PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE W NANOTECHNOLOGII

Andrzej G. Chmielewski, Jacek Michalik, Marek Buczkowski, Dagmara K. Chmielewska


Nanotechnologia jest jedną z najszybciej rozwijających się dziedzin nauki i inżynierii, w której bardzo wcześnie zaczęto wykorzystywać promieniowanie. Aranżację położenia jonów i atomów za pomocą wiązki jonów lub elektronów stosuje się od wielu lat. Chemia radiacyjna w przeszłości wykorzystywała metody podobne do stosowanych w chemii, jak np. obróbkę materiałów w całej ich masie. Aczkolwiek pojawiły się również nowe trendy dotyczące bardziej precyzyjnej obróbki materiałów; przykładami takich rozwiązań mogą być: obróbka powierzchni, jonowe membrany trekowe i systemy z kontrolowanym uwalnianiem leków. Ostatnie dwa produkty pasują do definicji nanomaszyny: kontrolują szybkość transportu substancji dzięki swoim właściwościom strukturalnym. Możliwość wytwarzania struktur z nanometryczną dokładnością ma podstawowe znaczenie we wszystkich zastosowaniach nanotechnologii. Przy wytwarzaniu nanomateriałów wykorzystywane są różne techniki litografii do tworzenia ekstremalnie małych struktur. Technologie bazujące na obróbce radiacyjnej, wykorzystujące promieniowanie X oraz wiązki jonów są kluczowe w rozwoju różnych metod nanomodelowania. Badana jest również radiacyjna synteza nanoklasterów miedzi, srebra i wielu innych metalicznych nanocząstek w polimerach i zeolitach. W procesie tym roztwór soli metalicznych jest poddawany naświetlaniu promieniowaniem gamma, a wolne rodniki wytworzone pod wpływem promieniowania redukują jon metalu, wytwarzając wolne atomy. Półprzewodniki nanometrycznych rozmiarów zawierające metaliczną siarkę są wytwarzane przez naświetlanie promieniowaniem gamma odpowiednich roztworów monomerów, siarki i metali. Produkty te znajdują zastosowanie w materiałach fotoilumiscencyjnych, fotoelektrycznych i ogniwach słonecznych oraz nieliniowych materiałach optycznych. W niniejszym raporcie znajduje się również rozdział poświęcony badaniom nanostruktur prowadzonym w Instytucie Chemii i Techniki Jądrowej (IChTJ): jonowym membranom trekowym, promieniowaniu, wzbudzonym klastrom srebra w zeolitach i otrzymywaniu nanostruktur na włóknach poliamidowych. W raporcie przedstawiono też zastosowania wybranych procesów oraz metody analizy wymienionych wyżej materiałów oparte na SEM i ESR. Obserwowane kierunki badań i zastosowań w dziedzinie nanotechnologii mogą przywrócić zainteresowanie chemią radiacyjną związków nieorganicznych i układów polimer-związek nieorganiczny.

(in English)