества механического измельчения:

• Высокая производительность (от 10 кг/ч до 1 т/ч).
• Низкая себестоимость.
• Контролируемые свойства частиц, такие как размер, морфология, удельная поверхность и фазовый состав.

Недостатки:

• Широкое распределение частиц по размеру.
• Загрязнение продукта материалом мелющих тел.
• Длительность процесса.
• Высокая энергоемкость.

Прямое механическое измельчение твердого тела до наноразмеров часто затруднено из-за ускорения массопереноса, рекристаллизации и залечивания дефектов, которые препятствуют достижению ультрамалых размеров.

Механохимический синтез (механическое легирование)

Этот метод является более продвинутой формой механической обработки, при которой происходит не просто измельчение, но и взаимодействие материалов с образованием продукта нового состава. Механохимический синтез позволяет получать наноразмерный продукт с заданными характеристиками исключительно механическим воздействием, обычно при относительно низких температурах.

Уникальная особенность метода — возможность деформационного смешивания (механического сплавления) компонентов на атомном уровне, а также синтез метастабильных состояний, наночастиц и нанокомпозитов. Примерами таких состояний являются объемно-центрированная фаза меди в нанокомпозитах Cr-Cu или нанокомпозиты на основе гидрида магния и восстановленного оксида графита. Эффективен для получения нанокомпозитов из гетерогенных смесей, где новые фазы образуются на контакте реагирующих фаз или в результате распада метастабильных состояний, как, например, получение наночастиц феррита цинка из смеси оксида цинка и оксида железа.

Преимущества:

• Не требует или минимизирует жидкую фазу.
• Позволяет получать соединения, трудно синтезируемые обычными химическими методами.

Недостатки:

• Высока вероятность загрязнения продукта материалом мелющих тел.

Диспергирование расплавов потоком жидкости или газа

Этот метод широко используется для получения порошков металлов и сплавов (Fe, Al, Cu, Pb, Zn, Ti, W и др.). Его основные характеристики — высокая производительность, легкость автоматизации, экономичность и экологичность.

Основные варианты:

• Центробежный метод: расплав металла распыляется диском, вращающимся со скоростью более 20 000 об/мин, что приводит к образованию мелких капель, которые затем затвердевают в порошок.
• Спинингование: тонкая струя расплавленного металла набрызгивается на быстро вращающийся охлаждаемый барабан в инертной атмосфере, что обеспечивает быстрое охлаждение и получение тонких лент или порошков.

Физические методы

Физические методы получения нанопорошков основаны на конденсации атомов или молекул из газовой фазы.

Газофазный синтез (метод испарения и конденсации)

Этот метод считается одним из самых простых и высокопроизводительных для получения нанокристаллических порошков металлов, сплавов или соединений. Его принцип заключается в конденсации паров вещества при контролируемой температуре в атмосфере инертного газа низкого давления.

Принцип работы: Испаренные атомы вещества в разреженной инертной атмосфере теряют кинетическую энергию, сталкиваясь с атомами газа. Это приводит к образованию зародышей кристаллов (кластеров), которые затем конденсируются в нанокристаллические частицы. Конденсация может происходить в камере с холодным инертным газом или при адиабатическом расширении в сопле Лаваля.

Источники энергии для испарения могут быть различными:

• Непосредственный нагрев.
• Пропускание электрического тока через проволоку.
• Электродуговой разряд в плазме (например, для синтеза углеродных нанотрубок и фуллеренов).
• Индукционный нагрев.
• Лазерное излучение.
• Электронно-лучевой нагрев в вакууме (для получения нанопорошков металлов с контролируемым размером частиц).

Аппаратурное оформление обычно включает рабочую камеру, охлаждаемый барабан (цилиндр), скребок, воронку, приемную емкость для порошка, нагреваемый трубчатый реактор, а также устройства для регулируемой подачи испаряемого материала и несущего газа.

Контролируемые параметры:

• Давление инертного газа: для получения мелких частиц (до 10 нм) давление не должно превышать 40 Па. Повышение давления приводит к увеличению размера частиц.
• Состав газовой фазы.
• Скорость газового потока: увеличивает средний размер частиц.
• Температура плавления металла: металлы с более высокой температурой плавления образуют частицы меньшего размера.

Метод позволяет получать частицы размером от 2 до нескольких сотен нанометров и активно используется для получения углеродных нанотрубок и фуллеренов.

Электрический взрыв проводников (ЭВП)

Метод ЭВП позволяет получать тонкодисперсные металлические, оксидные, нитридные и карбидные порошки. Он основан на пропускании мощного импульса тока (плотностью 10⁴–10⁶ А·мм^-2) длительностью 10^-5–10^-7 с через металлическую проволоку (0,1–1,0 мм).

Принцип работы: Интенсивное выделение энергии при импульсном токе вызывает перегрев металла выше температуры плавления, его взрывообразное диспергирование, генерацию ударных волн и создание температур до 10⁴ К. Образование частиц происходит в результате конденсации в потоке быстро расширяющегося пара. Регулируя условия взрыва (плотность тока, длительность импульса), можно получать порошки с размером частиц от 50 нм и более. Средний размер частиц уменьшается с ростом плотности тока и сокращением длительности импульса.

В инертной атмосфере получают порошки чистых металлов и сплавов. При введении дополнительных реагентов (воздух, N₂, H₂O, декан, парафин, масло) можно получать ультрадисперсные порошки оксидов, нитридов, карбидов или их смесей. Распределение частиц по размерам обычно логарифмически нормальное с максимумом в области 10–500 нм.

Особенности метода:

• Сравнительно небольшой разброс частиц по размерам.
• Относительная стабильность свойств и высокая активность.
• Низкие температуры спекания.

Преимущества:

• Возможность получения сферических частиц из любых металлов и сплавов.
• Низкие энергозатраты.
• Тонкое управление параметрами процесса и свойствами материалов.
• Практически безотходный и экологически чистый метод.

Недостатки:

• Несмотря на относительно небольшой разброс, спектр размеров частиц может быть широким (например, при среднем размере 30 нм могут встречаться частицы до 200 нм и даже 1 мкм).

Лазерный синтез

Лазерный синтез использует лазер как источник энергии, что обеспечивает монохроматичность и высокую яркость излучения, а также высокую степень преобразования света в тепло.

Примеры:

• Получение порошков кремния пиролизом газообразного силана (SiH₄) с использованием CO₂-лазера. Полученные зерна порошка Si сферической формы имели диаметр (50±20) нм и состояли из нескольких кристаллитов размером порядка 15 нм.
• Получение нитрида кремния (Si₃N₄) из газовой смеси силана и аммиака.

Особенностью лазерного синтеза является получение зерен нанопорошков с узким распределением по размеру и сферической формой.

Физико-химические и химические методы

Эти методы основаны на химических реакциях и фазовых превращениях, происходящих в контролируемых условиях.

Плазмохимический синтез

Плазмохимический синтез — это химический метод получения высокодисперсных порошков нитридов, карбидов, боридов и оксидов. Его принцип заключается в протекании химической реакции в низкотемпературной плазме (4000–8000 K) вдали от равновесия. Это обеспечивает высокую скорость образования зародышей новой фазы и малую скорость их роста.

Используются различные виды плазмы: азотная, аммиачная, углеводородная, аргоновая плазма дугового, тлеющего, высоко- или сверхвысокочастотного разрядов. Исходным сырьем могут быть элементы, их галогениды или другие соединения. Характеристики получаемых порошков зависят от сырья, технологии синтеза и типа реактора (плазмотрона). Частицы, как правило, являются монокристаллами и имеют размеры от 10 до 100–200 нм и более.

Контроль за процессом осуществляется выбором места и скорости закалки, что позволяет получить порошки с заданными составом, формой и размером частиц в пределах от 10 до 100 нм. Метод используется для получения порошков металлов восстановлением хлоридов металлов водородом в аргоновой электродуговой плазме, а также для получения многокомпонентных ультрадисперсных порошков.

Преимущества:

• Высокие скорости образования и конденсации соединений (10^-3–10^-6 с).
• Высокая производительность (десятки кг/час).
• Универсальность технологии и оборудования.
• Низкие удельные энергозатраты.

Недостатки:

• Широкое распределение частиц по размерам (до 1–5 мкм).
• Низкая селективность процесса.
• Высокое содержание примесей (особенно в порошках, полученных не в безэлектродных реакторах), которые могут достигать до нескольких процентов. Типичными примесями могут быть не прореагировавшие исходные реагенты, побочные продукты реакции, а также материалы электродов плазмотрона (например, вольфрам, графит).
• Дорогостоящее и сложное в эксплуатации оборудование.
• Генерация тормозного рентгеновского излучения.

