Обзоры и книги по проблемам физики и химии наночастиц, напечатанные на русском языке в 1977–2005 годах

Полвека тому назад Р. Фейнман для своей лекции о проблемах миниатюризации выбрал парадоксальное название Внизу полным–полно места (There is Plenty of Room at the Bottom; опубликован сокращенный перевод на русский язык [1]).

Сегодня становится очевидным, какое значение имеют или будут иметь в будущем некоторые положения лекции Р. Фейнмана [1], прочитанной накануне 1960 года в Калифорнийском технологическом институте на Рождественском обеде Американского физического общества:

Речь идет о проблеме контроля и управления строением вещества в интервале очень малых размеров. Внизу (то есть внизу или внутри пространства, если угодно) располагается поразительно сложный мир малых форм, и когда–нибудь (году, например, в 2000–м) люди будут удивляться тому, что до 1960 года никто не относился серьезно к исследованию этого мира…

Поскольку для записи одного бита информации нам необходимо примерно 100 атомов, вся заботливо собранная человечеством книжная информация может быть записана в кубике металла с размером грани около 1/200 дюйма, представля­ющем крошечную, едва различимую человеческим глазом пылинку. Как видите, в глубинах пространства, внизу, полным–полно места и возможностей…

По мере уменьшения размеров мы будем постоянно сталкиваться с очень необычными физическими явлениями. Все, с чем приходится встречаться в жизни, зависит от масштабных факторов…

Внизу мы будем постоянно наблюдать новые закономерности и эффекты, предполагающие но­вые варианты использования.

В 2000 году коллектив американских иссле­дователей издал книгу Нанотехнология в ближайшем десятилетии (опубликован перевод [2]), целью которой являлось ознакомление американской общественности с состоянием нанотехнологических исследований к началу 1999 года. Нано– науку можно определить как совокупность знаний о свойствах вещества в манометровом масштабе, нанотехнологию — как умение целенаправленно создавать объекты (с заранее заданными составом, размерами и структурой) в диапазоне приблизительно 1–100 нм (с. 12). Цитируемая книга [2] содержит оценки около 150 экспертов, представляющих университетские, промышленные и правительственные научнотехнические организации. Они предложили краткое описание существующих задач и полученных результатов.

В научно–популярном издании 1981 года Кластеры в химии [3] говорится об изучении недоступного прежде мира короткоживущих форм и состояний.

Термин кластер впервые появился в науч­ной литературе в 1937 году в известных работах Дж.Е. Майера по статистической механике неидеальных газов. Первоначально он означал группу атомов или молекул, выделяемую в газе по определенным формально–математическим признакам. Вскоре, в особенности благодаря Я.И. Френкелю, стало ясно, что при описании неидеальных газов, и особенно предпереходных состояний, можно опираться на представления о действительном образовании групп, или агрегатов, молекул. Строгая теория неидеальных газов, основанная на представлении о физических кластерах, была развита в статистической механике Т. Хиллом в 1955 году (см. [3], с. 4).

В брошюре [3] имеется краткий обзор основных методов исследования кластеров. Позже каждый из этих методов обсуждался в той или иной монографии.

На с. 30 в брошюре [3] обсуждаются имевшиеся в то время данные о плавлении кластеров с потенциалом межатомного взаимодействия Леннард–Джонса: для 16–атомного кластера абсолютная температура плавления снижается на 2/3; для 55–атомного кластера — наполовину. Источником сведений о плавлении кластеров названы статьи П.Н. Воронцова–Вельяминова и В.А. Павлова [4], Брайена и Бертона |5].

До 1990 года на русском языке было опубликовано около десятка монографий и сборников [6–14], в которых обсуждались некоторые проблемы нанонауки (в том понимании этого тер­мина, которое описано в книге [2] на с. 12).

Предмет книги [–6], изданной 30 лет тому назад, обозначен как ультрадисперсные металлические среды — ансамбли большого числа частиц, имею­щих размеры 1–100 нм. В книге [–6] такие среды охарактеризованы как особый тип конденсиро­ванного состояния вещества, которое отличается как от массивного твердого тела, так и от жидко­сти.

