автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка методов и средств контроля тканых материалов, модифицированных металлическими и углеродными наноструктурированными пленками

На правах рукописи

и

СУХАНОВ ВАЛЕРИИ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ И УГЛЕРОДНЫМИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫМИ ПЛЕНКАМИ

Специальность 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 2 ОКТ 2939

МОСКВА - 2009

003480757

Работа выполнена в научно-образовательном центре «Зондовая микроскопия и нанотехнология» и на кафедре общей химии и экологии Московского государственного института электронной техники (технического университета)

Научный руководитель: кандидат технических наук,

с.н.с. Бобринецкий И.И.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Яковлев В.Б.

кандидат технических наук, Терашкевич И.М.

Ведущая организация: ЗАО «Нанотехнология МДТ»

Защита состоится 24/х! & 30 2009 г. на заседании диссертационного совета Д.212.134.04 при Московском государственном институте электронной техники (техническом университете) по адресу: 124498, Москва,

г. Зеленоград, проезд 4806, д.5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного институте электронной техники (техническом университете)

Автореферат разослан ОКТЛЗрЯ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ^ f А.И.Погалов

д.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность Развитие нанотехнологий характеризуется междисциплинарным характером исследований, широким взаимопроникновением идей и разработок, интеграцией материалов, методов и процессов. Создаются принципиально новые материалы, новые типы медицинских технологий. Модифицирование тканей обеспечит производство технологичных и прочных изделий с применением высокочувствительных методов контроля. Создание новых материалов в льняной и текстильной промышленности, изучение и улучшение их свойств потребует разработки прецизионных контрольно-измерительных инструментов и методов, которые могли бы исследовать ткани всесторонне, как с метрологической точки зрения, так и с точки зрения идентификации их физической и химической природы. В связи с этим, весьма актуальными и целесообразными являются исследования, направленные на разработку и создание методов и средств контроля тканых материалов, модифицированных металлическими и углеродными наноструктурированными плёнками.

Эффективный контроль модифицированных тканей имеет два важных аспекта: санитарно-гигиенический и технологический. Первый состоит в том, что патогенез многих заболеваний с высокой степенью корреляции соответствует воздействию исследуемых тканей на пораженные участки организма человека.. Во втором аспекте перспективным моментом является использование неразрушающего метода контроля, такого, как сканирующая зондовая микроскопия (далее СЗМ), позволяющего определять не только рельеф поверхности, но и ряд физических свойств модифицированных тканей.

Усовершенствование методов СЗМ для исследования тканых материалов, повышение точности и эффективности измерений, расширение возможностей их использования определяют актуальность данной диссертационной работы, которая основана на решении комплекса теоретических и экспериментальных задач.

Целью работы является разработка методов и средств контроля тканых материалов, модифицированных металлическими и углеродными наночастицами и наноструктурированными пленками.

Для достижения поставленной цели диссертационной работы сформулированы задачи исследований по разработке:

• методики атомно-силовой микроскопии для контроля тканых материалов на основе комбинации методов полуконтактного сканирования, регистрации сдвига фазы колебаний кантилевера и емкостной микроскопии;

• методики контроля параметров острия зонда (радиуса закругления и формы) с одновременной калибровкой микроскопа;

• математической модели взаимодействия острия зонда кантилевера и волокна диаметром, превышающим диапазон сканирования атомно-силового микроскопа; математической модели искажения изображения наноразмерной пленки на поверхности волокна;

• методики испытания прочностных характеристик тканых материалов, модифицированных наноструктурированными пленками металлов и углерода;

• методики контроля сорбционных свойств модифицированных тканых материалов в составе средств очистки воды от примесей.

Научная новизна

В ходе проведенных исследований впервые были получены следующие результаты:

1. Предложена методика идентификации металлических нанообъектов на поверхности тканых волокон с использованием атомно-силовой микроскопии.

2. Предложен способ и средство контроля параметров острия зонда с одновременной калибровкой микроскопа на основе углеродных нанотрубок и фуллеренов.

3. Предложена модель расчета искажений изображений размеров наноструктур на поверхности волокон в атомно-силовом микроскопе.

4. Разработана методика нанесения наностругаурированных пленок металлов и углерода на льняную ткань, позволяющая управлять их прочностными свойствами.

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. Предложенная модель взаимодействия острия кантилевера с поверхностью второго порядка позволяет определить область визуализации волокна в АСМ и оценивать искажения изображений наноразмерных пленок, нанесенных на льняную ткань.

2. Повышение прочностных - характеристик тканых материалов при их покрытии наноструктурированными пленками металлов и углерода происходит за счёт изменения отдельных волокон ткани льна на нанометровом уровне, что подтверждается методами контроля прочностных свойств и атомно-силовой микроскопии.

3. Комбинация зондовых методов микроскопии на основе сочетания информации об изменении фазы колебаний кантилевера с емкостными методами позволяет исследовать электрофизические свойства на уровне единиц нанометров в наноструктурированных плёнках на поверхности тканевых волокон.

Диссертационная работа выполнена в научно-образовательном центре «Зондовая микроскопия и нанотехнология» и на кафедре ОХЭ Московского государственного института электронной техники (технический университет) в рамках выполнения НИР «Разработка приборно-технологического базиса формирования нанотехнологических элементов на основе углеродных структур». Номер

государственной регистрации: 1.200.211155. Федеральная Целевая Программа: «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 г.г.».

Практическая значимость

1. Проведено опытно-промышленное внедрение разработанных методов контроля в аналитическую практику промышленных предприятий и Министерства здравоохранения РФ. Эффективность разработанных методов контроля подтверждена актами внедрения в медицинской практике, ЗАО НИИМВ, ООО «Микроинструмент».

2. Результаты исследований использованы в учебном процессе при проведении лабораторных практикумов по курсу: «Методы зондовой микроскопии и нанотехнологии».

Степень обоснованности научных положений, результатов и выводов

Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждена: комплексным характером проведенных исследований, сравнительными результатами сопоставительных анализов методами кондуктометрии, фотометрии, потенциометрии, применением современных методов атомно-силовой микроскопии.

Возможность практического использования разработанных методов контроля подтверждается их успешным внедрением в технологический процесс предприятий, научно-исследовательских институтов электронной промышленности и медицинскими исследованиями.

Личное участие автора в получении научных результатов

Автору принадлежит участие в постановке и разрешении задач в соответствии с целью исследований. Это заключалось в разработке методик контроля модифицированных тканых материалов, выполнении большей части экспериментов, анализе,

интерпретации и суммировании результатов, формулировке научных положений и выводов, выносимых на защиту.

