Кластерные материалы

Klasterlarni zichlashda qimmatli xususiyatlar to`plamiga ega bo`lgan materiallar hosil bo`ladi:
- materialning energiya bilan to`yinganligining ortishi, bu erish haroratining sezilarli darajada pasayishiga, ortiqcha energiyaning chiqishiga olib keladi, ko`pincha klaster zarralarini sinterlashning o`z-o`zidan tarqalish jarayonini yoki ularning tarqaladigan matritsa bilan energetik o`zaro ta`sirini ta`minlash uchun etarli;
- yuqori qattiqlik, u bir vaqtning o`zida zarba kuchi va oqish kuchining oshishi bilan nazariy qiymatlarga erisha oladi.



Guruch. 3.2. Klasterlarning 0–D nanomateriallarning strukturaviy miqyosdagi ierarxiyasidagi oʻrni: klasterlar, nanozarrachalar, nanokristallar, nano changlar, submikroskopik zarralar, mikroskopik kukunlar Os5(CO)16, Os6(CO)18, [Os8(CO)22]2–. Nanokristallar CdSe misolida tasvirlangan.
1.2 Klasterlarning tasnifi
Klasterlar ionli, atomic va molekulyar bo`lishi mumkin. Ion va molekulyar klasterlarda metall yadro L ligandlari bilan barqarorlashadi.

Guruch. 16 ta barqaror Al20 klasterlari.
MenLm umumiy formulali metallarning klaster birikmalari (Me) kichik (m/n < 1), oʻrtacha (m/n) ga boʻlinadi.1), katta (m/n > 1) va gigant (m > n). Kichik klasterlarda odatda 12 tagacha metall atomlari, oʻrta va yiriklari 150 tagacha, yirik klasterlar esa 150 dan ortiq, diametri esa 2–10 nm ga etadi.



Guruch. Osmiy Os6(CO)18 ning olti yadroli oktaedral karbonil klasterining atom modeli.

Oddiy moddalar klasterlari orasida metall klasterlar alohida o`rin tutadi. Agar biz o`zimizni metall tarkibidagi birikmalar bilan cheklaydigan bo`lsak, unda bu holda klaster tushunchasi faqat uchta turdagi ob`ektlarga taalluqlidir (3.5-rasm).

Guruch. Metall saqlovchi klasterlarning tasnifi.

Diametri 30 nm dan kam bo`lgan zarrachalar o`ta nozik deb ataladi. Metall klasterlar o`z tabiatiga ko`ra muvozanatsiz shakllanishlar bo`lib, elektron holatlarning yuqori zichligi bilan ajralib turadi va ichki energiyaning katta zaxirasiga ega. Bu shuni anglatadiki, klasterlar o`z-o`zidan agregatsiyaga va ular joylashgan muhit bilan faol o`zaro ta`sirga moyil bo`lgan beqaror shakllanishlardir. Shuning uchun ularni barqarorlashtirish muammosi klasterlar kimyosi va fizikasining markaziy muammosidir. Klasterlarni barqarorlashtirish uchun ular CO, NO, NH3 molekulalari, organik birikmalar va polimerlar bo`lishi mumkin bo`lgan ligandlar bilan o`ralgan. An`anaviy ravishda birikmalarning ikki guruhi ajratiladi: molekulyar klaster birikmalari yoki klasterlar va klaster materiallarini o`z ichiga olgan polimerik birikmalar.