Золь-гель метод

Золь-гель метод основан на взаимодействии щелочных реагентов с водными растворами солей, содержащих катионы различных металлов. Универсальными прекурсорами являются алкоголяты металлов, которые чрезвычайно реакционноспособны к нуклеофильным частицам (например, воде).

Достоинство метода заключается в том, что в результате гидролиза не образуется посторонних ионов, а молекулы спиртов легко удаляются. Метод позволяет получать принципиально новые материалы, такие как органо-неорганические гибриды (например, нанокомпозиты на основе полимерных матриц и наночастиц диоксида кремния или титана), новые виды стекол с улучшенными оптическими свойствами для фотоники, а также многофункциональную керамику, волокна, пленки и композиты. Золь-гель метод также позволяет контролировать размер частиц и структуру пор на разных стадиях синтеза.

Недостатки:

• Неполное протекание гидролиза может негативно сказаться на химической и механической стабильности конечного продукта.

Совместное осаждение

Принцип совместного осаждения заключается во взаимодействии щелочных реагентов с водными растворами солей металлов, за которым следует термообработка полученного осадка. Примерами материалов, получаемых этим методом, являются цирконат-титанат свинца и титанат бария.

Преимущества:

• Высокая однородность распределения компонентов (на молекулярном уровне).
• Возможность регулирования дисперсности.
• Высокая чистота продукта.
• Повышенная реакционная способность получаемых порошков.

Гидротермальный метод

Гидротермальный метод заключается в нагревании солей, оксидов или гидроксидов металлов в виде раствора или суспензии при повышенной температуре (до 300 °С) и давлении (около 100 МПа). Этот метод позволяет управлять морфологией дисперсного продукта путем варьирования параметров (температуры, концентрации раствора, продолжительности реакции). Он эффективен для получения нанопорошков оксидов с узким разбросом частиц по размерам.

Недостатки:

• Высокая стоимость и сложность оборудования.
• Периодичность процесса.

Криохимический метод

Криохимический метод основан на распылении растворов солевых компонентов в жидкий, несмешивающийся с растворителем хладагент, что приводит к быстрому замораживанию и получению криогранул. Затем растворитель удаляется сублимацией при низких давлениях и температурах, что способствует химическому превращению и образованию наночастиц. Применяется для получения ферритов, титанатов, алюминатов.

Недостатки:

• Частичная кристаллизация солей при быстром замораживании может привести к плавлению материала при сублимационной сушке, сегрегации компонентов и нарушению гомогенности.

Методы сжигания нитрат-органических прекурсоров

Эти методы основаны на термообработке смесей необходимых солей. Позволяют получать нанопорошки простых оксидов с размером частиц порядка единиц-десятков нанометров, однако контроль размера при этом затруднен.

Детонационный синтез

Детонационный синтез использует энергию взрыва для осуществления фазовых переходов и получения тонкодисперсных порошков в динамических условиях. Наиболее широко применяется для промышленного получения алмазных порошков, а также нанопорошков оксидов Al, Mg, Ti, Zr.

Биохимические методы

Биохимические методы получения наноматериалов основаны на использовании биологических систем: ферритинов и связанных с ними белков, содержащих железо, магнетических бактерий и микроорганизмов, извлекающих металлы из природных соединений. Эти методы позволяют изменять свойства материалов путем варьирования биологических условий синтеза или переработки, открывая путь к более экологичным и биосовместимым наноматериалам.

Области применения нанопорошков: расширяя границы возможного

Ключевой тезис: Уникальные свойства нанопорошков открывают новые горизонты в самых разнообразных отраслях промышленности и науки. Это не просто улучшает существующие технологии, но и становится основой для создания принципиально новых материалов, приборов и устройств.

Изменение фундаментальных свойств традиционных материалов в нанодисперсном состоянии не просто улучшает существующие технологии, но и становится катализатором для создания принципиально новых материалов, приборов и устройств. Нанопорошки актуальны в производстве керамических, магнитных и композиционных материалов, сверхпроводников, солнечных батарей, фильтров, присадок к смазочным материалам, компонентов низкотемпературных высокопрочных припоев. Разработаны технологии получения углеродных, металлических и полупроводниковых наноматериалов в виде проводов, трубок и стержней.

Электроника

Электроника является одним из ключевых потребителей нанопорошков оксидов и металлов в мире, при этом объем мирового рынка нанопорошков в этом сегменте стимулирует дальнейшие исследования и разработки.

• Нанопорошки никеля, меди, железа широко используются в различных электронных компонентах.
• Углеродные нанотрубки (УНТ) находят применение благодаря своим уникальным электрическим свойствам. Они могут быть как проводниками, так и полупроводниками электричества в зависимости от схемы сворачивания графитовой плоскости (хиральности). Более того, их электронные свойства можно целенаправленно изменять путем введения внутрь трубок атомов других веществ. Например, легирование УНТ атомами азота или бора может изменять их проводимость, превращая полупроводниковые нанотрубки в проводники n- или p-типа соответственно, что открывает возможности для создания наноэлектронных устройств.
• Наночастицы оксида цинка (ZnO) значительно увеличивают полупроводниковые и пьезоэлектрические свойства материалов за счет их высокой удельной поверхности и уникальных электронных свойств, обусловленных наноразмером.
• Нанопорошки тантала (Ta) и ниобия (Nb) применяются для создания высокоемких конденсаторов, достигая удельного заряда до 150 000 мкКл/г, что критически важно для миниатюризации и повышения производительности электронных устройств.

Медицина и Биология

Нанопорошки совершают революцию в медицине, предлагая новые подходы к диагностике, лечению и профилактике заболеваний.

• Биоцидные свойства: Наночастицы проявляют мощные антибактериальные, противогрибковые и противовирусные свойства. Наночастицы оксида меди (CuO) и оксида цинка (ZnO) перспективны как бактерицидные и противовирусные материалы, поскольку малотоксичны для человека и более экономичны, чем серебро. Например, наночастицы меди проявляют выраженную антибактериальную активность против различных бактерий, включая _E. coli_ и _S. aureus_, при этом эффективность зависит от размера и концентрации. Импрегнация биоактивных наночастиц оксида меди в фильтрующий материал придает одноразовым респираторным маскам мощные биоцидные свойства. Это открывает возможности для разработки целого ряда продуктов с антимикробными свойствами: от лицевых масок и одежды медперсонала до корпусов медоборудования и контейнеров для продуктов.
• Наносеребро тормозит размножение бактерий и грибков. Его механизм действия заключается в высвобождении ионов серебра, которые взаимодействуют с клеточными мембранами, нарушают их структуру, проникают в цитоплазму и деструктивно воздействуют на ДНК, РНК, ферменты и рибосомы бактерий.
• Диагностика и визуализация: Наночастицы используются для визуализации в кровеносном русле. Например, квантовые точки на основе CdSe/ZnS, функционализированные для специфического связывания с опухолевыми клетками, обеспечивают флуоресцентное излучение в видимом и ближнем ИК-диапазоне, что позволяет локализовать раковые опухоли _in vivo_.
• Терапия рака: Наноструктуры металлической и полупроводниковой природы, а также суперпарамагнитные наночастицы применяются для селективного разрушения клеток при электромагнитном разогреве (гипертермии), что важно для лечения ряда опухолей. Например, суперпарамагнитные наночастицы оксида железа (Fe₃O₄ или γ-Fe₂O₃) под воздействием переменного магнитного поля генерируют тепло, вызывая гибель раковых клеток при минимальном повреждении здоровых тканей.
• Адресная доставка лекарств: Композиционный лечебный текстиль «Колетекс» на основе текстильной основы с полимерными нанокомпозициями (гелями с включением лекарств, таких как цитостатики или антисептики) позволяет адресно подводить лекарства к раковой опухоли. Эти нанокомпозиты являются универсальными лечебными депо-препаратами, улучшающими качество жизни онкологических больных и увеличивающими срок их жизни.

Энергетика

Энергетический сектор активно использует потенциал нанопорошков для создания более эффективных и устойчивых источников энергии.

• Водородная энергетика: Нанопорошки металлов применяются для получения, сепарации и хранения водорода. Нанокатализаторы, например, платиновые наночастицы, спрятанные в тонкие слои графена, демонстрируют высокую стабильность (почти не теряют мощности после 90 000 циклов работы) и высокую мощность (1,08 Вт/см²) в водородных топливных элементах, что значительно увеличивает их долговечность и эффективность. Нанопорошки никеля также используются как катализаторы в производстве водородных топливных элементов.
• Солнечная энергетика: Нанопорошки играют ключевую роль в повышении эффективности солнечных батарей. Наночастицы, такие как сплюснутые или вытянутые кремниевые наночастицы, включенные в фоточувствительный слой органических солнечных элементов, могут увеличить поглощение света до 10%, что повышает эффективность устройств и позволяет сократить расходы на производство. Золотые наночастицы, используемые в качестве прослойки, могут увеличить эффективность солнечных батарей на 20%.
• Другие применения: Нанопорошки ванадия используются как катализаторы в энергетических процессах.