Исследования комплексного характера проводились по инициативе автора в рамках сотрудничества кафедры ОХЭ и научно-образовательного центра «Зондовая микроскопия и нанотехнология» МИЭТ с отраслевым отделом охраны окружающей среды электронной промышленности Департамента развития оборонно-промышленного комплекса Минпромторга РФ, ЗАО НИИМВ, ООО «Микроинструмент», авторами-исследователями бактерицидных и лечебных свойств НИИ Скорой помощи им. Н.А. Склифосовского.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях и совещаниях:

- 11, 12 и 13-ой Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» (Москва, МИЭТ 2004, 2005,

2006 г.г.);

- Всероссийских научно-технических конференциях «Новые материалы и технологии» (НТМ-2004, 2006) (Москва, МАТИ им. К.Э. Циолковского, 2004, 2006 гг.);

- IV и V Всероссийских научно-технических конференциях «Окружающая природная среда и здоровье» (Пенза, Приволжский дом знаний. 2004,2005 гг.);

- II Международной научно-практической конференции «Экология: образование, наука, промышленность и здоровье» (Белгород: БелГТУ. 2004 г.);

- I и II Международных научно-практических конференциях «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование» (С.-Петербург, 2005, 2006 гг.);

- II Международной научно-практической конференции «Нанотехнологии - производству 2005» (Фрязино, «Концерн Наноиндустрия» 2005 г.);

- V Международной научно-технической конференции "Электроника и информатика - 2005"(М.: МИЭТ, 2005 г.);

- VII Международной конференции «Опто-наноэлекгроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск: УлГУ, 2005 г.);

- V Международной конференции «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология» (М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2006 г.).

Публикации

В ходе выполнения работы опубликовано 22 научные работы, из них 5 статей в научных журналах, в том числе 2 в журналах, рекомендованных ВАК. Кроме того, результаты исследований отражены в 5 отчетах выполненных НИР и подана одна заявка на патент РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, содержащих результаты проведенных работ, и приложений. Диссертация содержит 125 страниц, 46 рисунков, 9 таблиц, 99 номинаций использованной литературы.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются ее цель и задачи, рассматриваются объекты и методы исследования. Показана научная новизна диссертационной работы, ее практическая значимость, вклад автора в решение поставленных задач, указаны российские и международные конференции и семинары, где была апробирована работа.

Первая глава посвящена обзору литературных данных по теме диссертации, приведен анализ литературы по методам контроля объектов наноиндустрии. Представлены научно-технические достижения в области контроля модифицированных

тканей. Показано, что применение неразрушающего метода СЗМ позволяет изучить с высоким разрешением (вплоть до атомарного) не только топологию поверхности, но и свойства поверхности материалов.

Проведён сравнительный анализ высокочувствительных аналитических методов и средств контроля на уровне международных стандартов.

Вторая глава посвящена результатам разработки неразрушающих методик исследования поверхности и контроля свойств тканых материалов, модифицированных металлическими и углеродными наноструктурированными пленками.

Проведение исследований включало собственные методы модификации тканых материалов: осаждение металлов проводилось из коллоидного раствора серебра капельным методом и методом катодного распыления. Разработаны методики и найдены режимы, позволяющие относительно равномерно покрывать волокна металлическими наночастицами и наноразмерными пленками с размерами кластеров, не превышающими 100 нм.

В качестве статистической наработки результатов экспериментально определены оптимальные режимы нанесения пленок серебра, меди, никеля, хрома, алюминия, кобальта.

На рисунке 1 приведено изображение полотна до и после модификации серебряной наноструюгурированной пленкой. Было показано, что плазма не вызвала разрушения или привнесения дефектов в структуру льна.

Для исследования поверхности тканых материалов и ее сканирования с нанометровым разрешением использованы методы атомно-силовой микроскопии (АСМ) на приборе серии Solver. АСМ-изучение тканей, модифицированных металлическими (серебром, медью, никелем, хромом, алюминием, кобальтом) и углеродными

наноструктурированными пленками, проводилось в полуконтактном режиме сканирования. Одновременно с режимом измерения топографии поверхности материалов был использован режим фазового контраста.

Одним из нерешенных вопросов зондовой микроскопии, ограничивающих ее внедрение в состав метрических инструментов, является конволюция формы острия иглы зондового микроскопа. В результате чего при сканировании объектов, сравнимых по порядку величины с размерами острия иглы (около 10 нм), на изображении может наблюдаться не реальное изображение объекта, а изображение самого острия.

Предложена структура, обеспечивающая наблюдение и измерение геометрической формы игл и линейного масштаба перемещения зонда по нормали к поверхности образца для атомно-силовых микроскопов и сканирующих туннельных микроскопов. Структура представляет собой основание с закрепленными на нем нанообъектами: нанотрубками и фуллеренами, имеющими известный радиус. -------------------------------------- -----ш —--------------

а б

Рис. 1. Фотография полотна льна: а - до и б - после модификации наночастицами серебра.

В случае если исследуемый объект находится на поверхности, обладающей плоскостью первого (наклон) или второго порядка (выпуклость или впадина), вклад в результирующее изображение вносит также геометрия самой иглы, что приводит к искажению величины и формы изображения нанообъекта.

Проведен расчет искажения изображения нанообъекта (наноразмерной пленки, находящейся на поверхности цилиндрического волокна радиусом К). Показано, что зависимость

искажения изображения наноразмерной пленки AL от координаты зонда по оси х принимает следующий вид:

I , О)

V(R + гУ-х

где г - радиус заострения иглы кантилевера, t - толщина пленки.

Разработана методика приготовления и исследования образцов ткани в АСМ. От полотна при помощи пинцета отбиралось единичное волокно диаметром ~ 5-15 мкм. Далее образец закреплялся на основании. На чистом льне наблюдается мелковолокнистая структура с характерными размерами фибрилл около 100-200 нм (рис. 2, а). Поверхность льна, модифицированного серебром, отличается равномерным распределением неоднородностей на уровне 40 нм (рис. 2, б).

а б

Рис. 2. АСМ-изображения волокон: а - чистый лён (размер изображения 700x600 нм2); б - лён, модифицированный серебром методом катодного распыления (17x13 мкм2).

На рисунке 3 приведено АСМ-изображение льна, модифицированного серебром, нанесённым из коллоидного раствора капельным методом. Данный метод позволяет наносить тонкие пленки металлических частиц с контролем толщины на уровне единиц нанометров.

а б

Рис. 3. АСМ-изображения волокна льна, модифицированного серебром, нанесённым из коллоидного раствора капельным методом (4x3 мкм2): а - режим подсветки геометрического изображения; б - режим фазового контраста.

На рис. 3, а можно видеть присутствие на поверхности наночастиц диаметром до нескольких десятков нанометров. В режиме фазового контраста (рис. 3, б) наблюдается картина распределения свойств образца, свидетельствующая о наличии тонкой пленки серебра на большей площади поверхности волокна.

Изображения на рис. 2 и 3 по существу демонстрируют методику неразрушающего контроля тканых материалов, модифицированных наноструктурированными металлическими пленками, в основе которой лежит совмещение полуконтактной моды с модой фазового контраста.

По аналогии отработана методика нанесения углеродных нанотрубок из коллоидного раствора на волокна полиамидной ткани. Показано, что по сути, нанотрубки, как в случае естественных волокон - фибриллы в нитях хлопка - формируют иерархически тонкую структуру у искусственного волокна, придавая ему топологические свойства, близкие к натуральному (рис. 4).

По формуле (1) для волокна радиусом 5 мкм, зная диаметр используемых нанотрубок (10 нм), можно рассчитать величину искажения изображения нанотрубки. Для расстояния х = 2 мкм, искажение изображения будет составлять 17 нм.

Рис. 4. АСМ-изображение полиамидного волокна, модифицированного углеродными нанотрубками (6x4 мкм2).

