В нанотехнологиях управляющая информация передается нанозондом персонально каждому атому и молекуле «силовым методом». В этом скрыто принципиальное отличие нанотехнологий от традиционных, где поток управляющей информации подается исходному материалу как целому. В сферу такой деятельности подпадают объекты с размерами (хотя бы вдоль одной координаты), измеряемыми нанометрами. Это ничтожно малая величина, сопоставимая с размерами атомов. Нанотехнология имеет дело с осуществлением технических процессов на молекулярном уровне, т.е. инженеры имеют дело со сверхмалыми частицами размером до 1 нм (или одной миллиардной метра).
Исследователи обнаружили, что вещество на атомном уровне ведет себя совершенно иначе. В этом и заключается задача нанотехнологий: найти атом с необходимыми свойствами и поставить на правильное место. Незначительная доля наночастиц трансформирует знакомые материалы до «неузнаваемости» - настолько, что в них начинают проявляться совершенно неожиданные и полезные свойства.
Они сегодня заложены в основу большинства инновационных решений во всех сферах ежедневного способа производства. Такая интегрирующая роль выдвигает их на одно из первых мест в сфере критических технологий, без развития которых сегодня ни одно государство мира не может претендовать на конкурентный технологический прогресс и создание своей интеллектуальной собственности в сфере науки и технологий.
Есть два главных способа создания наноматериалов. Один из них - «снизу-вверх». Эти методы предполагают, что наноструктуры с заданными свойствами формируются последовательно из атомов и молекул, от мельчайших объемов - к более крупным. такой путь развития нанотехнологий связан, в первую очередь, с использованием дорогостоящей аппаратуры.
Существует и второй путь - «сверху-вниз», или от объемного материала - к высокодисперсным (т.е. мельчайшим) частицам. Он не требует таких больших затрат, к тому же, в Украине есть определенный задел в этой области исследований, так что тут определенно можно получить результат.
Исследования в суперсовременной области требуют соответствующих инструментов. В данном случае - мощнейших микроскопов (электронных, тоннельных), а также с использованием ядерно-магнитного резонанса. Такие приборы в Украине есть, так что их следует собирать для крупных центров, объединяющих усилия ученых разных специальностей, с целью коллективного использования.
Нанопорошки все чаще находят применение в качестве наполнителей для новых материалов и композитов, компонентов многих покрытий и др. Получает развитие научное направление квантовое материаловедение. Свойства материалов в значительной мере определяются микроструктурой, формируемой в процессе термической и механической обработки. Возникает она как результат фазовых превращений в материале. Целесообразно рассматривать и проводить исследования в сфере получения наноструктурированных сталей.
Сейчас к основным нанотехнологиям, распространенным в цветной металлургии, следует отнести следующие: доведение размеров порошков до наноразмеров (порошковая металлургия); получение фольги и лент с помощью контролируемой скорости охлаждения при их кристаллизации; использование методов интенсивной пластической деформации литых и порошковых заготовок; совершенствование микроструктуры и создание новых материалов на основе эффектов дисперсионного твердения и дисперсного упрочнения (нанофазность).