Катализ

Нанопорошки являются чрезвычайно эффективными катализаторами благодаря своей огромной удельной поверхности и высокой концентрации активных центров.

• Химическая промышленность: Нанокатализаторы на основе платины, оксидов церия и циркония синтезированы для применения в химической промышленности, например, в реакциях гидрирования, окисления и синтеза органических соединений.
• Очистка окружающей среды: Наночастицы диоксида титана (TiO₂) разрушают органические загрязнители, летучие органические соединения и мембраны бактерий через мощные фотокаталитические реакции. TiO₂ в наноразмерной форме активно используется для деградации красителей (например, метиленового синего), пестицидов и фармацевтических отходов в сточных водах, а также для очистки воздуха от летучих органических соединений (ЛОС).
• Специализированные катализаторы: Нанопорошки ванадия (V) используются как катализаторы в черной металлургии (например, в процессах конверсии оксидов серы в триоксид серы для производства серной кислоты) и ракетостроении (в составе твердых ракетных топлив для повышения скорости горения). Нанопорошки алюминия применяются как катализаторы с большой площадью поверхности.

Строительство и гражданское строительство

Строительная индустрия является значимым потребителем нанопорошков оксидов и металлов. Более 20% строительных компаний в развитых странах активно используют нанотехнологии, в основном для повышения прочности, долговечности и энергоэффективности строительных материалов.

• Улучшение свойств бетона: Наночастицы диоксида кремния (нанокремнезема) значительно повышают прочность бетона на сжатие (на 10-20%), улучшают сцепление с арматурной сталью, а также повышают устойчивость к сегрегации самоуплотняющегося бетона.
• «Умные» стекла: Для создания электрохромных, или «умных» стекол, способных изменять свою прозрачность, используются наночастицы диоксида вольфрама.
• Защита металлоконструкций: Нанопорошки используются для защиты металлоконструкций, эксплуатирующихся в атмосфере, на крупных стройках России (например, нефтегазовые месторождения и магистрали транспортировки нефти, нефтепродуктов и газа).
• Новые строительные материалы: Нанопорошок, разработанный учеными Севастопольского государственного университета, может использоваться в строительных смесях, бетонах, цементах, керамике. Применение наноструктурированных материалов и нанобетонов повлечет за собой изменение всех технологических приемов и способов производства в смежных отраслях.

Аэрокосмическая / Авиационная промышленность

Ученые Севастопольского государственного университета разработали уникальный нанопорошок, предположительно содержащий оксиды металлов, который может использоваться в авиастроении и защите от радиации.

• Новые сплавы и композиты: В авиастроении нанопорошок может использоваться для создания новых сплавов, которые будут более прочными и легкими, что снизит вес самолетов и увеличит их грузоподъемность. Использование нанопорошков позволяет создавать алюминиевые и титановые сплавы с повышенной прочностью и сниженной массой, что может привести к уменьшению веса самолетов на 10-15%.
• Радиационная защита: Нанопорошок может применяться для защиты от радиации, создавая новые материалы, более эффективные в поглощении ионизирующего излучения. Наноматериалы на основе оксидов тяжелых металлов (например, висмута, вольфрама) или композиты с включением наночастиц бора или гадолиния могут эффективно поглощать рентгеновское и гамма-излучение, а также нейтроны, обеспечивая улучшенную радиационную защиту при меньшей толщине и весе. Это позволит облегчить конструкцию и улучшить радиационную защиту пассажиров на борту авиалайнеров.
• Космические аппараты: Нанокомпозиты и нанокерамика в ближайшем будущем найдут применение при создании космических аппаратов, постепенно заменяя элементы конструкции из металлических материалов.

Другие отрасли и перспективные разработки

Нанопорошки проникают и в другие, казалось бы, традиционные отрасли, преобразуя их изнутри.

• Материаловедение и металлургия: Производство высокопрочных сплавов (например, наноструктурированные сплавы алюминия и магния), магнитных наноматериалов, тонкой конструкционной керамики (с повышенной твердостью и ударной вязкостью), износо-эрозионностойких покрытий.
• Покрытия: Электропроводящие покрытия, наноструктурированные износо-эрозионностойкие покрытия (на основе карбидов, нитридов или оксидов, демонстрирующие увеличение твердости до 3-5 раз и снижение коэффициента трения на 30-50%), противообрастающие и противообледенительные покрытия.
• Смазочные материалы: Модифицирование смазочных и высокоэнергетических материалов, присадки к маслам, консистентные смазки. Добавление наночастиц (например, дисульфида молибдена, наноалмазов, графена, оксидов металлов) снижает коэффициент трения в узлах трения на 10-30% и увеличивает противоизносные свойства, что приводит к увеличению срока службы механизмов и снижению энергопотребления.
• Аддитивные технологии: Нанопорошки вольфрама, алюминия, железа используются в 3D-печати для создания высокопрочных и сложных структур.
• Экология: Очистка воды (нанопорошки железа, которые эффективно удаляют тяжелые металлы и органические загрязнители из сточных вод путем адсорбции и восстановления), воздушные фильтры для удаления микробиологических загрязнений (нанопорошки диоксида титана). Нанофильтрация, использующая мембраны с порами размером 1-7 нм, эффективно удаляет до 85% одновалентных солей, до 99% ионов железа, а также органические вещества, бактерии и вирусы из воды.
• Компьютерные технологии: Магнитные носители информации, новые высокочувствительные считывающие головки магнитных дисков на основе композитных слоистых материалов с наночастицами (например, медь-кобальт) с эффектом гигантского магнитосопротивления. Применение наночастиц позволяет увеличить плотность записи до нескольких терабит на квадратный дюйм.
• Оптика: Оптические волокна, люминофоры, материалы с особыми электрофизическими свойствами.
• Инновационные композиционные материалы: Разработки на основе местных минерально-сырьевых ресурсов с применением нано- и радиационной физики для «сборки» структуры материала снизу-вверх, регулирования дисперсности, структуры и дефектности веществ.

Экономические, экологические аспекты и безопасность использования нанопорошков

Ключевой тезис: Развитие наноиндустрии требует всестороннего учета экономических факторов, экологических рисков и вопросов безопасности для устойчивого развития. Без этого невозможно гарантировать долгосрочное и ответственное внедрение нанотехнологий в повседневную жизнь.

По мере того как нанотехнологии проникают во все сферы нашей жизни, становится очевидной необходимость глубокого анализа не только их преимуществ, но и сопутствующих вызовов. Эти вызовы охватывают экономическую эффективность, потенциальное воздействие на окружающую среду и, что особенно важно, медико-биологическую безопасность для человека.

Экономические аспекты

Нанопорошки обладают уникальным экономическим потенциалом. Соотношение себестоимости и прибыли для нанопорошков составляет примерно 1:5, что в несколько раз выше, чем у отраслей энергетики и электроники вместе взятых. Это делает их привлекательными для инвестиций, особенно если учесть возможность производства нанопорошков из отходов, что дополнительно повышает их экономическую выгоду.

Однако существуют и сдерживающие факторы. Производство порошков чистых металлов технологически сложнее, чем оксидов, что влияет на их себестоимость. Себестоимость производства металлических нанопорошков может быть в 1,5-3 раза выше, чем оксидных, из-за более высоких требований к чистоте сырья, сложным технологическим процессам и необходимости использования инертной атмосферы. Высокие первоначальные капиталовложения также являются серьезным сдерживающим фактором для роста рынка. По оценкам, строительство современного завода по производству нанопорошков может потребовать капиталовложений в размере от нескольких сотен миллионов до миллиардов рублей.

Несмотря на это, в некоторых областях применение наночастиц уже сейчас демонстрирует очевидную экономическую выгоду. Например, использование микроэлементов и ультрадисперсных частиц металлов (железа, оксида цинка, кобальта) и гуминовых кислот для предпосевной обработки семян клевера экономически выгодно, повышая урожайность на 15-25% и рентабельность на 10-18%, при этом снижая себестоимость продукции.

Мировой рынок нанотехнологий, хотя и растет, в России пока составляет лишь 0,04% от общемирового. Промышленное производство большинства видов нанопорошков началось относительно недавно (после 2010 года), до этого в промышленных количествах производились в основном кремнезем, глинозем и оксид железа. Несмотря на значительное количество НИОКР, широкое промышленное применение нанопорошков пока не достигнуто. Цены на нанопорошки значительно разнятся в зависимости от производителя, требуемых свойств и объема заказа; у большинства производителей отсутствует прейскурант. Например, нанопорошок оксида кремния (SiO₂) может стоить 9 000 руб/100 грамм, а нанопорошок нитрида бора (hBN) — 335 руб/5 грамм.

