Кластеры НазадВпередМеню Что такое кластер? Кластер - это объединение в систему однородных единиц. При этом данная система может считаться самостоятельным. - презентация

1 Кластеры

2 НазадВпередМеню Что такое кластер? Кластер - это объединение в систему однородных единиц. При этом данная система может считаться самостоятельным элементом обладающим определёнными свойствами. Понятие кластер входит во многие области науки - химию, физику, социологию, астрономию и т.д. В информатике существуют понятия, кластер - как единица хранения информации, кластер компьютеров, кластер серверов и кластер базы данных. Кластер – совокупность секторов, имеющих смежные номера. Может состоять из одного сектора (для дискет) или нескольких (для винчестера). Является минимальным адресуемым элементом данных для операционной системы.

3 НазадВпередМеню По аналогии с этими понятиями в нанотехнологиях тоже есть понятие кластера. Кластер это упорядоченное объединение атомов, которое можно представить как самостоятельную наночастицу с определёнными свойствами. По-английски Cluster означает «рой», «скопление». Подобно пчёлам, которые, собравшись в рой, действуют как единое целое, атомы, объединённые в кластер, также представляют собой единую наночастицу. Компьютерная модель кластера. Шарики разного цветаобозначают атомы разных веществ.

4 НазадВпередМеню Объединяясь в кластер, атомы выстраиваются в многогранники. Число атомов в кластере, построенном в виде правильного 12-вершинного многогранника, равно 13, 55, 147, 309, 561 и т.д. С таким количеством атомов кластер не распадается, поэтому эти числа называются «магическими», а кластеры с магическим числом атомов «магическими» кластерами. Как вы помните, фуллерены это молекулы, состоящие из атомов углерода. Но их можно назвать и кластерами углерода с чётным числом атомов. компьютерная модель магического кластера

5 НазадВпередМеню Российским учёным удалось создать гигантский кластер из атомов палладия. Он состоит из 561 атома этого металла. Такой огромный кластер был получен впервые в мире. Существует более сложный вид кластеров. В нём в кластеры объединяются не просто атомы, а другие небольшие кластеры. Такие сложные кластеры называются сверхкластерами. Как и обыкновенные кластеры, сверхкластеры с магическим числом кластеров или наночастиц также более устойчивы.

6 НазадВпередМеню Изучение кластеров помогает понять, как формируются свойства макроскопических тел, сколько част должно объединиться, чтобы их ансамбль обладал свойствами макроскопических образцов. Физические свойства кластера часто резко зависят от числа атомов в нем, поэтому некоторые исследователи аллегорически называют это число третьей координатой таблицы Менделеева. Верхней границей размеров кластера является такое число атомов, при котором дальнейшее добавление уже не меняет его физических и химических свойств, и кластер можно рассматривать как нанокристаллик. Обычно число атомов в нем достигает нескольких тысяч. Малые размеры нанокластеров позволяют управлять их физическими свойствами при малых воздействиях. Так, молекулярный оксидно- металлический кластер, размеры которого в 10 тысяч раз меньше толщины человеческого волоса, может оказаться основой молекулярной памяти. Для такой частицы добавление всего одного электрона уже заметно изменяет его физические свойства (электропроводность, электроемкость).

7 НазадВпередМеню Использование нанокластеров осложняется их активным тепловым движением: малые размеры делают возможными заметные перестройки их структуры. На рисунке изображены разные стадии «танца» нанокластера из 4 атомов цезия и 4 атомов йода в компьютерной редакции (моделировании) реально проведенного уникального эксперимента. Кластер принимает форму куба, кольца, ступеньки лестницы и все промежуточные формы. Все эти превращения осуществляются за счет внутренней энергии хаотического движения ионов, составляющих кластер.

8 НазадВпередМеню Литература Нанотехнологии и молекулярные компьютеры. / Н. Г. Рамбиди. – М.: ФИЗМАТЛИТ, – 256 с.