Авторы приводят аргументы в пользу того, что в этом диапазоне (менее 100 нм) находится услов­ная переходная область размеров, выше которых можно говорить о наличии свойств массивного, макроскопического твердого тела, а ниже которых частицы обладают признаками, характерными для макромолекул (см. [–6], с. 4).

Уже в 1977 году отмечалось: Известны мно­гочисленные экспериментальные данные, показывающие, что в дисперсных частицах возможно смещение температуры сосуществования фаз по сравнению с массивными образцами (понижение температуры плавления) (см. [–6], с. 194).

Следует подчеркнуть значение формулы (7.5) из разд. 7.1 (см. [–6], с.nbsp;196), описывающей смещение температуры плавления микрочастицы.

Во второй книге Физические явления в ультрадисперсных средах, изданной через 7 лет [7], авторы И.Д. Морохов,Л.И. Трусов и В.Н. Лаповок представили экспериментальные доказательства и теоретические аргументы, показывающие, что в ультрадисперсных частицах наблюдаются аномалии колебаний атомов (см. [7], с. 93–102), аномалии электронных состояний (см. [7], с. 120–133), а также демонстрирующие специфические черты процессов переноса в ультрадисперсных средах (см. [7], с. 103–120, 133–158). В отдельных малых частицах реализуются разнообразные размерные эффекты, наблюдается качественное изменение спектров элементарных возбуждений, чувствительных как к изменению симметрии, так и к наличию границ. Этим вызываются определенные аномалии в поведении электронов, фононов, нлазмонов, магнонов и других элементарных возбуждений. Возможно возникновение корреляций электронных состояний одновременно во многих частицах, что, по–видимому, важно для понимания сверхпроводящих свойств ультрадисперсных сред. Наблюдались эффекты коллективной поляриза­ции в электромагнитных полях, что существен­но для трактовки оптических явлений (см. [7], с. 168–190).

Авторы отметили: Если говорить о хорошо управляемом и контролируемом производстве металлических частиц размером от десяти до тысячи нанометров, имеющих чистую поверхность, то предпочтительным является метод испарения в газе (см. [7], стр. 8). В 1984 году авторы [7] отмечали, что при реализации метода плазменной струи, на­пример, удавалось получать порошок никеля со средним размером частиц 20 нм с производительностью 48 г/ч.

По поводу оптических свойств отмечается: Раствор с мельчайшими частицами металлов окрашен в различные цвета в зависимости от типа металлов и размера частиц. Через два–три дня растворы обесцвечиваются, на дне осаждаются мельчайшие частицы черного цвета, подобные частицам, образующимся в результате обычного осаждения из газовой фазы. Однако осажденные мельчайшие частицы при перемешивании снова переходят в раствор, который окрашивается в ис­ходный цвет (см. [7], с. 15). По мнению авторов [7], это позволяет предполагать образование на поверхности наночастицы слоя молекул растворителя, удерживающего ее от слипания с другими частицами.

При обсуждении термодинамических харак­теристик и особенностей фазовых диаграмм ультрадисперсных сред (с. 193–214) в книге [7] отсутствует тот материал, касающийся смещения температуры плавления микрочастицы, который имелся в предыдущей книге (см. [6], с. 196). В книге [7] сформулирована задача объяснить размерный эффект плавления, не привлекая макроскопические термодинамические понятия для очень малых частиц7], с. 204). У автора настоящей статьи противоположная точка зрения — макроскопические термодинамические понятия можно корректным образом применять и в случае очень малых частиц.

В 80–е годы две монографии по проблемам физики кластеров опубликовал Ю.И. Петров — Физика малых частиц [8] и Кластеры и малые частицы [9]. Информация о плавлении кластеров с потенциалом взаимодействия Леннард-Джонса, имевшаяся в брошюре |3], в эти книги не вошла.