Экологические аспекты

Влияние наноматериалов на окружающую среду является одним из наиболее активно исследуемых и обсуждаемых вопросов. Нанотоксикология — это наука, изучающая воздействие наноматериалов на экосистемы. Наночастицы, попадающие в окружающую среду в результате производственных процессов или потребительского использования, могут потенциально нанести вред водной жизни и разрушить экосистемы. Влияние наночастиц на водные организмы может проявляться в нарушении физиологических процессов, повреждении тканей, снижении репродуктивной способности и изменении поведенческих реакций у рыб, ракообразных и других обитателей водных экосистем.

Необходимо выяснить влияние наночастиц на окружающую среду в долгосрочной перспективе, для чего требуются междисциплинарные усилия. Особое беспокойство вызывают такие долгосрочные экологические эффекты, как биоаккумуляция наночастиц в пищевых цепях, их трансформация в окружающей среде и возможное влияние на микробиомы почвы и воды. Ученые призывают изучать не только положительные эффекты наночастиц, но и их токсикологическое воздействие, а также возможность безопасной утилизации.

Воздействие наноматериалов на окружающую среду должно рассматриваться на протяжении всего жизненного цикла продукта — от разработки до утилизации. В этом контексте развивается концепция «зеленой нанотехнологии», которая подразумевает создание и использование наноматериалов и нанопродукции без нанесения ущерба окружающей среде и здоровью человека, включая производство с использованием принципов зеленой химии и создание нанопродуктов, непосредственно улучшающих окружающую среду.

Медико-биологические аспекты и безопасность

Наночастицы обладают комплексом физических, химических свойств и биологическим действием (в том числе токсическим), которые часто радикально отличаются от свойств этого же вещества в макроскопической форме. Токсичность наноматериалов может быть в сотни раз выше, чем у их макроаналогов, что связано с увеличенной удельной поверхностью, повышенной реакционной способностью и способностью легко проникать через биологические барьеры.

Токсичность наночастиц зависит от их размера, формы, концентрации и поверхностного заряда. При переходе от микроразмерных к наноразмерным веществам возрастает их диффузионная проникающая способность, что приводит к повышению токсичности со снижением радиуса частицы. Наночастицы могут попадать в организм человека и окружающую среду из выхлопов автомобилей, выбросов заводов, сигаретного дыма. Рукотворные наночастицы могут представлять большую опасность, чем природные, к которым человек в значительной мере адаптировался.

Попадая в организм человека, наночастицы металлов способны накапливаться в определенных органах и тканях, вызывая вредные необратимые изменения при определенных концентрациях. Например, наночастицы серебра, меди и диоксида титана могут накапливаться в легких, печени, почках, селезенке и мозге, вызывая оксидативный стресс, воспаление, повреждение ДНК и гибель клеток при определенных концентрациях. Механизм токсического действия включает взаимодействие с мембраной клетки, нарушение ее структуры, проникновение в цитоплазму и деструктивное воздействие на ее составляющие (ДНК, РНК, ферменты, рибосомы), приводящее к гибели здоровых клеток. Например, наночастицы серебра могут проявлять токсическое действие на фибробласты кожи человека и клетки иммунной системы даже при низких концентрациях.

При производстве нанопорошков существует риск появления воздушных взвесей наночастиц как побочного продукта, что токсично для человека. Предельно допустимые концентрации (ПДК) наночастиц в воздухе рабочей зоны устанавливаются индивидуально для каждого материала и должны строго контролироваться. Меры безопасности включают использование средств индивидуальной защиты (респираторы с высокой степенью фильтрации, защитная одежда), локальную вытяжную вентиляцию и работу в закрытых системах. Проблемы безопасности наноматериалов многогранны и требуют совместных усилий ученых, руководителей промышленности и политиков, а также обучения исследователей, производителей и общественности безопасным методам работы с наноматериалами.

Стандартизация и регулирование в России

В Российской Федерации существуют базовые нормативные документы, регламентирующие нанотехнологическую деятельность и правила функционирования нанопроизводств. Однако до сих пор отсутствует целостное научное представление о природе правоотношений в сфере разработки и применения продукции наноиндустрии, а также надлежащая правовая основа, комплексно и всесторонне охватывающая отношения в данной области.

Нормативно-правовая база включает Федеральный закон от 29.06.2015 N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации», а также ряд технических регламентов и стандартов. Роспотребнадзор разработал Методические указания МУ 1.2.2520-09 «Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов», устанавливающие требования к проведению исследований безопасности наноматериалов. Эти МУ применяются при государственной регистрации продукции, полученной с использованием нанотехнологий или содержащей наноматериалы, впервые разрабатываемой и внедряемой на территории РФ, а также впервые ввозимой. Существуют также МР 1.2.0016-10 «Методика классифицирования нанотехнологий и продукции наноиндустрии по степени их потенциальной опасности», МУ 1.2.2636-10 «Проведение санитарно-эпидемиологической экспертизы продукции…», МУ 1.2.2635-10 «Медико-биологическая оценка безопасности наноматериалов» и другие.

Несмотря на наличие этих документов, государственным органам необходимо внедрять механизмы контроля за безопасностью нанотехнологий, так как действующее законодательство не позволяет полностью контролировать все аспекты наноматериалов. Для работы с нанопорошками требуется разработка специализированных инструкций по охране труда, учитывающих их высокую дисперсность, потенциальное аэрозолеобразование и повышенную реакционную способность. Это включает особые требования к вентиляции, замкнутым циклам производства, индивидуальным средствам защиты и мониторингу воздушной среды. Также необходимо проведение исследований, касающихся дальнейшей судьбы и транспортировки произведенных материалов, их влияния на окружающую среду, и оценки полного жизненного цикла наноматериалов.

Утилизация наноматериалов

Проблема утилизации наноматериалов и просроченных средств, созданных с помощью нанотехнологий, требует неотложного решения. Поскольку наночастицы могут представлять экологические и токсикологические риски, их бесконтрольное попадание в окружающую среду недопустимо. Моделирование процессов получения порошков и их утилизации необходимо для оценки воздействия на окружающую среду и разработки безопасных методов обращения с наноотходами.

Мировые тенденции и перспективы развития нанопорошков: взгляд в будущее

Ключевой тезис: Мировой рынок нанотехнологий демонстрирует устойчивый рост, стимулируя инновации и открывая новые перспективы в ключевых отраслях. Этот рост подкреплен значительными инвестициями и государственными программами, предвещая дальнейшую трансформацию технологического ландшафта.

Нанотехнологии, находящиеся в авангарде шестого технологического уклада, наряду с биотехнологиями, мембранными и квантовыми технологиями, фотоникой, микромеханикой и термоядерной энергетикой, переживают фазу бурного развития. Этот прорывной потенциал привлекает значительные инвестиции и исследовательские усилия по всему миру.

Обзор мирового рынка нанотехнологий

Мировой рынок нанотехнологий демонстрирует стабильный рост, чему способствует активная поддержка со стороны правительств и крупных корпораций. В 2023 году объем мирового рынка нанотехнологий достиг $68 млрд. Прогнозируется, что к 2028 году этот показатель вырастет до $183,7 млрд при среднегодовом темпе роста (CAGR) в 22%. К 2030 году рынок может превысить $500 млрд, охватывая самые разнообразные направления — от медицины до промышленного производства.

Особенно быстро растут инвестиции в нанотехнологии в медицине и электронике. Ежегодное государственное финансирование нанотехнологических исследований в США, например, превышает 1 млрд долларов, при этом значительные средства направляются именно на медицинские и электронные разработки.

По прогнозам аналитических агентств, таких как Spherical Insights и Lucintel, применение нанопорошков будет стимулировать большую часть нанотехнологических исследований в ближайшие 5 лет. Ожидается, что фаза широкого распространения новых нанотехнологий активно развивается в 2020-х годах и, по прогнозам, достигнет зрелости к 2040-м годам, становясь движущей силой научно-технического прогресса.

Основные тенденции в исследованиях и разработках

Современные исследования в области нанопорошков сосредоточены на создании материалов с беспрецедентными свойствами.