Разработана двухпроходная методика исследования модифицированных тканей, основанная на поляризующем эффекте, оказываемом на проводящую частицу, внесенную в зазор между обкладками конденсатора. В данном случае заземленная подложка, на которой размещалось волокно, выполняла роль одной обкладки, вторую обкладку представлял колеблющийся на второй резонансной частоте кантилевер с проводящим покрытием.

В этом случае амплитуда резонансных колебаний кантилевера А будет пропорциональна амплитуде приложенного напряжения к кантилеверу и по следующему закону:

и2

А(Х,У,2)--(2)

(2-¿о

где Ъ - расстояние между иглой кантилевера и подложкой, с! -толщина адсорбата на поверхности.

На рис. 5 приведено изображение модифицированного участка льна в режиме микроскопии индуцированного электрического поля. Можно видеть, что проводящие объекты в данном режиме «засвечиваются» за счет более сильного взаимодействия металлических частиц на поверхности волокна и острия иглы кантилевера.

а б

Рис. 5. АСМ-изображения волокна льна, модифицированного из коллоидного раствора серебром, нанесённым капельным методом (3,5x2,5 мкм2): а-режим подсветки геометрического изображения; б - режим микроскопии индуцированного электрического поля.

При модификации ткани пленками углерода (при нанесении катодно-плазменным методом) показано, что пленки углерода на ткани состоят из плотно соединенных неоднородностей (наночастиц) со средними размерами от 40 до 60 нм (рис. 6).

0 2 4 6 8 мкм

а б

Рис.6. АСМ-изображения льняного волокна, модифицированного наночастицами углерода: а - режим трехмерного изображения (20x20x2 мкм3), б - сечение участка поверхности.

В результате проведенных исследований установлено, что модификация тканей катодно-плазменным методом, предложенным автором диссертационной работы, позволяет контролировать прочностные характеристики тканей.

На специально разработанном устройстве исследуемая нить с обеих сторон закреплялась зажимами. Верхний конец присоединялся к держателю штатива, а к нижнему концу прикреплялась площадка для установки разновесов. Нагрузка на нить равномерно увеличивалась до полного ее разрыва. Зная данные по исходной длине нити, её массе и нагрузке при разрыве, вычислялась разрывная длина нити, характеризующая прочностные свойства. Результаты по контролю прочностных характеристик при модификации ткани серебром, медью, никелем, композицией никеля и серебра, углеродом приведены в таблице 1.

Как- следует из вышеприведенных результатов исследований, частичная металлизация нити приводит к упрочнению ткани на 20%. Покрытие тонкой углеродной плёнкой повышает прочность ткани в полтора раза.

Таблица 1

Композиция Лён Лён Лён Лён Лён + Лён

100% + АЙ +Си +N1 Ni+Ag + С

Разрывная

длина нити (см) 1,6+0,2 1,7+0,3 1,7+0,2 1,8+0,2 1,8+0,1 2,5± 0,3

Третья глава посвящена разработке методов исследования экологической безопасности тканых материалов, модифицированных металлическими и углеродными наноструктурированными пленками.

Проведены исследования по перспективности применения льняной ткани, модифицированной наноструктурированными пленками серебра и меди, в медицинской скоропомощной практике при интенсивной терапии ожогов и серьёзных раневых

поражений. Было изучено изменение скорости лечения гематом с использованием нового типа салфеток. Показано уменьшение времени рассасывания гематом при воздействии компресса из льняных металлизированных Cu-Ag салфеток в три раза (рис. 7). Дополнительно было исследовано влияние на лечение гематом методом электрофореза с использованием салфеток с медным покрытием и сульфатом меди. Гематомы исчезали быстрее на салфетках с Си, при этом не происходило образование балластных ионов, имевших место в традиционной методике, что делает метод электрофореза более эффективным.

а б

Рис.7. Изменение состояния кольцевых гематом после

воздействия компресса на льняных металлизированных Си салфетках и структурированной воде: а - исходная гематома ; б - рассасывание гематомы после лечения.

Создана комплексная методика исследования экологической безопасности тканей, модифицированных металлическими и углеродными наноструктурированными пленками в качестве фильтрующих материалов для воды. С использованием разработанных материалов был изготовлен фильтр. В качестве дополнительного сорбирующего элемента был выбран материал, содержащий углеродные нанотрубки (УНТ), как обладающиий более высокой поглотительной способностью по отношению к различным химическим веществам и соединениям. Испытание вновь полученных фильтрующих материалов для очистки воды

проводилось на конструкции фильтра БАРЬЕР-4, где вместо стандартных фильтрующих компонентов кассета в верхней части заполнялась материалом, содержащим углеродные нанотрубки, и льняной тканью, модифицированной наноструктурированной пленкой углерода. В нижней части в кассете послойно размещалась льняная ткань с наноструктурированными плёнками серебра и меди.

Разработанная методика контроля сорбционных свойств тканых материалов основывается на использовании картирования свойств на основе методов кондукгометрии, потенциометрии, фотометрии (таблица 2).

Таблица 2

Вода Вода Вода Вода Вода после

из из после после фильтра, УНТ и

водо- род- фильтра фильтра, лён,

про- ника "Барьер- содер- модифицированный

вода 4" жащего наноструктуриро-

УНТ ванными пленками

Ag, Си, С

Электро-

проводность 510,6 420,5 360 306,1 260,4

воды, (мкСм)

Общая

минерализа- 300 230 217 175 143

ция воды,

ррт

Общая

жесткость, 5,6 4,2 3,2 2,7 2.3

мг-экв/л

По результатам исследований показано, что наилучшее качество воды по жёсткости было после фильтра, содержащего углеродные нанотрубки и ткани, модифицированные наночастицами серебра, меди, углерода.

В качестве основных параметров, необходимых и достаточных для определения сорбирующих свойств модифицированных тканей могут быть использованы значения

общей минерализации (солесодержания), электропроводности и жесткости воды.

Дополнительно, для определения достоверности разработанной методики контроля, вода, прошедшая через фильтр, созданный на основе нанотрубок и ткани, модифицированной пленками серебра, меди и углерода, подвергалась анализу содержания примесей Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+, Fe3+, Cr3+, F", NOV Было показано, что концентрация данных примесей уменьшается на 2-3 порядка, проходя через конструкцию такого фильтра.

В диссертации приводятся технические акты, подтверждающие внедрение и использование результатов диссертационной работы.

В заключении сформулированы основные результаты работы и подведен ее общий итог.

1. Разработана методика атомно-силовой микроскопии тканых материалов, в основе которой лежит совмещение полуконтактного режима и режима фазового контраста при сканировании с учётом присутствия плоскости второго порядка в изображении. Данная методика позволяет изучать поверхности наноструктурированных металлических и углеродных образований, нанесенных на льняную ткань.

2. Проведен расчет области визуализации поверхности волокна в атомно-силовом микроскопе, а также проведен анализ артефактов, возникающих в результате выхода острия зонда в «слепую зону» сканирования, вплоть до механического передвижения волокна в контактном режиме сканирования.

3. Предложен способ и средство контроля параметров острия зонда АСМ с одновременной калибровкой микроскопа на основе углеродных нанотрубок и фуллеренов.