Книга [8] посвящена свойствам малых неорга­нических частиц, прослеживается изменение этих свойств при переходе от атомов к массивному телу. В связи с этим отмечается: «Возникает вопрос, с какого размера можно считать агрегацию атомов массивным телом в отношении того или иного фи­зического свойства. В процессе эксперименталь­ного изучения свойств все более мелких частиц можно выяснить размерные границы применимо­сти различных теоретических концепций, перво­начально развитых для массивных тел» (см. [8], с. З).

Существенные положения первой книги [8] можно найти во второй книге [9], в которой представлен критический обзор теоретических и экспериментальных работ по вопросам приготовления и исследования свойств кластеров и малых частиц, преимущественно металлов. При этом, по мнению Ю.И. Петрова: Большую путаницу вносит широ­ко распространенная и очень живучая концепция поверхностного натяжения, совершенно бесполез­ная в случае кластеров и малых частиц (см. [9], с. 3). Автор настоящей статьи с таким утверждением не согласен.

В первой главе книги [9] рассмотрены проблемы исследования островковых пленок. Обнаружено, что процесс конденсации пара на подложке начинается с внезапного появления частиц примерно одинакового размера средним диаметром от двух до трех нанометров. Считается, что на ранних стадиях конденсации имеется большое количество малых кластеров с числом атомов от 2 до 13, мигрирующих по подложке. По виду функции распределения растущих частиц по размерам делались попытки выявить различные механизмы роста, определить их роль (см. [9], с. 5–10).

В главах 2–5 кратко описаны различные методы получения кластеров: конденсация в инертном газе, сверхзвуковое истечение газа из сопла, разложение металлоорганических соединений по фронту ударной волны с последующей быстрой конденсацией металла, ионная эмиссия.

Основной в монографии [9] стала ее вторая часть (с.  37–225), где описаны строение и тепловые свойства малых атомных агрегаций — кластеров.

Сначала описаны основные методы расче­та термодинамических функций кластеров: метод нормальных колебаний, метод молекулярной динамики и метод Монте–Карло. Обсуждению под­вергнуты классическая теория нуклеации, ее проблемы (например, парадокс Лоте–Паунда) (см. [9], с. 42–70).

В главе 2 второй части книги [9] (с. 42–131) обсуждается большой объем теоретических и экспериментальных данных, касающихся гомогенной конденсации пара.

Глава 3 посвящена вопросам строения и стабильности кластеров.

По мнению автора настоящей статьи, следует отметить главу 4: Термодинамика малых частиц. В разд. 4.1 (с. 161–178) обсуждаются вопросы, ко­торые до настоящего времени являются дискусси­онными. Некоторые данные о плавлении наноча- стиц рассмотрены в разд. 4.5 этой книги [9].

В третьей части книги [9] описаны коллективные свойства малых частиц, обусловленные взаи­модействием электронов.

В кратком обзоре [10], опубликованном в 1987 году, Ю.И. Петров выделил такие проблемы, как электронная структура кластеров и определе­ние геометрии стабильных кластеров. Однако ав­тору настоящей статьи представляется невозмож­ным согласиться с выводами [10] о том, что применение к кластерам понятия термодинамической фазы, границы раздела фаз и поверхностного на­тяжения лишены смысла.

В монофафии Химия кластеров [11] обсуждаются результаты структурных исследований кластерных соединений металлов (по состоянию на 1985 год), геометрия, топология металлического остова и ее связь с числом валентных электронов, закономерности укрупнения кластерного остова. Оказалось, что можно получать соединения, содержащие остов из атомов металлов, образующих металлоцепи, металлоциклы, металлокаркасы и металлополиэдры различной степени сложности. По мнению автора [11], химию кластерных соединений, созданных на основе металлов. можно условно назвать органической химиейнеуглеродных элементов. В химии возникло новое направление — кластерный катализ. Кластеры неметаллов в книге [11] не рассматривались.