• Графен: Создание двумерного материала из одного слоя атомов углерода с невероятной прочностью (до 130 ГПа), гибкостью и высокой электропроводностью (превышающей медь в 100 раз) открывает новые горизонты для электроники и композитных материалов.
• Квантовые точки: Активно исследуются нанокристаллы полупроводников (на основе CdSe, InP, PbS), которые могут изменять свои оптические и электронные свойства в зависимости от размера. Они способны излучать свет с различными длинами волн (от синего до красного и инфракрасного) в зависимости от их размера, что используется для создания высокоэффективных дисплеев и биомаркеров.
• Новые устройства: Разработка устройств на основе нанотехнологий способствует развитию энергетики, медицины, освоению космоса и защите окружающей среды.
• Потребительские товары: Искусственные наноматериалы уже активно используются в косметике, упаковке пищевых продуктов, моющих средствах, антимикробных покрытиях, терапии и биосенсорах.
• Государственная поддержка: Развитие нанотехнологий в мире во многом происходит благодаря государственной поддержке, включающей разработку стратегических инициатив, формирование долгосрочных приоритетов и координацию деятельности участников. Правительства 60 стран мира инвестировали в исследования в области нанотехнологий более $67 млрд за последние 11 лет. Среди стран – лидеров по объемам вложений в развитие нанотехнологий в 2024-2025 годах продолжают оставаться США, Китай, Япония, Германия, Южная Корея, инвестирующие миллиарды долларов ежегодно. Например, Национальная нанотехнологическая инициатива США (NNI) с 2001 года получила более 8 миллиардов долларов государственных инвестиций. Россия включилась в процесс развития нанотехнологий примерно на 10 лет позже, чем США.

Прогнозы развития рынка и перспективные направления применения (на 5-10 лет)

Эксперты прогнозируют значительный рост спроса на нанопорошки со стороны предприятий аэрокосмической, энергетической, металлургической и автомобилестроительной отраслей. По прогнозам, к 2030 году спрос на нанопорошки в этих отраслях вырастет более чем на 15% ежегодно, что обусловлено потребностью в легких, прочных и энергоэффективных материалах. Самолетостроение и военно-промышленный комплекс сохранят устойчивый спрос на определенные типы нанопорошков.

Мировое производство нанопорошков распределено неравномерно; многие страны, производящие сырье, не производят наночастицы в значительных объемах. Однако Китай может стать серьезным участником рынка наноматериалов в ближайшем будущем благодаря изобилию редкоземельных оксидов, крупным внутренним инвестициям (миллиарды долларов ежегодно) и трудовым ресурсам. Российский рынок нанопорошков и оборудования для их производства до 2030 года прогнозируется как растущий, особенно в сегментах, связанных с аддитивными технологиями, металлургией и специальными покрытиями, при этом объем рынка будет зависеть от государственной поддержки и развития отечественных технологий.

Перспективные направления по отраслям:

• Медицина: Нанотехнологии обещают революцию в лечении людей, включая целенаправленную доставку лекарств в пораженные участки организма для борьбы с раком и инфекционными болезнями. Целенаправленная доставка лекарств с использованием наночастиц может повысить эффективность противоопухолевой терапии на 20-50% и снизить системные побочные эффекты до 30-40%. Медицинские приложения с использованием квантовых точек пока ограничены из-за недостаточной изученности их влияния на здоровье человека, но их применение в диагностике опасных заболеваний весьма перспективно.
• Энергетика: Энергетический сектор извлекает пользу из наноматериалов, которые позволяют создавать более эффективные и устойчивые источники энергии. Суперконденсаторы и аккумуляторы на основе наноструктурированных материалов обеспечивают высокую емкость и быструю зарядку. Суперконденсаторы на основе наноструктурированных углеродных материалов (например, графен) достигают удельной емкости до 300 Ф/г и позволяют сократить время зарядки электромобилей до нескольких минут, а литий-ионные аккумуляторы с наномодифицированными электродами демонстрируют удельную энергию до 250 Вт·ч/кг и значительно более высокую скорость зарядки.
• Электроника: Наноматериалы открывают новые возможности в создании сверхъярких дисплеев (использование квантовых точек и нанопроволок позволяет создавать экраны с яркостью до 1000 кд/м² и расширенным цветовым охватом) и высокоэффективных солнечных элементов (эффективность преобразования солнечной энергии до 25-30%). Развитие спинтроники и новых вычислительных систем стимулирует спрос в электронной промышленности.
• Промышленное производство: Трехмерная нанопечать позволяет создавать сложные структуры с высокой точностью и контролем на молекулярном уровне, открывая новые возможности в производстве медицинских имплантатов, микроэлектроники и других высокотехнологичных изделий. Ожидается рост рынка нанопорошка карбида кремния со среднегодовым темпом роста 6,3% в период с 2024 по 2030 год, основным драйвером которого является растущий спрос на высокопроизводительные полупроводники в электронике, более широкое внедрение в возобновляемые источники энергии и рост производства электромобилей. Рынок нанопорошка оксида висмута также покажет рост со среднегодовым темпом роста 6,7% в тот же период, открывая возможности для развития химической, стекольной промышленности и электроники. Материалы с улучшенными эксплуатационными свойствами (высокопрочные, легкие, износостойкие, устойчивые к давлению и излучению), такие как нанокомпозиты на основе полимеров с добавлением углеродных нанотрубок (увеличение прочности на 30-50% и снижение веса на 15-20%), востребованы практически во всех отраслях экономики (судо- и машиностроение, авиационная и автомобильная промышленность, атомная промышленность).
• Экология: Наноразмерные мембраны и катализаторы обеспечат «зеленое» будущее, применяясь в топливных элементах и процессах мембранной водоочистки. Нанобиотехнологическая ремедиация воды и почвы (например, использование наночастиц железа для очистки сточных вод) может стать альтернативой дорогим механическим и химическим методам. В настоящее время (после 2020 года) акцент использования нанопорошков продолжает активно смещаться в сторону экологических приложений и медицины, что подтверждается растущими инвестициями и количеством исследований в этих областях.

Заключение

Мир нанопорошков, несмотря на свои микроскопические размеры, открывает макроскопические возможности, переопределяя границы возможного в науке и технике. Уникальные свойства этих материалов, обусловленные фундаментальными размерными и квантовыми эффектами, позволяют создавать продукты и технологии, недоступные для традиционных подходов.

Мы увидели, как многообразие методов получения нанопорошков — от механического измельчения до высокотехнологичного плазмохимического синтеза — позволяет инженерам и ученым тонко настраивать их характеристики для специфических задач. Эти нанопорошки уже сейчас внедряются в электронику, медицину, энергетику, катализ, строительство и аэрокосмическую промышленность, где они значительно улучшают существующие параметры и формируют основу для принципиально новых решений.

Однако столь стремительное развитие не обходится без вызовов. Экономическая эффективность, экологические риски и медико-биологическая безопасность нанопорошков требуют пристального внимания и системного подхода. Важность всестороннего изучения токсикологических аспектов, разработка и внедрение стандартов, а также создание эффективных систем утилизации являются неотъемлемой частью устойчивого развития наноиндустрии.

Мировые тенденции и прогнозы на ближайшие 5–10 лет указывают на неизбежный и экспоненциальный рост рынка нанотехнологий, где нанопорошки будут играть одну из ведущих ролей. Инвестиции в исследования и разработки, особенно в медицине и энергетике, продолжают увеличиваться, а появление новых материалов, таких как графен и квантовые точки, лишь подтверждает, что мы стоим на пороге новой технологической революции.

Нанопорошки — это не просто новый класс материалов; это фундамент для будущего, в котором технологии будут более эффективными, экологичными и способными решать сложнейшие задачи человечества, от борьбы с болезнями до освоения космоса. Дальнейшие исследования и междисциплинарное сотрудничество будут ключом к полному раскрытию их потенциала, подтверждая статус нанопорошков как одного из главных двигателей научно-технического прогресса XXI века.

