Рассмотрены свойства металлических кластеров и составленных из них наноструктур. Сравниваются существующие методы генерации интенсивных пучков металлических кластеров и последующего превращения их в наноструктуры. Проанализированы процессы протекания буферного газа с активными молекулами через наноструктуру в условиях нанокатализа. По аналогии с макроскопическим металлом исследуется распространение электрического сигнала через наноструктуру. Проанализировано изменение сопротивления металлической наноструктуры в результате прилипания к её поверхности активных молекул, которые превращаются в отрицательные ионы, индуцируюие образование положительно заряженных вакансий внутри металлического проводника. Вакансии притягиваются к отрицательным ионам и вместе с ними формируют изменение сопротивления металлической наноструктуры. Рассмотрены физические основы применения металлических кластеров и составленных из них наноструктур для создания новых материалов в виде пористой металлической плёнки на поверхности различных объектов. Представлены фундаментальные основы нанокатализа. Полупроводниковые кондактометрические сенсоры, проводником в которых являются граничащие друг с другом нанометровые зёрна или нити, сравниваются с металлическими сенсорами с проводником в виде перколяционного кластера, фрактальной нити или пучка переплетённых нанонитей, образуемых в сверхтекучем гелии. Показано, что сенсоры на основе металлических наноструктур характеризуются существенно более высокой чувствительностью по сравнению с полупроводниковыми сенсорами, но, в отличие от них, не обладают селективностью. Измерения на основе металлических сенсоров включает две стадии: первая позволяет измерить скорость прилипания активных молекул к проводнику сенсора с высокой точностью, вторая связана с освобождением поверхности металлической наноструктуры от прилипших молекул с использованием газоразрядной плазмы, в частности, от капиллярного разряда, и последующей хроматографией продуктов очистки.

Ключевые слова: металлические кластеры, металлические наноструктуры, лазерная абляция, перколяционный кластер, фрактальная нить, пучок нанонитей, нанокатализ, полупроводниковый кондактометрический сенсор, металлический кондактометрический сенсор PACS: 61.43.Hv, 61.46.−w, 72.15.−v, 73.63.−b (все) DOI: 10.3367/UFNr.2017.02.038073 URL: https://ufn.ru/ru/articles/2017/12/b/ 000429139400002 2-s2.0-85043538839 2017PhyU...60.1236S Цитата: Смирнов Б М "Металлические наноструктуры: от кластеров к нанокатализу и сенсорам" УФН 187 1329–1364 (2017) BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)Medline RefWorks Русский English RT Journal T1 Metal nanostructures: from clusters to nanocatalysis and sensors A1 Smirnov,B.M. PB Uspekhi Fizicheskikh Nauk PY 2017 FD 10 Dec, 2017 JF Uspekhi Fizicheskikh Nauk JO Usp. Fiz. Nauk VO 187 IS 12 SP 1329-1364 DO 10.3367/UFNr.2017.02.038073 LK https://ufn.ru/ru/articles/2017/12/b/ Поступила: 17 ноября 2016, доработана: 11 февраля 2017, одобрена в печать: 14 февраля 2017 English citation: Smirnov B M “Metal nanostructures: from clusters to nanocatalysis and sensors” Phys. Usp. 60 1236–1267 (2017); DOI: 10.3367/UFNe.2017.02.038073