4. Проведена оценка искажения изображения нанообъекта (наноразмерной пленки), находящейся на поверхности цилиндрического волокна с большим радиусом кривизны.

5. Методами ACM установлено, что на поверхности тканых материалов остаются отдельные наночастицы (неоднородности) с характерным размером ~ 10-60 нм в случае нанесения наночастиц серебра капельным методом из коллоидного раствора. Предложена методика атомно-силовой микроскопии, сочетающая приемы фазового контраста и микроскопии индуцированного электрического поля, позволяющая косвенно определять природу наноразмерных частиц на поверхности ткани.

6. Показано, что при увеличении толщины наноструктурированной углеродной пленки с 200 до 1000 нанометров размер наночастиц в пленке претерпевает слабое изменение.

7. Показана возможность управления прочностными характеристиками тканых материалов при их модификации различными наноструктурированными пленками.

8. Разработана методика контроля сорбционных свойств модифицированных тканых материалов в составе средств очистки воды от примесей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих печатных работах:

1. Суханов В.Н., Тимофеев Е.В., Изуткина Д.В. «Исследования антропогенного влияния объектов окружающей среды на экологию человека». В сб. материалов III Всеросс. научной конференции «Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий». Томск. Изд-во Томского политехи, университета.. 2004 г. с. 226-227.

2. Суханов В.Н. «Проблемы развития нанотехнологии». Сб. тезисов докл. Всеросс. НТК «Новые материалы и технологии». НМТ-2004. М.: ИЦ МАТИ-РГТУ им. К.Э. Циолковского 2004 г. т.2. с. 160.

3. Суханов В.Н., Хаханина Т.Н., Неволин В.К. «Исследования свойств углеродных нанотрубок как высокоэффективных адсорбентов токсичных веществ». Тез.1 Международной н.-практической конф. «Высокие технологии, фундаментальные и

прикладные исследования, образование». С.-Петербург. 2005 г. с.201.

4. Суханов В.Н., Хаханина Т.Н., Неволин В.К., Осипов Б.П. «Отечественные методы и средства сканирующей туннельной микроскопии и электроаналитики в исследованиях антропогенного влияния продукции текстильной и легкой промышленности». Тез.1 Международной научно-практической конф. «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование». С.- Петербург. 2005 г. с.202.

5. Суханов В.Н., Хаханина Т.Н., Осипов Б.П., Сухарев С.А. «Нанотехнологии в контроле экологической безопасности промышленной продукции». Тез. II Международной научно-практической конференции «Нанотехнологии -производству 2005». - Фрязино. «Концерн Наноиндустрия». 2005 г. с. 109.

6. Степанова Ю.В., Прокофьева М.Ю., Суханов В.Н. «Исследование углеродных нанотрубок в качестве адсорбента токсичных веществ». Тез. докл. XII Всероссийской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика-2005».М.: МИЭТ.2005 г. с.368.

7. Суханов В.Н., Строганов А.А. «Исследование высокоэффективных адсорбентов токсичных веществ на основе наноструктурированного углерода». Тез. докл. V Международной н.-технической конф. «Электроника и информатика-2005». М.: МИЭТ.2005 г. с.46.

8. Хаханина Т.И., Суханов В.Н., Осипов Б.П., Бобринецкий И.И. «Методы и средства атомно-силовой микроскопии и электроаналитики в исследованиях антропогенного влияния текстильной и легкой промышленности». Тез. докл. II Всеросс. н.-практической конф. «Окружающая среда и здоровье». Пенза: РИО ПГСХА. 2005 г. с.91-92.

9. Хаханина Т.И., Суханов В.Н. и др. «Исследование свойств углеродных нанотрубок как высокоэффективных адсорбентов токсичных веществ». Тез. докл. II Всероссийской научно-

практической конференции «Окружающая среда и здоровье». Пенза: РИО ПГСХА. 2005 г. с.108-110.

10. Хаханина Т.И., Осипов Б.П., Суханов В.Н., Березин А.Б. «О токсичности волокнистых материалов, допированных наночастицами». Сб. научных трудов « Нанотехнологии в индустрии текстиля - 2006». Под ред. Б.П. Осипова. М. МГТУ. 2006 г., с.91-95.

11. Суханов В.Н., .Хаханина Т.Н., Осипов Б.П., Сухарев С.А., Бобринецкий И.А. «Высокие технологии текстильной наноиндустрии и контроль их экологической безопасности». Тез. П Международной научно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образования». С.-Петербург. 2006 г. с. 268-269.

12. Комаров И.А., Кулешов А.Е., Суханов В.Н. «Применение фильтров на основе наноструктурированного углерода для очистки окружающей среды от загрязнений». Тез. докл. 13 Всеросс. межвузовской н.-технической конф. «Микроэлектроника и информатика-2006». М.: МИЭТ. 2006 г. с. 337.

13. Хаханина Т.Н., Осипов Б.П., Бобринецкий И.И., Суханов В.Н. «Методы и средства атомно-силовой микроскопии в исследованиях волокнистого сырья и продукции текстильной промышленности». Научный альманах. Текстильная промышленность. 2006. № 1,2. с.46-54.

14. Бобринецкий И.И., Суханов В.Н. «Исследование свойств металлизированной ткани на основе льна» // Объединенный медицинский журнал. № 2 (12).2006. с.57-59.

15. Строганов А.А., Суханов В.Н. «Исследование структуры высокоэффективных сорбентов на основе наноструктурированного углерода». Тез. докл. V Международной конф. «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология». М. МГУ. 2006 г., с 174.

16. Хаханина Т.И., Суханов В.Н., Осипов Б.П. «Исследование тканых материалов, допированных металлическими и

углеродными наночастицами». Сб. тезисов докл. Всеросс. НТК «Новые материалы и технологии». HTM 2006 М: ИЦ МАТИ-РГТУ 2006 г. т.З. с. 82-83.

17. Хаханина Т.И., Осипов Б.П., Суханов В.Н., Сухарев С.А. «Тенденция развития нанотехнологий в современной текстильной индустрии». IV Международная научная конф. «Химия, химическая технология и нанотехнология на рубеже тысячелетий», т.1. Томск ТПУ 2006 г. с. 154 - 156.

18. Суханов В.Н., Сухарев С.А., Хаханина Т.Н., Осипов Б.П. «Применение элементов нанотехнологий в современной текстильной индустрии». Докл. Всероссийской НТК «Приоритетные направления науки и технологий», кн. 1. изд. Тул.ГУ. Тула 2006 г. с. 153-154.

19. Бобринецкий И.И., Суханов В.Н. «Катодно-плазменная металлизация тканых материалов». // Известия вузов. Электроника. 2007 г. № 3. с.73-74.

20. Сухарев С.А., Суханов В.Н., Хаханина Т.И. «Контроль экологической безопасности высоких технологий текстильной наноиндустрии» Тез. докл. XIII Международной НТК студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электроника и энергетика» М. МЭИ. 2007 г. т. 2.с. 258- 259.

21. Суханов В.Н., Шипилов И.В., Фёдорова Д.Л. «Исследование свойств металлизированной ткани на основе льна». // Объединённый медицинский журнал. №2 (14).2007 г. с.47-54.