Список использованной литературы

1. Порошковая металлургия и напыленные покрытия / под ред. Б.С. Митина.
2. Структура, свойства и проблемы аттестации нанопорошков металлов // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/struktura-svoystva-i-problemy-attestatsii-nanoporoshkov-metallov (дата обращения: 09.10.2025).
3. Наноматериалы и нанотехнологии. URL: https://perm.hse.ru/data/2013/05/29/1297076472/Наноматериалы%20и%20нанотехнологии.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
4. Наноструктурная керамика. Порошковые технологии компактирования конструкционных материалов // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nanostrukturnaya-keramika-poroshkovye-tehnologii-kompaktirovaniya-konstruktsionnyh-materialov (дата обращения: 09.10.2025).
5. Классификация наноразмерных структур и материалов : 3-я лекция. URL: https://www.sstu.ru/upload/iblock/c34/3%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F%20%D0%9A%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F%20%D0%BD%D0%B0%D0%BD%D0%BE%20%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BA%D1%82%D1%83%D1%80%20%D0%B8%20%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
6. Каковы факторы, влияющие на удельную поверхность порошков. Новости. Dongguan SAT nano Technology Material Co., LTD. URL: https://ru.satnanomaterial.com/info/what-factors-affect-the-specific-surface-area-of-powd-93774653.html (дата обращения: 09.10.2025).
7. Влияние размера частиц и удельной поверхности на определение плотности нанокристаллических порошков сульфида серебра // Math-Net.Ru. URL: https://www.mathnet.ru/php/archive.phtml?wshow=paper&jrnid=ftt&paperid=45780&option_lang=rus (дата обращения: 09.10.2025).
8. Кирчанов В.С. Наноматериалы и нанотехнологии : лекции. Пермский национальный исследовательский политехнический университет. URL: https://pstu.ru/files/3268/Кирчанов%20В.С.%20Наноматериалы%20и%20нанотехнологии.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
9. Обзор методик получения нанопорошков // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obzor-metodik-polucheniya-nanoporoshkov (дата обращения: 09.10.2025).
10. Лекция № 11. URL: https://elib.psuti.ru/file/2016_4091_2_101.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
11. Нанотехнологии и наноматериалы. Практикум. БГАТУ. URL: http://elib.bsatu.by/handle/123456789/2753 (дата обращения: 09.10.2025).
12. Физико-химические основы нанотехнологий. Учебное пособие. Ивановский государственный химико-технологический университет. URL: https://elib.isuct.ru/ru/node/1057 (дата обращения: 09.10.2025).
13. Размерные эффекты в наноструктурах на основе регулярных пористых матриц // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razmernye-effekty-v-nanostrukturah-na-osnove-regulyarnyh-poristyh-matrits (дата обращения: 09.10.2025).
14. Размерные эффекты в нанохимии // Химический Факультет МГУ. URL: https://www.chem.msu.ru/rus/jvho/2007-4/17.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
15. Размерный эффект // Роснано. URL: https://www.rusnano.com/upload/old_data/skolkovo-dictionary-p-r.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
16. Электровзрыв // Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B7%D1%8B%D0%B2 (дата обращения: 09.10.2025).
17. Электрический взрыв проводников : перспективы развития методов получения нанодисперсных веществ // Studwood. URL: https://studwood.ru/2018420/ekonomika/elektricheskiy_vzryv_provodnikov_perspektivy_razvitiya_metodov_polucheniya_nanodispersnyh_veschestv (дата обращения: 09.10.2025).
18. УМКД «Методы получения наноразмерных материалов» // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obzor-metodik-polucheniya-nanoporoshkov (дата обращения: 09.10.2025).
19. Плазмохимический синтез нанопорошков // Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D0%BC%D0%BE%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%81%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%B7_%D0%BD%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%88%D0%BA%D0%BE%D0%B2 (дата обращения: 09.10.2025).
20. Синтез и свойства наночастиц, сплавов и композиционных наноматериалов : монография. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30514120 (дата обращения: 09.10.2025).
21. Электрический взрыв проводников для получения наноразмерных карбид. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=38302062 (дата обращения: 09.10.2025).
22. Получение нанопорошков молибдена в условиях электрического взрыва проводников // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/poluchenie-nanoporoshkov-molibdena-v-usloviyah-elektricheskogo-vzryva-provodnikov (дата обращения: 09.10.2025).
23. Stepanchenko.docx. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32402927 (дата обращения: 09.10.2025).
24. Физические методы синтеза наноматериалов. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=12543940 (дата обращения: 09.10.2025).
25. Материалы и методы нанотехнологий. Электронный научный архив УрФУ. URL: https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/31835/1/978-5-7996-1401-0_2015.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
26. Газофазное получение наночастиц // Studfile.net. URL: https://studfile.net/preview/5225134/page:8/ (дата обращения: 09.10.2025).
27. Наноструктурные материалы в машиностроении // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nanostrukturnye-materialy-v-mashinostroenii (дата обращения: 09.10.2025).
28. Наноматериалы и нанотехнологии. URL: http://www.elib.pstu.ru/download.php?id=79914 (дата обращения: 09.10.2025).
29. Какие преимущества и недостатки имеет плазмохимический синтез в нанотехнологиях? // Яндекс Нейро. URL: https://yandex.ru/q/question/nauka_i_obrazovanie/kakiie_prieimushchestva_i_niedostatki_142f36d4/ (дата обращения: 09.10.2025).
30. Лукашин А.В., Елисеев А.А. Химические методы синтеза наночастиц. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
31. Нанопорошки металлов // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nanoporoshki-metallov (дата обращения: 09.10.2025).
32. Методы производства наноматериалов и возможные экологические риски // Вестник ПНИПУ. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metody-proizvodstva-nanomaterialov-i-vozmozhnye-ekologicheskie-riski (дата обращения: 09.10.2025).
33. Разработка технологии получения наноструктурных материалов на основе местных минерально-сырьевых ресурсов // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-tehnologii-polucheniya-nanostrukturnyh-materialov-na-osnove-mestnyh-mineralno-syrevyh-resursov (дата обращения: 09.10.2025).
34. Способы получения нанопорошков // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sposoby-polucheniya-nanoporoshkov (дата обращения: 09.10.2025).
35. Свойства и технологии получения нанокристаллических материалов. Репозиторий Самарского университета. URL: https://repo.ssau.ru/bitstream/MONO_2017_2/Svoystva-i-tehnologii-polucheniya-nanokristallicheskih-materialov-153360.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
36. Газофазный синтез с конденсацией паров // Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D1%84%D0%B0%D0%B7%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%81%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%B7_%D1%81_%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%B9_%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B2 (дата обращения: 09.10.2025).
37. Механические методы получения нанопорошков // Studfile.net. URL: https://studfile.net/preview/5225134/page:11/ (дата обращения: 09.10.2025).
38. Алгоритм получения ценных нанопорошков методом механосинтеза. URL: https://www.nsc.ru/m/news/2023/08/09/algoritm-polucheniya-cennykh-nanoporoshkov-metodom-mekhanosinteza/ (дата обращения: 09.10.2025).
39. Основы синтеза наносистем. Омск : ОмГТУ. URL: https://omgtu.ru/upload/iblock/c2a/c2a5f745e69e0618035e40e69e46a75f.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
40. Физико-химические основы нанотехнологий. Реализуемые образовательные программы. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
41. Химические методы получения наноматериалов и нанокомпозитов. Издательство Лань. URL: https://e.lanbook.com/discipline/578 (дата обращения: 09.10.2025).
42. Методы порошковой металлургии // Studfile.net. URL: https://studfile.net/preview/5225134/page:12/ (дата обращения: 09.10.2025).
43. Учёные Крыма разработали нанопорошок для авиастроения и защиты от радиации // crimea.ria.ru. 2024. 26 февраля. URL: https://crimea.ria.ru/20240226/uchyenye-kryma-razrabotali-nanoporoshok-dlya-aviastroeniya-i-zaschity-ot-radiatsii-1135249514.html (дата обращения: 09.10.2025).
44. В России создали нанопорошок, защищающий самолеты от радиации // Meduza. 2024. 26 февраля. URL: https://meduza.io/news/2024/02/26/v-rossii-sozdali-nanoporoshok-zaschischaushchiy-samolety-ot-radiatsii (дата обращения: 09.10.2025).
45. Российские ученые создали особый нанопорошок для авиастроения // Глиссада. 2024. 27 февраля. URL: https://glissada.ru/news/2024/02/27/rossiyskie-uchenye-sozdali-osobyy-nanoporoshok-dlya-aviastroeniya/ (дата обращения: 09.10.2025).
46. В Крыму изобрели уникальный компонент для авиастроения и защиты от радиации // Комсомольская правда. 2024. 27 февраля. URL: https://www.crimea.kp.ru/daily/27572/4574972/ (дата обращения: 09.10.2025).
47. Колмаков А.Г., Баринов С.М., Алымов М.И. Основы технологий и применение наноматериалов : монография. URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=457666 (дата обращения: 09.10.2025).
