Основными закономерностями образования нанокристаллических частиц методом испарения и конденсации являются следующие:

1. Образование наночастиц происходит при охлаждении пара в зоне конденсации, которая тем больше, чем меньше давление газа; внутренняя граница зоны конденсации находится вблизи испарителя, а ее внешняя граница по мере уменьшения давления газа может выйти за пределы реакционного сосуда; при давлении, равном нескольким сотням Па, внешняя граница зоны конденсации находится внутри реакционной камеры диаметром, не меньшим 0,1 м, и в процессе конденсации существенную роль играют конвективные потоки газа.

2. При увеличении давления газа до нескольких сотен Па средний размер частиц сначала быстро увеличивается, а затем медленно приближается к предельному значению в области давлений более 2500 Па.
3. При одинаковом давлении газа переход от менее плотного инертного газа к более плотному, сопровождается ростом размера частиц в несколько раз, например, от гелия к ксенону.

[Нанохимия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Кластеры в газах — в настоящее время скорость увеличения глобальной температуры Земли и скорость повышения концентрации парниковых газов более чем на порядок превосходят соответствующие характеристики всех ранних периодов потепления.

Кластеризация водяного пара в атмосфере является фактором, оказывающим влияние на установление теплового баланса атмосферы Земли.

Атмосферная влага может находиться в дисперсном состоянии, т.е. в виде кластеров и мелких капелек, где молекулы связываются водородной связью. За счет развитой поверхности и наличия большого числа оборванных водородных связей ультрадисперсная водная система способна абсорбировать различные легкие компоненты атмосферы, в том числе электрически нейтральные молекулы некоторых парниковых газов.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Модификации газогидратов, кристаллические  — в структуре газогидратов молекулы воды образуют ажурный каркас (то есть решётку хозяина), в котором имеются полости. Установлено, что полости каркаса обычно являются 12- («малые» полости), 14-, 16- и 20-гранниками («большие» полости), немного деформированными относительно идеальной формы (рис. I.26). Эти полости могут занимать молекулы газа («молекулы—гости»). Молекулы газа связаны с каркасом воды ван-дерваальсовскими связями. В общем виде состав газовых гидратов описывается формулой M·n·H 2 O, где М — молекула газа-гидратообразователя, n — число молекул воды, приходящихся на одну включённую молекулу газа, причём n — переменное число, зависящее от типа гидратообразователя, давления и температуры.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Газовые гидраты (также гидраты природных газов или клатраты) — кристаллические соединения, образующиеся при определённых термобарических условиях из воды и газа. Имя «клатраты» (от лат. clathratus — «сажать в клетку»), было дано Пауэллом в 1948 году.

Гидраты газа относятся к нестехиометрическим соединениям, то есть соединениям переменного состава.

Впервые гидраты газов (сернистого газа и хлора) наблюдали ещё в конце XVIII века Дж. Пристли, Б. Пелетье и В. Карстен. Первые описания газовых гидратов были приведены Г. Дэви в 1810 году (гидрат хлора). В 1823 г. Фарадей приближённо определил состав гидрата хлора, в 1829г. Левит обнаружил гидрат брома, а в 1840г. Вёлер получит гидрат H 2 S. К 1888 году П. Виллар получает гидраты CH 4, C 2 H 6, C 2 H 4, C 2 H 2 и N 2 O.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Алмазоиды – это углеводороды, в которых атомы углерода образуют тетраэдрическую пространственную решетку, точно такую же, как и в алмазе.

Уникальные свойства алмаза издавна привлекали внимание ученых. Во-первых, благодаря тому, что каждый атом углерода в кристаллической решетке алмаза связан с четырьмя другими атомами прочными ковалентными связями C-C, алмаз обладает феноменальной прочностью. Он способен выдерживать давление порядка 1050 ГПа и температуру свыше 1800°С. Во-вторых, этот драгоценный кристалл состоит из атомов углерода – довольно распространенного на Земле элемента, входящего также в состав нефти, природного газа, древесины, угля, графита и пр. В итоге разработаны методы получения искусственных алмазов из дешевых углеродсодержащих соединений.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Алмазоид — алмазоподобная структура, построенная из атомов углерода методами механосинтеза, имеющая прочность и химическую инертность алмаза. Алмазоид будет использоваться в качестве основного материала при построении нано роботов.

[Машины создания: Грядущая эра нанотехнологий. К. Эрик Дрекслер, Марвином Мински, издательство Энкор Букс (Anchor Books), 1987 г.]

Кость – это композит, содержащий органическую фазу (основанную на коллагене), в которую вкраплены кальцийсодержащие неорганические кристаллы. Однако, несмотря на то, что скелет играет жизненно важную роль в теле млекопитающих в частности для поддержания, передвижения и защиты внутренних органов, он подвержен трещинам от ушибов и разрушающим болезням, которые связаны со старением.

Поэтому, начиная с давних времен, была необходимость в восстановлении поврежденной костной ткани.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Биокерамика – конструкционный совместимый с биологическими объектами материал, используемый в практической медицине при протезировании и изготовлении имплантатов.

В течение последних 30-40 лет было осуществлено множество важных достижений в области биоактивной керамики, стекол и стеклокерамики. Со времён первоначальной работы по разработке материалов, выдерживающих физиологическую среду, акцент сместился в сторону использования керамических материалов, которые взаимодействуют с костной тканью, формируя с ней непосредственную связь.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Кристалл фотонный — это материал, структура которого характеризуется периодическим изменением показателя преломления в пространственных направлениях.

Фотонные кристаллы, благодаря периодическому изменению коэффициента преломления, позволяют получить разрешённые и запрещённые зоны для энергий фотонов, аналогично полупроводниковым материалам, в которых наблюдаются разрешённые и запрещённые зоны для энергий носителей заряда. Практически, это значит, что если на фотонный кристалл падает фотон, обладающий энергией (длиной волны, частотой), которая соответствует запрещённой зоне данного фотонного кристалла, то он не может распространяться в фотонном кристалле и отражается обратно. И наоборот — если на фотонный кристалл падает фотон, обладающий энергией, которая соответствует разрешённой зоне данного фотонного кристалла, то он может распространяться в фотонном кристалле. Другими словами, фотонный кристалл выполняет функцию оптического фильтра, и именно его свойствами обусловлены яркие и красочные цвета опала.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Эффект Мейснера — полное вытеснение магнитного поля из материала при переходе в сверхпроводящее состояние. Впервые явление наблюдалось в 1933 году немецкими физиками Мейснером и Оксенфельдом. Демонстрация эффекта Мейснера:

а — Показаны линии магнитного поля и их вытеснение из сверхпроводника, находящегося ниже своей критической температуры,

б — левитация магнита над сверхпроводником, охлаждённым жидким азотом

Всё это в принципе открыло широчайшие возможности для практического применения сверхпроводимости. Однако на пути к реализации этих идей длительное время существовала непреодолимая преграда — крайне низкая температура перехода в СП состояние, называемая критической температурой (Т с). В 1986г. Беднорц и Мюллер обнаружили способность керамики на основе оксидов меди, лантана и бария (La 2-x Ba x CuO 4) переходить в СП состояние при 30K.

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]

Сверхпроводники высокотемпературные  — семейство материалов (сверхпроводящих керамик) с общей структурной особенностью, относительно хорошо разделёнными металл-кислородными плоскостями. Температура сверхпроводящего перехода, которая может быть достигнута в некоторых составах в этом семействе, является самой высокой среди всех известных сверхпроводников

[Нано химия. Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. Электронное учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 102 с]