В том же 1987 году были опубликованы сбор­ники [12, 13], где основными были названы следующие проблемы:

1. Генерация кластеров при конденсации в газовой фазе и при испарении твердых или жидких тел.
2. Внутреннее состояние кластеров и их физико–химические свойства.
3. Взаимодействие кластеров с фотонами, электронами, тяжелыми нейтральными и заряженными частицами, а также с поверхностями.

Генерация кластеров в газодинамических молекулярных пучках обсуждается в книге [14]. Чтобы значительно увеличить интенсивность молекулярного пучка, после 1951 года стали использовать истечение газа из сверхзвукового сопла. Газодинамическое ускорение молекул в сверхзвуковой струе означает переход тепловой энергии в кинетическую энергию направленного движения. В результате такого адиабатического охлаждения температура газа может сильно понизиться, вплоть до нескольких кельвинов (см. [14], с. 6–19). При этом начинают возникать кластеры; такие кластированные пучки удобны для экспериментального изучения физико-химических свойств кластеров, например, методом дифракции электронов и разнообразными спектроскопическими методами (см. [3], с. 8–16).

Монография, посвященная матричноизолированным наноструктурам с трехмерной симметрией кристаллической решетки, была подготовлена в 1991 году; опубликована 4 года спу­стя [15]. Она делится на три раздела: кластеры (химия, симметрия, динамика); матрицы (геометрия и симметрия); кластерные сверхструктуры в цеолитных матрицах. Благодаря алюмосиликатному каркасу в цеолитах можно получать ансамбли калиброванных по размеру кластеров.

В монографии Наночастицы металлов в полимерах [16] обсуждался широкий круг полимерных объектов, относящихся к наноструктурным материалам.

В 2001 году появилось первое учебное пособие по физике кластеров [17], изданное на русском языке. В этом учебном пособии основные термины определяют так: Кластер — система связанных атомов и молекул. Микрокластеры представляют собой мельчайшие агрегаты, включающие от двух до нескольких сотен атомов.

Быстро расширяется область применения наноструктурных материалов. Отметим издание учебного пособия по этой проблеме [18].

В 1998 году появился первый обзор по ком­пактным материалам в нанокристаллическом состоянии [19]. Нанокристаллические материалы представляют собой макроскопические ансамбли ультрамалых частиц с размерами до нескольких нанометров. Особенности строения и свойства изолированных кластеров в обзоре [19] не рассматриваются.

Была издана первая в отечественной и мировой литературе монография Нанокристаллические материалы [20] — обобщение экспериментальных результатов и теоретических представлений о строении и свойствах компактного твердого тела с нанометровым размером частиц, зерен, кристаллитов. Обновленное и дополненное переиздание появилось в 2001 году [21].

В предисловии редактора изданий [20, 21] говорится: Вопрос о том, как быстро нарастает и на каком этапе объединения атомов завершается формирование того или иного свойства массивного кристалла, до сих пор не решен. Не вполне ясно, каковы вклады поверхностных и объемных эффектов в свойства наноматериалов и как они могут быть разделены.

Новая монография того же автора [22]] издана вдвое большей по объему текста, в нее добавлены новые главы.

В указанных монографиях кратко затронуты вопросы фазового перехода кристалл–жидкость (с. 65–72 в [20], с. 83–88 в [21] и с. 207–212 и [22]). В этих книгах, в отличие от многих других, формула, описывающая зависимость температуры плавления частицы от ее размера, — формула (3.6) в изданиях [20, 21] и формула (4.17) в монографии [22] — является правильной.

Книга Нанохимия [23] является монографией, с химической точки зрения рассматривающей проблемы, связанные с получением и изучением свойств наночастиц. Ее рецензент отмстил в предисловии, что частицы размером около нанометра обнаружили необычные, трудно предсказуемые химические свойства; такие наночастицы, или кластеры, обладают высокой активностью, и с ними в широком диапазоне температур возможно осуществление реакций, которые не идут с частицами макроскопического размера.