22. Суханов В.Н., Хаханина Т.И. и др. «Исследование свойств ткани на основе льна, модифицированной наночастицами углерода». // Объединённый медицинский журнал. №2 (14). 2007г.с. 54-57.

Формат 60x84 1/16. Уч.-изд. л. 1,2. Тираж 100 экз. Заказ ¿39

Отпечатано в типографии ИПК МИЭТ.

124498, Москва, Зеленоград, проезд 4806, д.5, МИЭТ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЛОКНИСТОГО СЫРЬЯ И ПРОДУКЦИИ ТЕКСТИЛЬНОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

1.1 .Предпосылки развития работ в области нанотехнологий и наноматериалов.

1.2.Современное состояние и перспективы развития нанотехнологий за рубежом и в Российской

Федерации.

1.3. Нанотехнологии в фундаментально новой молекулярной организации больших структур.

1.4. Влияние нанотехнологий на свойства материалов и их производство.

1.4.1. Нанотехнология в текстильной промышленности.

1.4.2. Медицина и здоровье.

1.4.3. Окружающая среда и энергетика.

1.5. Создание наноустройств на основе новых материалов.

1.5.1. Фуллерены.

1.5.2. Нанотрубкн.

1.6. Современное состояние и основные характеристики методов и средств исследования волокнистого сырья и продукции текстильной промышленности.

1.6.1. Фотометрические методы анализа.

1.6.2. Современное состояние, классификация и основные характеристики электрохимических методов и средств контроля экологической безопасности продукции.

1.6.3. Атомно-силовая микроскопия.

1.6.3.1. Дальнодействующие силы и конструкция кантилевера.

1.6.3.2. АСМ-визуализация наноразмерных объектов.

1.6.3.3. Многопроходные сканирующие зондовые методики в задачах нанотехнологии.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ В ИССЛЕДОВАНИЯХ ТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫМИ

ПЛЕНКАМИ.

2.1. Методы и средства атомно-силовой микроскопии в исследовании тканых материалов.

2.1.1. Изучение наноразмерных объектов органического и неорганического происхождения на поверхностях волокнистого сырья, полуфабрикатов и готовой продукции текстильной промышленности.

2.1.1.1. Расчет области видимости поверхности волокна в атомно-силовом микроскопе.

2.1.1.2. Расчет искажения ^толщины наноразмерных пленок на поверхности объектов с радиусом кривизны, превышающим радиус кривизны острия кантилевера.

2.1.1.3. Атомно-силовая микроскопия чистых тканей.

2.1.2. АСМ исследование волокон из салфетки, модифицированной наноразмерными частицами серебра, нанесенным из коллоидного раствора.

2.1.2.1. Приготовление ткани, модифицированной частицами серебра.

2.1.2.2. Разработка методик калибровки сканирующего зондового микроскопа для восстановления размеров наблюдаемых нанообъектов*.

2.1.2.3. Бесконтактная емкостная методика сканирующей зондовой микроскопии в атмосфере воздуха.

2.1.2.4. Разработка методов прямого исследования ткани, модифицированной наноразмерными частицами серебра и нанотрубками.

2.1.2.5. Исследование ткани, модифицированной углеродными нанотрубками

2.2. Разработка методик контроля технологии получения изделий текстильной промышленности с улучшенными поверхностными характеристиками.

2.2.1. Контроль технологических режимов получения тканых материалов, модифицированных наноструктурированными пленками металлов.

2.2.2. Контроль прочностных характеристик тканых материалов, модифицированных наноструктурированными пленками металлов.

2.3. Особенности методик контроля тканых материалов, модифицированных наноструктурированными пленками углерода.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ

ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫМИ ПЛЕНКАМИ, В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ И БИОМЕДИЦИНСКИХ

Развитие нанотехнологий характеризуется междисциплинарным1 характером исследований, широким взаимопроникновением идей и разработок, интеграцией материалов, методов и процессов. Создаются принципиально новые материалы, новые типы медицинских технологий. Модифицирование тканей обеспечит производство технологичных и прочных изделий с применением высокочувствительных методов контроля. Создание новых материалов в льняной и. текстильной промышленности, изучение и улучшение их свойств потребует разработки прецизионных контрольно-измерительных инструментов и методов, которые могли бы исследовать ткани всесторонне, как с метрологической точки зрения, так и с точки зрения-идентификации их физической и химической природы. В связи с этим, весьма актуальными и целесообразными являются исследования, направленные на разработку и создание методов и средств контроля тканых материалов, модифицированных металлическими и углеродными наноструктурированными плёнками.

Эффективный контроль модифицированных тканей имеет два важных аспекта: санитарно-гигиенический и технологический. Первый состоит в том, что патогенез многих заболеваний с высокой степенью корреляции' соответствует воздействию исследуемых тканей на пораженные участки организма человека. Во втором аспекте перспективным моментом является использование неразрушающего метода контроля, такого, как сканирующая зондовая микроскопия (далее СЗМ), позволяющего определять не только рельеф поверхности, но и ряд физических свойств модифицированных тканей.

Усовершенствование методов СЗМ для исследования тканых материалов, повышение точности и эффективности измерений, расширение возможностей их использования определяют актуальность данной диссертационной работы, которая основана на решении комплекса теоретических и экспериментальных задач.

Целью работы является разработка методов и средств контроля тканых материалов, модифицированных металлическими и углеродными наночастицами и наноструктурированными пленками.

Для достижения поставленной цели диссертационной работы сформулированы задачи исследований по разработке:

• методики атомно-силовой микроскопии для контроля тканых материалов на основе комбинации методов полуконтактного сканирования, регистрации сдвига фазы колебаний кантилевера и емкостной микроскопии;

• методики контроля параметров острия зонда (радиуса закругления и формы) с одновременной калибровкой микроскопа;

• математической модели взаимодействия острия зонда кантилевера и волокна диаметром, превышающим диапазон сканирования атомно-силового микроскопа; математической модели искажения изображения наноразмерной пленки на поверхности волокна;

• методики испытания прочностных характеристик тканых материалов, модифицированных наноструктурированными пленками металлов и углерода;

• методики контроля сорбционных свойств модифицированных тканых материалов в составе средств очистки воды от примесей.

Научная новизна

В ходе проведенных исследований впервые были получены следующие результаты:

1. Предложена методика идентификации металлических нанообьектов на поверхности тканых волокон с использованием атомно-силовой микроскопии.

2. Предложен способ и средство контроля параметров острия зонда с одновременной калибровкой микроскопа на основе углеродных нанотрубок и фуллеренов.

3. Предложена модель расчета искажений изображений размеров наноструктур на поверхности волокон в атомно-силовом микроскопе.

4. Разработана методика нанесения наноструктурированных пленок металлов и углерода на льняную ткань, позволяющая управлять их прочностными свойствами.

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. Предложенная модель взаимодействия острия кантилевера с поверхностью второго порядка позволяет определить область визуализации волокна в АСМ и оценивать искажения изображений наноразмерных пленок, нанесенных на льняную ткань.

2. Повышение прочностных характеристик тканых материалов при их покрытии нанострукгурированными пленками металлов и углерода происходит за счёт изменения отдельных волокон ткани льна на нанометровом уровне, что подтверждается методами контроля прочностных свойств и атомно-силовой микроскопии.