48. Технология получения, характеристики и некоторые области применения электровзрывных нанопорошков металлов // Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4, № 9. С. 12850785. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=12850785 (дата обращения: 09.10.2025).
49. Нанотехнологии 172 // ЭБС Лань. URL: https://e.lanbook.com/book/298418 (дата обращения: 09.10.2025).
50. Новейшие технологии в порошковой металлургии // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/noveyshie-tehnologii-v-poroshkovoy-metallurgii (дата обращения: 09.10.2025).
51. Металлические нанопорошки. URL: https://ppt-tomsk.ru/metallic-nanopowders/ (дата обращения: 09.10.2025).
52. Technano Innovation. URL: https://technano.tech/ru/innovative-technologies (дата обращения: 09.10.2025).
53. Нанопорошки сплавов и композитов // МЕТОКС. URL: https://metoks.ru/nanoporoshki_splavov_i_kompozitov (дата обращения: 09.10.2025).
54. Нанотехнологии, свойства и применение наноструктурированных материалов. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9463026 (дата обращения: 09.10.2025).
55. Научные основы нанотехнологий и новые приборы : учебник-монография. URL: https://www.labirint.ru/books/431339/ (дата обращения: 09.10.2025).
56. Нанотехнологии для всех. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_12275685_91544253.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
57. Нанопорошки до 0,1мкм цены и описания // Особо чистые вещества. URL: https://osv-ural.ru/nanoporoshki/ (дата обращения: 09.10.2025).
58. Области применения // Металлические нанопорошки. URL: https://ppt-tomsk.ru/areas-of-application/ (дата обращения: 09.10.2025).
59. RU2412784C2. Способ получения композитных нанопорошков. URL: https://patents.google.com/patent/RU2412784C2/ru (дата обращения: 09.10.2025).
60. Рынок металлических нанопорошков в России и мире // Энциклопедия маркетинга. URL: https://www.marketopedia.ru/85-rynok-metallicheskih-nanoporoshkov.html (дата обращения: 09.10.2025).
61. Новости // Металлические нанопорошки. URL: https://ppt-tomsk.ru/news/ (дата обращения: 09.10.2025).
62. RU2493937. Способ получения нанопорошка карбида кремния. URL: https://www.freepatent.ru/patents/2493937 (дата обращения: 09.10.2025).
63. Изобретения ученых, инженеров и специалистов из разных стран в области нанотехнологий. Часть III // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/izobreteniya-uchenyh-inzhenerov-i-spetsialistov-iz-raznyh-stran-v-oblasti-nanotehnologiy-chast-iii (дата обращения: 09.10.2025).
64. Изобретения ученых, инженеров и специалистов из разных стран в области нанотехнологий. Часть 1 // SciUp. URL: https://sciup.org/nanobuild/blog/izobreteniya-uchenykh-inzhenerov-i-spetsialistov-iz-raznykh-stran-v-oblasti-nanotekhnologiy-chast-1 (дата обращения: 09.10.2025).
65. Актуальность исследования безопасности применения нанопорошков в строительстве // Современные наукоемкие технологии. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/aktualnost-issledovaniya-bezopasnosti-primeneniya-nanoporoshkov-v-stroitelstve (дата обращения: 09.10.2025).
66. Известия РАН. Серия физическая. 2021. T. 85, № 8, стр. 1090-1096. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46503930 (дата обращения: 09.10.2025).
67. Нанотехнологии для энергетики. Института химии твердого тела. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
68. RU2612117C1. Способ получения алюминиевого нанопорошка. URL: https://patents.google.com/patent/RU2612117C1/ru (дата обращения: 09.10.2025).
69. Инновационные технологии производства нанодисперсных металлических порошков и антикоррозионных материалов на их основе для нефтегазового комплекса // vmp-anticor.ru. URL: https://www.vmp-anticor.ru/info/innovatsionnye-tekhnologii-proizvodstva-nanodispersnykh-metallicheskikh-poroshkov-i-antikorrozionnykh-materialov-na-ikh-osnove-dlya-neftegazovogo-kompleksa/ (дата обращения: 09.10.2025).
70. Наномодифицированные конструкционные материалы. ВОЕНМЕХ. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
71. Алиева Н.З., Русляков Д.В. Наноматериалы и нанотехнологии в легкой промышлености. ИСОиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
72. Федеральное государственное бюджетное учреждения науки. Диссертационные советы. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
73. VII Всероссийская конференция по наноматериалам. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
74. Сборник трудов. РХТУ. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
75. Диагностика нанопорошков и наноматериалов. Томский политехнический университет. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
76. Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы. Конференции СФУ. URL: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2015/sbornik.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
77. Химический синтез нанопорошков ND2FE14BАSIO2 типа ядро-оболочка // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/himicheskiy-sintez-nanoporoshkov-nd2fe14basio2-tipa-yadro-obolochka (дата обращения: 09.10.2025).
78. Основы правового регулирования нанотехнологий в Российской Федерации. URL: https://www.researchgate.net/publication/281313360_Osnovy_pravovogo_regulirovania_nanotehnologij_v_Rossijskoj_Federacii (дата обращения: 09.10.2025).
79. О государственном регулировании инновационного развития в области наноматериалов и нанотехнологий в России (краткий обзор) // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/o-gosudarstvennom-regulirovanii-innovatsionnogo-razvitiya-v-oblasti-nanomaterialov-i-nanotehnologiy-v-rossii-kratkiy-obzor (дата обращения: 09.10.2025).
80. Нанотоксикология: понимание рисков и перспективы безопасного использования наноматериалов // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nanotoksikologiya-ponimanie-riskov-i-perspektivy-bezopasnogo-ispolzovaniya-nanomaterialov (дата обращения: 09.10.2025).
81. Проблемы токсикологии наночастиц металлов. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
82. Ученые призывают серьезнее относиться к наночастицам // Красноярский научный центр СО РАН. URL: https://ksc.fbras.ru/news/uchenye-prizyvayut-sereznee-otnositsya-k-nanochastitsam (дата обращения: 09.10.2025).
83. К вопросу о правовых основах развития нанотехнологий в России // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-o-pravovyh-osnovah-razvitiya-nanotehnologiy-v-rossii1 (дата обращения: 09.10.2025).
84. Необходима оценка проблем воздействием наноматериалов на окружающую среду и здоровье человека // Российская академия наук. URL: https://www.ras.ru/news/fcd124d5-072a-466d-88b6-96a86c67319c.aspx (дата обращения: 09.10.2025).
85. Токсичность наночастиц // Супотницкий Михаил Васильевич. URL: http://supotnitskiy.ru/book/book10/nano/chast1.htm (дата обращения: 09.10.2025).
86. Особенности обеспечения безопасных условий труда работников предприятий наноиндустрии // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-obespecheniya-bezopasnyh-usloviy-truda-rabotnikov-predpriyatiy-nanoindustrii (дата обращения: 09.10.2025).
87. МУ 1.2.2520-09. Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200075591 (дата обращения: 09.10.2025).
88. Гигиена, токсикология, санитария. Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов. Методические указания. МУ 1.2.2520-09 // Контур.Норматив. URL: https://normativ.kontur.ru/document?moduleId=1&documentId=121406 (дата обращения: 09.10.2025).
89. МР 1.2.0016-10. 1.2. Гигиена, токсикология, санитария. Методика классифицирования нанотехнологий и продукции наноиндустрии по степени их потенциальной опасности. Методические рекомендации. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200085449 (дата обращения: 09.10.2025).
90. О национальной доктрине развития в Российской Федерации нанотехнологий. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
91. Оценка безопасности наноматериалов. Методические рекомендации. URL: https://docs.cntd.ru/document/420235338 (дата обращения: 09.10.2025).
92. Использование нанотехнологий для решения экологических проблем // Plus-one.ru. 2021. 6 октября. URL: https://plus-one.ru/ecology/2021/10/06/ispolzovanie-nanotehnologiy-dlya-resheniya-ekologicheskih-problem (дата обращения: 09.10.2025).
93. Нанотехнологии в России // Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B8_%D0%B2_%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B8 (дата обращения: 09.10.2025).
94. Воздействие наноматериалов на окружающую среду. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
95. Каковы Проблемы Безопасности, Связанные С Наноматериалами? Ключевые Риски И Решения Для Безопасного Использования // Kintek Solution. URL: https://kinteksolution.com/ru/blogs/what-are-the-safety-challenges-associated-with-nanomaterials-key-risks-and-solutions-for-safe-use (дата обращения: 09.10.2025).
96. Макаров Д.В. Экологическая безопасность нанопорошков // ENVIRONMENTAL SAFETY NANOPOWD. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=20219614 (дата обращения: 09.10.2025).
97. Экологическая безопасность наночастиц, наноматериалов и нанотехнологий. Электронный каталог DSpace ВлГУ. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
98. Нанопорошки: описание мирового рынка // Abercade. URL: https://www.abercade.ru/research/marketing/nanoporoshki-opisanie-mirovogo-rynka.html (дата обращения: 09.10.2025).