По результатам обсуждения температуры плавления ультрамалых частиц (с. 204–207) автором [23] сделаны следующие выводы:

Установлено, что для свободных наночастиц металлов всегда имеет место понижение температуры плавления с уменьшением размера наночастицы. Для систем, состоящих из металлических частице включенными наночастицами другого металла, возможно как понижение, так и повышение температуры плавления с уменьшением размера частицы.

По состоянию на начало 2003 года автор книги [23] отмечает, что необходимо более детальное изучение небольших кластеров метатлов. Экспериментальные и теоретические исследования должны четко ответить на вопросы: как происходит самоорганизация атомов; идет ли этот процесс путем последовательного присоединения атома к предшествующей частице или, например, тетрамер образуется при взаимодействии двух димеров и т. д.; сохраняются или изменяются, и как именно. в ансамбле частиц физико–химические свойства его индивидуальных составляющих. Установление особенностей самоассоциации и организации из небольших частиц более крупных ансамблей откроет новые возможности синтеза материалов с необычными свойствами (см. [23], с. 258).

От книг [6–9, 11–18, 20–23] перейдем к обзорам [24–31], которые содержат оперативную информацию о достижениях физики кластеров.

В обзорах [24, 25] анализируются процессы, сопровождающиеся истечением горячего газа в ва­куум или буферный газ в режиме, когда в расши­ряющемся газе образуются кластеры.

Интересным объектом оказалась кластерная плазма — ионизованный газ, содержащий кластеры. Когда дисперсная фаза состоит из более крупных частиц, плазму называют пылевой. В противоположность пылевой плазме кластеры в кластер­ной плазме могут разрушаться или образовываться [25]. Если кластеры несут заряды одного знака, это препятствует столкновениям кластер–кластер. Тогда рост и разрушение кластеров протекают по схеме атом–кластер. Подробное изучение таких процессов дает ценную информацию о свойствах отдельных кластеров; при этом экспериментально наблюдаются явления, которые связаны с так называемыми магическими числами.

В обзоре [27] обсуждаются процессы, идущие в экстремальных условиях: под действием сверх­мощного лазерного импульса происходит сильный разогрев электронной подсистемы, что приводит к взрыву кластеров и к разлету атомарных ионов с большой кинетической энергией.

В 2001 году авторы обзора [28], посвященного традиционным химическим проблемам, выделяли следующие основные направления в изучении нанокластеров и нанокластерных структур:

1. Методы получения и классификация нано–кластеров.
2. Свойства изолированных нанокластеров.
3. Способы организации кластерных наносистем.
4. Свойства нанокластерных систем.

Наряду с другими результатами обзор [28] содержит правильный вывод о понижении температуры плавления при уменьшении размера кристалла (с. 221); приведенная в этом обзоре формула (26) аналогична правильной формуле (3.6) из книги [20].

В связи с исследованиями, выполненными до 2003 года, в обзоре [29] рассмотрены процессы в кластерной плазме, состоящей из плотной плазмы буферного газа и примеси металла. Эти процессы включают в себя нуклеацию в пересыщенном паре, образование металлических кластеров, зарядку кластеров в плазме и под действием пучка электронов.

Автор обзора отмечает: Твердый кластер более интересен как физический объект, поскольку его параметры немонотонно зависят от размера кластера … Наблюдались магические числа для кластеров натрия, содержащих до 22 000 атомов … Твердые кластеры с магическим числом атомов подобны малым кристаллическим частицам … Когда кластер плавится, он теряет кристаллическую структуру и вместе с ней магические числа как характеристику структуры кластеров … В резуль­тате плавления образуется бесформенная частица, которую удобно моделировать жидкой каплей (см. [29], с. 610).

Важную роль играет способ введения металла в буферный газ. Если вводить атомы металла в плазму, используя соединения металла, то удается обеспечить на несколько порядков более высокую плотность атомов в плазме, чем достигаемую при различных способах возбуждения металлической поверхности (см. [29], с. 617).