3. Комбинация зондовых методов микроскопии на основе сочетания информации об изменении фазы колебаний кантилевера с емкостными методами позволяет исследовать электрофизические свойства на уровне единиц нанометров в наноструктурированных плёнках на поверхности тканевых волокон.

Диссертационная работа выполнена в научно-образовательном центре «Зондовая микроскопия и нанотехнология» и на кафедре ОХЭ Московского государственного института электронной техники (технический университет) в рамках выполнения НИР «Разработка приборно-технологического базиса формирования нанотехнологических элементов на основе углеродных структур». Номер государственной регистрации: 1.200.211155. Федеральная Целевая Программа: «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 -2012 г.г.».

Практическая значимость

1. Проведено опытно-промышленное внедрение разработанных методов контроля в аналитическую практику промышленных предприятий и Министерства здравоохранения РФ. Эффективность разработанных методов контроля подтверждена актами внедрения в медицинской практике, ЗАО НИИ MB, ООО «Микроинструмент».

2. Результаты исследований использованы в учебном' процессе при проведении лабораторных практикумов по курсу: «Методы зондовой микроскопии и нанотехнологии».

Степень обоснованности научных положений, результатов и выводов

Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждена: комплексным характером проведенных исследований, сравнительными результатами сопоставительных анализов методами кондуктометрии, фотометрии, потенциометрии, применением современных методов атомно-силовой микроскопии.

Возможность практического использования разработанных методов контроля подтверждается их успешным внедрением в технологический процесс предприятий, научно-исследовательских институтов электронной промышленности и медицинскими исследованиями.

Личное участие автора в получении научных результатов

Автору принадлежит участие в постановке и разрешении задач в соответствии с целью исследований. Это заключалось в разработке методик контроля модифицированных тканых материалов, выполнении большей части экспериментов, анализе, интерпретации и суммировании результатов, формулировке научных положений и выводов, выносимых на защиту.

Исследования комплексного характера проводились по инициативе автора в рамках сотрудничества кафедры ОХЭ и научно-образовательного центра «Зондовая микроскопия и нанотехнология» МИЭТ с отраслевым отделом охраны окружающей среды электронной промышленности Департамента развития оборонно-промышленного комплекса Минпромторга РФ, ЗАО

НИИМВ, ООО «Микроинструмент», авторами-исследователями бактерицидных и лечебных свойств НИИ Скорой помощи им. Н.А. Склифосовского.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях и совещаниях:

- 11, 12 и 13-ой Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» (Москва, МИЭТ 2004, 2005, 2006 г.г.);

- Всероссийских научно-технических конференциях «Новые материалы и технологии» (НТМ-2004, 2006) (Москва, МАТИ им. К.Э. Циолковского, 2004, 2006 гг.);

- IV и V Всероссийских научно-технических конференциях «Окружающая природная среда и здоровье» (Пенза, Приволжский дом знаний. 2004, 2005 гг.);

- II Международной научно-практической конференции «Экология: образование, наука, промышленность и здоровье» (Белгород: БелГТУ. 2004 г.);

- I и II Международных научно-практических конференциях «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование» (С.Петербург, 2005, 2006 гг.);

- II Международной научно-практической конференции «Нанотехнологии - производству 2005» (Фрязино, «Концерн Наноиндустрия» 2005 г.);

- V Международной научно-технической конференции "Электроника и информатика-2005"(М.: МИЭТ, 2005 г.);

- VII Международной конференции «Опто-наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск: УлГУ, 2005 г.);

- V Международной конференции «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология» (М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2006 г.).

Публикации

В ходе выполнения работы опубликовано 22 научные работы, из них 5 статей в научных журналах, в том числе 2 в журналах, рекомендованных ВАК. Кроме того, результаты исследований отражены в 5 отчетах выполненных НИР и подана одна заявка на патент РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, содержащих результаты проведенных работ, и приложений. Диссертация содержит 125 страниц, 46 рисунков, 9 таблиц, 99 номинаций использованной литературы.

Выводы по главе 3

Проведено опытно-промышленное внедрение разработанной методологии контроля тканых материалов в аналитическую практику предприятий электронной промышленности и министерства здравоохранения. Было проведено сравнение процессов восстановления гематом при использовании тканей, модифицированных наноструктурированными пленками меди и серебра. Показано увеличение времени лечения гематом в ~ 3 раза по сравнению с естественным путем заживления. Проведено опытно-промышленное внедрение тканых материалов, модифицированных металлическими и углеродными наноструктурированными пленками, в медицинской практике и для экологической безопасности в охране окружающей среды в качестве фильтрующих тканей. Практическая реализация новой методологии подтверждена техническими актами внедрения результатов диссертационной работы. Была разработана конструкция фильтра на основе тканей, модифицированных наноструктурированными пленками металлов. Проведен контроль тканевых фильтров по степени очистки водопроводной воды и сточных вод. Было показано уменьшение концентрации токсичных ионов металлов на ~ 2 порядка от величины ПДК.

Заключение

1. Разработана методика атомно-силовой микроскопии тканых материалов, в основе которой лежит совмещение полуконтактного режима и режима фазового контраста при сканировании с учётом присутствия плоскости второго порядка в изображении. Данная методика позволяет изучать поверхности наноструктурированных металлических и углеродных образований, нанесенных на льняную ткань.

2. Проведен расчет области визуализации поверхности волокна в атомно-силовом микроскопе, а также проведен анализ артефактов, возникающих в результате выхода острия зонда в «слепую зону» сканирования, вплоть до механического передвижения волокна в контактном режиме сканирования.

3. Предложен способ и средство контроля параметров острия зонда АСМ с одновременной калибровкой микроскопа на основе углеродных нанотрубок и фуллеренов.

4. Проведена оценка искажения изображеиия нанообъекта (наноразмерной пленки), находящейся на поверхности цилиндрического волокна с большим радиусом кривизны.

5. Методами АСМ установлено, что на поверхности тканых материалов остаются отдельные наночастицы (неоднородности) с характерным размером ~ 10-60 нм в случае нанесения наночастиц серебра капельным методом из коллоидного раствора. Предложена методика атомно-силовой микроскопии, сочетающая приемы фазового контраста и микроскопии индуцированного электрического поля, позволяющая косвенно определять природу наноразмерных частиц на поверхности ткани.

6. Показано, что при увеличении толщины наноструктурированной углеродной пленки с 200 до 1000 нанометров размер наночастиц в пленке претерпевает слабое изменение.

7. Показана возможность управления прочностными характеристиками тканых материалов при их модификации различными наноструктурированными пленками.

8. Разработана методика контроля сорбционных свойств модифицированных тканых материалов в составе средств очистки воды от примесей.

Благодарность

Автор выражает благодарность своему научному руководителю с.н.с., к.т.н. И.И. Бобринецкому за руководство и помощь на основных этапах работы.

Также автор благодарит и выражает искреннюю признательность за активное участие и помощь в подготовке диссертации руководителю НОЦ «Зондовая микроскопия и нанотехнология» профессору, д.ф.-м.н. В.К. Неволину.

