В.Л.Аксенов

 Российский научный центр «Курчатовский институт», Москва

Объединенный институт ядерных исследований, Дубна

Получение наноматериалов основано на трех условиях: пространственном ограничении, эффектах близости и самоорганизации. Использование нейтронов позволяет контролировать реализацию этих условий, то есть производить нанодиагностику.

 В ряде случаев возможности нейтронов являются уникальными, что обусловлено особенностями взаимодействия нейтронов с веществом.

• Нейтроны взаимодействуют с ядрами, а не с электронными оболочками. Длина рассеяния может сильно отличаться для изотопов одного элемента. Отсюда следует мощный метод изотопного контраста, а также возможность видеть легкие атомы на фоне тяжелых. Особенно ярко возможности нейтронографии проявляются в системах, содержащих водород, таких как полимеры, биологические системы, органические и
водные растворы.

• Нейтрон имеет собственный магнитный момент. Поэтому нейтронография – прямой метод диагностики магнитных структур, как в объеме, так и на поверхности. Особенно эффективны пучки поляризованных нейтронов.

• Нейтрон взаимодействует с веществом слабо, поэтому он не разрушает даже деликатные биологические системы и может глубоко проникнуть в образец, что важно при изучении объемных свойств.

• Благодаря высокой проникающей особенности нейтрона нейтронография имеет широкие возможности использования непосредственно в эксперименте дополнительных устройств, таких как камеры высокого давления, печи, сложные криостаты, электромагниты.

Возможности нейтронов могут быть эффективно использованы для решения следующих научных задач, важных для наук о наноматериалах и для развития нанотехнологий.

• Выяснение различий двумерных (поверхностей раздела) и объемных систем, условий кросовера.

• Изменения магнитных свойств в слоистых системах в зависимости от состава и толщины слоев.

• Изучение взаимного влияния магнетизма и сверхпроводимости в слоистых системах.

• Изучение механизмов преобразования поверхностей и межфазных границ, процессов самосборки.

• Изучение механизмов образования наноструктур в магнитных полимерах.

• Изучение взаимосвязи структура-функция в биологических системах.

• Изучение механизмов эволюции кластеров в коллоидных растворах.

• Изучение эволюции наноструктур и устойчивости магнитных жидкостей и т.п.