Зачем изучать материалы на микроуровне? Какими способами можно изучать наноматериалы? Как устроены атомно-силовые микроскопы? Об этом рассказывает доктор технических наук Виктор Быков.

Можно смотреть на материалы с точки зрения макроскопических процессов. Например, при обработке дерева есть стружка, или отлетают металлические спирали от токарных станков. А можно смотреть по-другому. Смотреть, как же все это устроено: например, молекулы целлюлозы устроены определенным образом, и поэтому свойства дерева именно такие, в нем есть ориентированные волокна, они уложены специальным образом. Только в этом случае можно создать по-настоящему чистые технологии, такие, что не будут загрязнять окружающую среду, а будут интегрированы в природу.

Для того чтобы разобраться в нанотехнологиях, нужны специальные исследования, специальные приборы. Весьма эффективна электронная микроскопия, очень эффективна атомно-силовая микроскопия, туннельная микроскопия, когда с помощью очень маленьких зондиков, острых настолько, что они оканчиваются единичными атомами, можно аккуратно дотрагиваться до предметов, например до поверхности полимерной пленки, и смотреть, как они устроены на молекулярном уровне.

С помощью атомно-силовых микроскопов можно понять не только то, по какой причине что-то случилось, а как молекулярная структура определяет, почему возникают те или иные реакции. Это целый класс явлений, которые можно понимать уже сегодня. При помощи методов сканирующей зондовой микроскопии можно изучать различные физические параметры, можно видеть рельеф магнитных полей вблизи поверхности, можно, если сделать специальные иголки, видеть изменения теплоемкости и теплопроводности.