Автор благодарит профессора, д.т.н. Т.И. Хаханину за полезные консультации при проведении работ, академика РАЕН, д.т.н. В.И. Петрика, предоставившего материал углеродной смеси для исследований и сотрудников НОЦ ЗМНТ и кафедры ОХЭ МИЭТ.

1. Нанотехнологии в электронике. Под ред. чл.-кор. РАН Ю.А. Чаплыгина. М.: Техносфера, 2005. - 448 с.

2. Неволин В. К. Зондовые технологии в электропике. М.: Техносфера. 2005. -152 с.

3. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований. Пер с англ. Под ред. М. К. Роко, Р.С. Уильямса, П. Аливисатоса. М: Мир. 2002. 287 с.

4. Ю. Альтман. Военные нанотехнологии. Возможности применения и превективного контроля вооружений. М.: Техносфера. 2006. 424 с.

5. Ратнер Марк, Ратнер Даниель. Нанотехнология. Пер. с англ. М., С-Петербург, Киев: Вильяме. 2007. 421 с.

6. Сергеев Г.Б. Нанотехнология. М.: Изд-во МГУ. 2006. 335 с.

7. Эггинс Б. Химические п биологические сенсоры. М.: Техносфера. 2005.-335 с.

8. Пул Ч., Оуэне Ф. Нанотехнологии. М.: Техносфера. 2004. 412 с.

9. Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наностуктурные материалы. М.: Академия. 2005.-340 с.

10. Сергеев Г.Б. Нанохимия. М.: Изд-во МГУ, 2003. - 288 с.

11. Наноматериалы. Нанотехнологии. Наносистемная техника. Мировые достижения за 2005 год. Сб. под ред. д.т.н., проф. П.П. Мальцева. М.: Техносфера, 2006.-152 с.

12. Миронов В. Основы сканирующей зондовой микроскопии. М.: Техносфера, 2004.-143 с.

13. Рыков С.А. Сканирующая зондовая микроскопия полупроводниковых материалов и наноструктур. С-Петербург. Наука. 2001. 151 с.

14. Бахтизин Р.З., Галлямов P.P. Физические основы сканирующей зондовой микроскопии. Уфа. РИО БашГУ. 2003. 82 с.

15. Сканирующая зондовая микроскопия биополимеров. Под ред. И.В. Яминского. М: Научный мир. 1997. 256 с.

16. Коньков А.С., Неволин В.К. А.с. №147232 с приоритетом от 14.07.87.Растровый туннельный микроскоп. Опубл. 07.04.89. Бюл. №13.

17. Харрис П. Углеродные нанотрубки и родственные структуры. Новые материалы XXI века. Перевод с англ. Под ред. Л.А.Чернозатонского. М: Техносфера. 2003. 336 с.

18. Неволин В.К., Петрик В.И., Строганов А.А., Чаплыгин Ю.А. Атомная структура нанотрубок из углеродной смеси высокой реакционной способности. Письма в ЖТФ-2003. Т.29. Вып.8. с.84-90.

19. В .И. Петрик. Патент РФ № 2128624 с приоритетом от 17.10.97. Способ получения углеродной смеси высокой реакционной способности и устройство для его осуществления.

20. Минаев В.В., Неволин В.К., Петрик В.И. Нанотрубки из углеродной смеси высокой реакционной способности. Микросистемная техника. 2002. №1. с. 41-42.

21. Неволин В.К.Основы туннельно-зондовой нанотехнологии. Учебное пособие. Москва. МГИЭТ. 1996. 90 с.

22. Быков В.А. Приборы и методы сканирующей зондовой микроскопии для исследования и модификации поверхностей. Дисс. на соиск. уч. степ, д.т.н. М. МИЭТ. 2000. 395 с.

23. Быков В.А., Лазарев М.И., Саунин С.А. Сканирующая зондовая микроскопия для науки и промышленности. //Электроника: наука, технология, бизнес. 1997. №5. с. 7- 14.

24. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Строганов А.А., Чаплыгин Ю.А. Модуляция проводимости пучков однослойных углеродных нанотрубок. // Микроэлектроника. 2004. Т.ЗЗ. №5. с. 359-365.

25. Малюченко Н.В. и др. Исследование структурных особенностей белков прерывисто-контактным методом атомно-силовой микроскопии. // Биофизика. 2003. Т.48. вып.5.

26. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Строганов А.А. «Засвечивание» углеродных нанотрубок в атомно-силовом микроскопе. // Известия вузов. Электроника. 2004. №3. с.83.

27. Бобринецкий И.И. Формирование и исследование электрофизических свойств планарных структур на основе углеродных нанотрубок. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. М: МИЭТ. 2004.

28. Хаханина Т.И., Осипов Б.П., Осипова Н.Н., Ковалева А.Ю. и др. Определение токсичных металлов и формальдегида методом ИВ. // Текстильная промышленность России. М.: 2002, №2, с. 20-28.

29. Петрунин В.Ф. Ультрадисперсные порошки и нанокристаллы-два типа ультрадисперсиых систем. Екатеринбург. 2001.

30. Андриевский Р.А. Наноматериалы: концепция и современные проблемы. Российский химический журнал 2002, Т.46.С.50-56.

31. Сергеев Г.Б. Нанохимия металлов. Успехи химии. 2001. Т.70. с.915933.

32. Егорова Е.М. Наночастицы металлов в растворах, биохимический синтез и применение. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи. Пер. с англ. М: Издательский дом «Вильяме».2004.

33. Осипов Б.П., Богатырев О.Д. Применение элементов нанотехнологии в текстильной промышленности. Тезисы Международной научно-практической конференции «Нанотехнологии-производству». Фрязино. 2004.

34. Шульга Ю.М., Мурадян В.Е. и др. Сборник научных трудов «Фуллерены и фуллереноподобные соединения». Минск. БГУ. 2000. с.41 48.

35. Основы аналитической химии. Под ред. Ю.А. Золотова. Кн. 2: Методы химического анализа. М.: Высш. шк., 2002. 351 с.

36. Методы анализа веществ высокой чистоты. Под ред. Алимарина И. П. М.: Наука, 1985.-528 с.

37. Методы получения и анализа веществ особой чистоты. Под ред. Девятых Г. Г. -М: Наука, 1980. -210 с.

38. Успехи аналитической химии. Под ред. Золотова Ю.А М.; Наука, 1989. 301с.

39. Золотов Ю.А., Кузьмин Н.М. Концентрирование микроэлементов. М.: Химия, 1982.-228 с.

40. Марченко 3. М. Фотометрическое определение элементов. М.: Мир, 1971.- 504 с.

41. Никитина Н.Г.,Хаханина Т.И., Суханова J1.C., Борисов А.Г. Лабораторный практикум. Методы исследования состава материалов электронной техники.- М.: МИЭТ, 2003.-88 с.

42. Современные методы анализа микрообъектов и тонких пленок. Под ред. Алимарина И.П., ЛуфтБ.Д. М.: Наука. 1977. - 305 с.

43. Чупахин М.С., Крючкова О.Н., Рамендик Г.И. Аналитические возможности искровой масс-спекгрометрии. М; Атомиздат, 1982.-222 с.

44. Золотов Ю.А. .Иванов В.М., Амелин В.Г. Химические тест-методы анализа.- М.:Едиториал УРСС,2002.-304с.