В обзоре [29] обсуждаются методы генерации кластерных пучков. Пример — агрегатный генератор кластеров, предложенный в 1995 году. Первой стадией процесса является образование кластеров буферного газа (например, аргона) в результате адиабатического расширения через малое отвер­стие (диаметром 0,3 мм). Кластеры инертного таза проходят через камеру, где основной материал испаряется в печи. Молекулы горячего материала внедряются в кластеры инертного газа, что приводит к их испарению. Таким способом кластеры инертных газов можно превратить в кластеры металлов (см. [29], с. 625).

Автор [29] описывает также методы генерации более интенсивных кластерных пучков (пример — импульсная генерация в плазме). Основная область применения кластерных пучков высокой интенсивности — напыление кластеров на мишень; кластерные пучки более удобны для переноса металла по сравнению с атомными пучками.

Одно из достоинств кластерных пучков — возможность заряжать кластеры и управлять ими с по­мощью электрического поля (см. [29], с. 642–643). Например, расплыванием жидких кластеров при столкновении их с поверхностью можно обеспечить образование качественной пленки. Направляя пучок быстрых кластеров на фольгу, можно проделывать в ней дырки, изготовляя таким образом сита. Например, под действием быстрых металлических кластеров удалось получить отверстия диаметром порядка 1 мкм, хотя размер отдельного кластера не превышает 10 нм. Перспективны пленки с внедренными кластерами магнитных металлов. То, что размеры зерен (кластеров) в несколько раз меньше размера доменов в обычных магнитных материалах, а также близкие размеры зерен позволяет управлять параметрами магнитных пленок, обеспечивает более высокую точность и избирательность приборов, использующих такие пленки.

Разработаны методы получения пучков сверхтекучих капелек гелия нанометрового размера [30]. Существенные успехи в исследовании формирования кластеров гелия при истечении газа из сопла были достигнуты к 1990 году (см. [30], с. 228–229). Начиная с 1994 года, благодаря использованию пропускающих решеток с постоянными порядка 0,1 мкм, удается наблюдать дифракционные эф­фекты, соответствующие димерам гелия. Измерения длины волны де Бройля этих кластеров позволили определить расстояние между атомами в димере гелия (около 5 нм) и энергию связи (около 1,1 мК). В пучках регистрируются кластеры различного размера; кластеры, содержащие до десяти тысяч атомов, считаются кластерами умеренного размера. Разработаны методы селекции кластеров гелия по диапазонам их размеров.

Отметим следующий результат: В нанокапельках гелия сверхтекучесть проявляется уже тогда, когда число атомов в кластере N&rt;100 (см. [31], с. 122).

Захват нанокапельками гелия атомов другого вещества впервые наблюдался в опытах с пересечением пучка этих кластеров пучком атомов цезия. В дальнейшем эксперименты проводились с различными атомами, молекулами и кластерами разных веществ. Обзор [30] посвящен результатам спектроскопических исследований одиночных молекул и кластеров, захваченных сверхтекучими нанокапельками гелия.

В 2006 году был опубликован обзор [31] исследований экстремальных процессов в кластерах (ионизация, эмиссия электронов, фрагментация кластеров, разрыв и образование химических связей, генерация микроударной волны, синтез ядер), которые индуцируются в результате сильного возбуждения кластера при его столкновении с твердой поверхностью.

В этом обзоре можно найти ссылки на разнообразную литературу, отражающую применение кластерных пучков в различных областях (см. [31], с. 122).

Отметим эксперименты по фрагментации (при столкновении с поверхностью алмаза) положительно заряженных кластеров, состоящих из 16 молекул воды; при столкновении с твердой поверхностью высокоэнергетических кластеров процесс фрагментации идет гораздо быстрее, чем процесс испарения (см. [31],с. 149–150). В эксперименте время фрагментации определить не удалось, оно оказалось меньше 80 пс (теория предсказывала время меньше 1 пс). В обзоре [31] подробному обсуждению подвергнуты результаты модельных расчетов столкновений кластеров с твердой поверхностью (см. [31], с. 140–141, 152–157, 162–164).