99. Экономическое обоснование применения нанопорошков металлов и микроэлементов в кормопроизводстве и семеноводстве клевера в Нечерноземной зоне России // Эдиторум. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=20392331 (дата обращения: 09.10.2025).
100. Основные тенденции российского рынка металлических порошков для аддитивных технологий. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_36750337_24263604.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
101. Нанотехнологии. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
102. Нанопорошки металлов в технологии керамики // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nanoporoshki-metallov-v-tehnologii-keramiki (дата обращения: 09.10.2025).
103. Глобальный рынок металлического порошка. Отчет о маркетинговых исследованиях, предполагаемый спрос в будущем и сценарий роста // Data Bridge Market Research. URL: https://www.databridgemarketresearch.com/reports/global-metal-powder-market (дата обращения: 09.10.2025).
104. Производство наноматериалов: потенциальные риски и пути их снижения // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/proizvodstvo-nanomaterialov-potentsialnye-riski-i-puti-ih-snizheniya (дата обращения: 09.10.2025).
105. Инструкция по охране труда для персонала при работе со щелочными металлами и их гидридами // ФИЦ Биотехнологии РАН. URL: https://www.fbras.ru/upload/iblock/d76/d76717a61d15d6c82737672223788755.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
106. Рынок медных порошков (чешуек, пудры) 2024 // MetalResearch. URL: https://metalresearch.ru/mednyy-poroshok-rynok-2024.html (дата обращения: 09.10.2025).
107. Охрана труда при работе с химическими и другими опасными веществами. URL: https://ohrana-truda.ru/instrukcii/instrukciya-po-oxrane-truda-pri-rabote-s-ximicheskimi-i-drugimi-opasnymi-veshhestvami/ (дата обращения: 09.10.2025).
108. Федеральный закон «О стандартизации в Российской Федерации» от 29.06.2015 N 162-ФЗ (последняя редакция) // КонсультантПлюс. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_181711/ (дата обращения: 09.10.2025).
109. Инструкция по охране труда при работе с химическими веществами. URL: https://belrus.by/wp-content/uploads/2021/09/instrukciya-po-ohrane-truda-pri-rabote-s-himicheskimi-veshhestvami.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
110. Правила по охране труда при нанесении металлопокрытий. URL: https://docs.cntd.ru/document/573030225 (дата обращения: 09.10.2025).
111. Экологические аспекты методом порошковой металлургии // Studgen. URL: https://studgen.ru/referat/jekologicheskie-aspekty-metodom-poroshkovoj-metallurgii/ (дата обращения: 09.10.2025).
112. Нанотехнологии и наноматериалы: научные, экономические и политические реалии нового века // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nanotehnologii-i-nanomaterialy-nauchnye-ekonomicheskie-i-politicheskie-reali-novogo-veka (дата обращения: 09.10.2025).
113. Стоят дёшево, а стирают даже лучше топовых: 5 эффективных стиральных порошков по версии Роскачества // Сибкрай.ru. 2025. 1 октября. URL: https://nsk.sibkray.ru/news/2025/10/1/914441/ (дата обращения: 09.10.2025).
114. Даже для тряпок не годятся: в Роскачестве назвали худшие марки стирального порошка // Новости Владимира. 2025. 3 октября. URL: https://vladimir.ru/news/2025-10-03/dazhe-dlya-tryapok-ne-godyatsya-v-roskachestve-nazvali-khudshie-marki-stiralnogo-poroshka (дата обращения: 09.10.2025).
115. Этот порошок может навредить любой стиральной машине: в Роскачестве составили список опасных и безопасных марок // progorod76.ru. 2025. 4 октября. URL: https://www.progorod76.ru/news/92621 (дата обращения: 09.10.2025).
116. Стоят дёшево, а стирают даже лучше популярных: 5 эффективных стиральных порошков по версии экспертов Роскачества // kuban.mk.ru. 2025. 2 октября. URL: https://kuban.mk.ru/social/2025/10/02/stoyat-deshevo-a-stirayut-dazhe-luchshe-populyarnykh-5-effektivnykh-stiralnykh-poroshkov-po-versii-ekspertov-roskachestva.html (дата обращения: 09.10.2025).
117. Пять направлений развития нанотехнологий // Сириус Журнал. URL: https://junior.sirius.ru/articles/pyat-napravleniy-razvitiya-nanotekhnologiy (дата обращения: 09.10.2025).
118. Российский рынок нанотехнологий: высокотехнологичная индустрия или статистический феномен. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
119. Состояние и перспективы развития наноиндустрии в Российской Федерации. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
120. Нанотехнологии: ближайшие перспективы применения. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
121. Глобальные технологические тренды в нано: «умное» сельское хозяйство и нанотехнологии // e-nano.ru. URL: https://e-nano.ru/news/globalnye-tekhnologicheskie-trendy-v-nano-umnoe-selskoe-khozyaystvo-i-nanotekhnologii (дата обращения: 09.10.2025).
122. Новые материалы и нанотехнологии // issek.hse.ru. URL: https://issek.hse.ru/news/162817349.html (дата обращения: 09.10.2025).
123. Нанотехнологии. Проблемы и перспективы развития в России. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
124. Инвестиции в нанотехнологии в 2025 году: акции, ETF // journal.open-broker.ru. URL: https://journal.open-broker.ru/investments/investitsii-v-nanotehnologii/ (дата обращения: 09.10.2025).
125. Перспективы развития экономики в наноиндустрии. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=45532585 (дата обращения: 09.10.2025).
126. Прогноз глобального рынка нанотехнологий на 2028 год. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
127. Размер мирового рынка нанотехнологий, прогноз 2022-2032 // Spherical Insights. URL: https://www.sphericalinsights.com/ru/reports/nanotechnology-market (дата обращения: 09.10.2025).
128. Научно-производственная фирма Нанопорошковые технологии. Получен патент РФ 2376082. URL: https://nano-pt.ru/news/poluchen-patent-rf-2376082 (дата обращения: 09.10.2025).
129. Отчет о рынке нанопорошка карбида кремния: тенденции, прогноз и конкурентный анализ до 2030 года // Lucintel. URL: https://www.lucintel.com/news/silicon-carbide-nanopowder-market-report-trends-forecast-and-competitive-analysis-to-2030.html (дата обращения: 09.10.2025).
130. Отчет о рынке нанопорошка оксида висмута: тенденции, прогноз и конкурентный анализ до 2030 года // Lucintel. URL: https://www.lucintel.com/news/bismuth-oxide-nanopowder-market-report-trends-forecast-and-competitive-analysis-to-2030.html (дата обращения: 09.10.2025).
131. Наноиндустрия в России: состояние, перспективы, спрос // Аккредитация в образовании. URL: https://akvobr.ru/nanoindustriya_v_rossii_sostoyanie_perspektivy_spros.html (дата обращения: 09.10.2025).
132. Россия на мировом рынке нанотехнологий. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
133. Анохин Р.Н. Нанотехнологии в системе национальных приоритетов. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
134. Нанотехнологии (мировой рынок) // TAdviser. URL: https://www.tadviser.ru/index.php/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D1%8F:%D0%9D%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B8_(%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D1%80%D1%8B%D0%BD%D0%BE%D0%BA) (дата обращения: 09.10.2025).
135. Нанопорошки: описание и объемы производства // Abercade. URL: https://www.abercade.ru/research/marketing/nanoporoshki-opisanie-i-obemy-proizvodstva.html (дата обращения: 09.10.2025).
136. Наноматериалы и нанотехнологии. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
137. Прогноз развития мирового рынка нанопорошков // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/prognoz-razvitiya-mirovogo-rynka-nanoporoshkov (дата обращения: 09.10.2025).
138. Анализ рынка нанопорошков в 2005-2010 годах // Текарт. URL: https://www.tekart.ru/ru/analytic/1118/ (дата обращения: 09.10.2025).
139. Анализ рынка нанопорошка и оборудования для производства нанопорошка в РФ, 2024 г. // ММИ. URL: https://mmi-research.ru/analiz-rynka-nanoporoshka-i-oborudovaniya-dlya-proizvodstva-nanoporoshka-v-rf-2024-g (дата обращения: 09.10.2025).
140. Большие маленькие нанотехнологии: хайп прошел, а что осталось? // Сколково. URL: https://sk.ru/news/bolshie-malenkie-nanotehnologii-khayp-proshel-a-chto-ostalos/ (дата обращения: 09.10.2025).
141. Наноматериалы и нанотехнологии: настоящее и будущее, 2017 г. // МАДИ. URL: https://madi.ru/education/study/nanomaterials-and-nanotechnologies-present-and-future-2017/ (дата обращения: 09.10.2025).
142. Нанотехнологии: открывая безграничные возможности для будущего // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nanotehnologii-otkryvaya-bezgranichnye-vozmozhnosti-dlya-buduschego-tekst-nauchnoy-stati-po-spetsialnosti (дата обращения: 09.10.2025).
143. Наноиндустрия. Успехи нанотехнологий в Израиле. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
144. RU2631692C1. Способ получения мелкодисперсных сферических титансодержащих порошков. URL: https://patents.google.com/patent/RU2631692C1/ru (дата обращения: 09.10.2025).
145. Анализ рынка нанотехнологий в России. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
146. Использование нанотехнологий в строительстве. Их виды, перспективы и безопасность применения // Студенческий научный форум. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).
147. Перспективы применения наноматериалов в космической технике. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392331_83216834.pdf (дата обращения: 09.10.2025).