Нанотехнология объединяет наноразмерные структуры и создает материалы и системы, которые можно использовать в большинстве отраслей промышленности, в здравоохранении и охране окружающей среды. В настоящее время развитие нанотехнологии, производство и применение наноматериалов еще не достигли максимума.
Три группы технологий обеспечивают научно-технический прогресс первой половины XXI в. — электроника и компьютерные технологии, биотехнологии и нанотехнологии. Ожидается, что развитие электроники и компьютерных технологий достигнет максимума в 2010–2015 гг. Вклад биотехнологий, зародившихся в 1968–1973 гг., станет наибольшим в период 2025–2035 гг., а нанотехнологии станут основной движущей силой научно-технического развития в 2045–2055 гг.
Сущность нанотехнологии состоит в способности работать на атомном, молекулярном и супрамолекулярном (надмолекулярном) уровнях, в интервале размеров от 1 до 100 нм, для того чтобы создавать, обрабатывать и использовать материалы, устройства и системы, обладающие новыми свойствами и функциональными возможностями благодаря малому размеру элементов их структуры. В некоторых случаях новые явления и свойства наблюдаются, когда размер оказывается в большем интервале — меньше 1 нм и больше 100 нм.
Можно выделить следующие основные категории наноматериалов, перспективных для промышленного применения в ближайшем будущем: углеродные наноматериалы, нанокомпозиты, металлы и сплавы, нанокерамика, нанополимеры, биологические наноматериалы и наностекла.
По данным Центра аналитических исследований Лос-Аламосской национальной лаборатории, объемные наноматериалы могут найти применение практически в любом секторе производства, где решающую роль играют высокие механические (сверхпрочность, ударная вязкость, усталостная выносливость) и функциональные (магнитные, сверхупругие, эффект памяти формы) свойства.
Порошковые наноматериалы
Наиболее продвинутыми продуктами на рынке нанотехнологий и наноматериалов к настоящему времени можно считать порошковые наноматериалы и нанотехнологии. Известно более 30 методов получения нанопорошков (НП). Разрабатываются методы получения композиционных и объемных наноматериалов, а также наноструктурирования поверхности металлов и сплавов. Наноматериалы обладают уникальными свойствами и преимуществами по сравнению с другими материалами, например крупнозернистыми или аморфными.