В последнее время в массовое употребление входит термин нанофизика. В обзоре одного из направлений нанофизики отмечено (см. [32], с. 56):

В нанофизике возникают специфические проблемы при сравнении эксперимента с теорией… Число работ в этой области огромно и нарастает лавинообразно, но специфической их чертой является преобладание качественных обсуждений экспериментальных результатов и почти полное отсутствие теории.

Теоретические и экспериментальные исследования свойств наносистем — систем, содержащих плотные образования нанометровых размеров, — образуют сегодня бурно развивающиеся направле­ния в химии и физике.

В одном из направлений [33] внимание акцентируется на теоретическом учете взаимодействия малых систем нанометрового размера с окружающей их совокупностью молекул и надмолекул.

Некоторые исторические аспекты развития термодинамики малых систем отражены в публикации [34].

Основы термодинамического языка, описывающего внутреннее состояние наночастиц, были сформулированы в монографии Хилла [35] более 40 лет тому назад.

При анализе работ по плавлению микрокристаллов пришлось обратить внимание на странную ситуацию: фактически в рамках одной и той же термодинамической модели различные авторы получали формулы для сдвига температуры плавления, в которых численные коэффициенты отличались в полтора раза. Автору статьи [36] удалось объяснить это противоречие последовательным применением представлений Хилла, который в 1963 году указал на существование в м&чых системах двух разновидностей химического потенциала — дифференциального и интегрального.

При температуре плавления совпадают интегральные химические потенциалы микрокристалла и микрокапли. Дифференциальный химический потенциал, с которым обычно все имеют дело, в момент плавления испытывает скачок: давление насыщенного пара над жидкой каплей в точке плавления существенно больше, чем над твердой частицей. Подробнее об этом эффекте можно прочесть в статье [36].