45. Золотов Ю.А. Концентрирование микроэлементов. М.: Химия, 1982, -284 с.

46. Юделевич И .Г., Буянова Л.Н., Шелпакова И.Р. Химико-спектральный анализ веществ высокой чистоты, Новосибирск: Наука. 1980. - 224 с.

47. Карпов Ю.А., Алимарин И.П. Методы и проблемы современной аналитической химии высокочистых веществ // Методы анализа высокочистых веществ. М.: Наука, 1987. с.23-54.

48. Хаханина Т.И., Борисов А.Г., Никитина Н.Г., Суханова Л.С., Ковалева А.Ю., Гурская А.А. Лабораторный практикум по курсам «Экология» и «Химия окружающей среды». М.:МИЭТ,2005. - 95с.

49. Девятых Г.Г., Краснова С.Г., Яньков СВ. Примесный состав высокочистых веществ // Методы анализа высокочистых веществ. М.: Наука, 1987. с.6-22.

50. Гимельфарб Ф.А. Поверхностные загрязнения и методы их исследования // Методы анализа высокочистых веществ. М.: Наука, 1987. с.75-93.

51. Кальвода Р., Зыка Я., Штулик К. Электроаналитические методы в контроле окружающей среды. Пер. с англ. Под ред. Е.Я. Неймана. М.: Химия. 1990.-350 с.

52. Коркишко Ю.Н., Борисов А.Г., Никитина Н.Г., Суханова Л.С., Петрова В.З. Методы исследования состава и структуры материалов электронной техники.-М.:МИЭТ, 1997. -256 с.

53. Шелпакова И.Р., Сапрыкин А.И., Юделевнч И.Г. Искровой масс-спектрометрический анализ материалов высокой чистоты с концентрированием примесей // Методы анализа высокочистых веществ. М.: Наука, 1987. с. 143-156.

54. Славин У. Атомно-абсорбционная спектроскопия. Пер. с англ. под ред. Б.В. Львова и др. М.: Химия, 1971. - 307 с.

55. Прецизионные рентгеновские и электрохимические приборы, рентгеновские диагностические аппараты, приборы лабораторной технологии / Официальный каталог Международной выставки конференции «Человек, город и окружающая среда» (Москва, июнь 1998 г.), с.22.

56. Гильберт Э.Н. Нейтронио-активационный анализ веществ высокой чистоты // Методы анализа высокочистых веществ. М.: Наука, 1987. с.115-143.

57. Электронная и ионная спектроскопия твердых тел. / Под ред. Фирмэнса Л., Вэнника Дж., Декейсера В. -М.: Мир.- 1981.- 468 с.

58. Методы анализа поверхностей. / Под ред. Зандерны А.,- М.: Мир.-1979.-584 с.

59. Тонака Акихиро. Возможности и ограничения метода оже-спекгроскопии для исследования химических свойств поверхностей и измерения толщины тонких пленок // О Plus Е.- 1993.- № 162.- С. 35-97.

60. Суханов В.Н., Хаханина Т.И., Осипов Б.П. и др. Нанотехнологии в контроле экологической безопасности промышленной продукции. Тез.П Международной научно-практической конференции «Нанотехнологии-производству 2005».Фрязино. 2005.С.109.

61. Хаханина Т.И., Осипов Б.П. , Суханов В.Н. и др. О токсичности волокнистых материалов, допированных наночастицами. Сб. научных трудов Нанотехнологии в индустрии текстиля-2006. Под редакцией Б.П. Осипова. М: МГТУ.2006.С.91-95.

62. Хаханина Т.П., Осипов Б.П., Бобринещшй И.И., Суханов В.Н. Методы и средства атомно-силовой микроскопии в исследованиях волокнистого сырья и продукции текстильной промышленности. Научный альманах. Текстильная промышленность. 2006. №1,2. с.46-54.

63. Хаханина Т.П., Суханов В.Н., Осипов Б.П. Исследование тканых материалов, допированных металлическими и углеродными наночастицами. Сб. тезисов докл. Всероссийской НТК «Новые материалы и технологии». НТМ 2006.М.:ИЦ МАТИ-РГТУ 2006.T.3.C.82-83.

64. Суханов В.Н., Сухарев С.А., Хаханина Т.И., Осипов Б.П. Применение элементов нанотехнологии в современной текстильной индустрии. Докл. Всероссийской НТК «Приоритетные направления науки и технологий». Кн. 1. Изд. ТулГУ. Тула. 2006.С. 153-154.

65. Справочник. «Физические величины». Под ред. И.С. Григорьева, Е.З.Мейлихова. М: Энергоатомиздат.1991.с.47.

66. Бобринецкий И.И., Суханов В.Н. Исследование свойств металлизированной ткани на основе льна. // Объединенный медицинский журнал. М.: 2006. № 2.С.57 59.

67. Бобринецкий И.И., Суханов В.Н. Катодно-плазмениая металлизация тканых материалов. Известия вузов. Электроника. 2007. №3.с.73-74.

68. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова JI.C. Микроэлементозы человека: энтиология, классификация, органопатология. АМН СССР М. Медицина. 1991. с.48-77.

69. Войнар А.И. Биологическая роль микроэлементов в организме человека -М: Высшая школа. 1960.С.544.

70. Воздействие па организм человека опасных и вредных экологических факторов. Т.1. Под ред. JI.K. Исаева. М.: «Экометрия». ПАИМС. 1997. с.496.

71. Родимин Е.М. Приготовление целебных медно серебряных растворов и метало - ионно - терапия. М.: НОУ СТЦ «Университетский». 2005 с.171.

72. Авцын А.П. Микроэлементозы человека Клин. мед. 1987.№6.с.36. 100. Богомолов В.М., Пономаренко Т.Н. Общая физиотерапия М.: «Медицина». 1999.С.55 58.

73. Эмсли Дж. Элементы. М: Мир. 1993. 112 с.

74. Суханов В.Н., Шипилов И.В., Фёдорова Д.Л. «Исследование свойств металлизированной ткани на основе льна». / Объединённый медицинский журнал. №2 (14).2007 г. с.47-54.

75. Суханов В.Н., Хаханина Т.И. и др. «Исследование свойств ткани на основе льна, модифицированной наночастицами углерода». // Объединённый медицинский журнал. №2 (14). 2007 . с. 54-57.

76. Суханов В.Н. «Философские проблемы развития нанотехнологии» В сб. тез. докл. Всероссийской научно-практической конференции «Новые материалы и технологии-НМТ-2004». В 3 томах. Т.2.- М: «МАТИ-РГТУ» им. К.Э. Циолковского 2004 г. с. 160.

77. Степанова Ю.В., Прокофьева М.Ю., Суханов В.Н. «Исследование углеродных нанотрубок в качестве адсорбента токсичных веществ» Тез. докл. XII Всероссийской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика-2005».М.: МИЭТ.2005 г. с.368.

78. Суханов В.Н., Строганов А.А. «Исследование высокоэффективных адсорбентов токсичных веществ на основе наноструктурированного углерода». Тез. докл. V Международной н.-технической конф. «Электроника и информатика-2005». М.: МИЭТ.2005 г. с.46.