Список литературы

1. Фейнман Р.Ф. Внизу полным–полно места: приглашение в новый мир физики // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об–ва им. Д.И. Менделеева). 2002. Т. 46. № 5. С. 4–6.
2. Нанотехнология в ближайшем десятилетии: Прогноз направления исследований / Пер. с англ. М.: Мир, 2002. — 292 с.
3. Кипнис А.Я. Кластеры в химии. — М.: Знание, 1981. — 64 c.; библиогр.: 9 назв.
4. Воронцов–Вельяминов П.П., Павлов В.А. Переходы газ–капля и капля–кристалл в малой системе. Расчет методом молекулярной динамики//Теплофизика высокихтемператур. 1975. Т. 13. № 2. С. 302–308.
5. Briant С.L., Burton J.J. Melting of a small cluster of atoms // Nature. Phys. Sci. 1973. V. 243. № 128. P. 100–102.
6. Морохов И.Д., Трусов Л.П., Чижик С.П. Ультрадисперсные металлические среды. — М.: Атомиздат, 1977. — 264 е.; библиогр.: 210 назв.
7. Морохов И.Д., Трусов Л.П., Лаповок В.П. Физические явления в ультрадисперсных средах. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 224 е.; библиогр.: 237 назв.
8. Петров Ю.И. Физика малых частиц. — М.: Наука, 1982. — 359 е.; библиогр.: 1269 назв.
9. Петров Ю.И. Кластеры и малые частицы. — М.: Наука, 1986. — 367 е.; библиогр.: 1101 назв.
10. Петров Ю.И. От атомов — к кластерам // Физикохимия ультрадисперсных систем (отв. ред. И.В. Тананаев). - М.: Наука, 1987. С. 21-25.
11. Губин С. П. Химия кластеров. Основы клас­сификации и строение. — М.: Наука, 1987, — 263 с.; библиогр.: 749 назв.
12. Кластеры в газовой фазе: Сб. науч. трудов / А.А. Востриков и А.К. Ребров (ред.). — Новосибирск: ИТФ, 1987. — 174 с.
13. Физика кластеров: Сб. науч. тр. / А.А. Востриков и А.К. Ребров (ред.). — Ново­сибирск: ИТФ, 1987, — 177 с.
14. Александров М.Л., Куснер Ю. С. Газодинамические молекулярные, ионные и кластированные пучки / Отв. ред. Е.П. Велихов. — Л.: Наука, 1989. — 271 с.; библиогр.: 459 назв.
15. Дубов П.Л., Корольков Д.В., Петраковский В.П. Кластеры и матрично–изолированные кластерные сверхструктуры. — СПб.: Изд–во СПбГУ, 1995. — 191 с.; библиогр.: 177 назв.
16. Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. — М.: Химия, 2000. — 672 е.; библиогр.: 2156 назв.
17. Лахно В.Д. Кластеры в физике, химии, биологии. — Ижевск: НИЦРегулярнаяи хаотическая динамика, 2001. — 252 е.; библиогр.: 180 назв.
18. Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы: Учеб. пособие. — М.: Academia, 2005. — 192 с.
19. Гусев А.И. Эффекты нанокристаплического состояния в компактных металлах и соединениях // Успехи физич. наук. 1998. Т. 168. № 1. С. 55–83.
20. Гусев А.И. Нанокристаллические матери­алы: Методы получения и свойства. — Екатеринбург: Изд–во УрО РАН, 1998. — 200 c.; библиогр.: 592 назв.
21. Гусев А.И., Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. — М.: Физматлит, 2001. — 224 c.; библиогр.: 742 назв.
22. Гусев А.И. Наноматериалы, нанострукту­ры, нанотехнологии. — М.: Физматлит, 2005. — 416 с.; библиогр.: 1173 назв.
23. Сергеев Г.Б. Нанохимия. — М.: Изд–во Моск. ун–та, 2003. — 286 е.; библиогр.: 606 назв.
24. Смирнов Б.М. Процессы в расширяющемся и конденсирующемся газе // Успехи физич. наук. 1994. Т. 164. № 7. С. 665–703.
25. Смирнов Б.М. Процессы в плазме и газах с участием кластеров//Успехи физич. наук. 1997. Т. 167. № 4. C. 1169–1200.
26. Смирнов Б. М. Кластерная плазма//Успехи физич. наук. 2000. Т. 170. № 5. С. 495–534.
27. Крайнее В.П., Смирнов М.Б. Эволюция больших кластеров под действием ультракороткого сверхмощного лазерного импульса // Успехи физич. наук. 2000. T. 170. № 9. С. 969–990.
28. Суздалев И.П., Суздалев П.И. Нанокластеры и нанокластерные системы. Организация, взаимодействие, свойства // Успехи химии. 2001. Т. 70. № 3. С. 203–240.
29. Смирнов Б.М. Генерация кластерных пучков // Успехи физич. наук. 2003. Т. 173. № 6. С. 609–648.
30. Макаров Г.Н Спектроскопия одиночных молекул и кластеров внутри нанокапелек гелия // Успехи физич. наук. 2004. Т. 174. № 3. С. 225–257.
31. Макаров Г.Н. Экстремальные процессы в кластерах при столкновении с твердой поверхностью // Успехи физич. наук. 2006. Т. 176. № 2. С. 121–174.
32. Осадько И.С. Флуктуирующая флуоресценция одиночных молекул и полупроводниковых нанокристаллов // Успехи физич. наук. 2006. Т. 176. № 1. С. 23–57.
33. Русанов А.И. Нанотермодинамика: химический подход // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об–ва им. Д. И. Менделеева). 2006. Т. 50. № 2. С. 145–151.
34. Hill Т.L. Perspective: nanothermodynamics// Nano Letters. 2001. V. 1. № 3. P. 111–112.
35. Hill T.L. Thermodynamics of Small Systems. New York: Benjamin. Part 1. 1963. — 171 p.; Part 2. 1964. — 210 p.
36. Павлов В.А. Использование термодинамики малых систем в теории плавления наночастиц // Вестник Санкт–Петербургского государственного университета. Серия 4. 2007. Вып. 3. С. 70–74.