Нанокомпозиты широко используют для химического катализа углеводородного сырья. В этом случае внедряемые соединения, «прикрепленные» к внутренним стенкам пор, являются катализаторами или обладают специфической активностью. Нанокомпозиты применяют в качестве сенсоров, световых фильтров и в других приложениях. Во всех этих системах атомное движение играет важную роль.

Обычно атомное движение представляют в форме разложения по элементарным колебаниям – фононам. Для их исследования наиболее подходит неупругое рассеяние тепловых нейтронов. Однако, поскольку наноструктурированных систем в виде монокристаллов не существует, то из-за порошкового усреднения информация о направлении импульса теряется. Поэтому в наносистемах можно измерить только плотность фононных состояний как функцию переданной энергии.

С помощью упругого рассеяния можно измерить только интегральную характеристику – среднеквадратичное отклонение атома. Однако дифракция дает дополнительную информацию о структуре и морфологии частиц, что является составной частью любых систематических исследований.

В случае наноструктурированных систем эти данные особенно важны. Дело в том, что кристаллическая структура наночастиц часто отличается от структуры обычного образца. В зависимости от топологии пористой среды и физико-химических свойств внедряемого материала наночастицы могут кристаллизоваться в различной форме. Более того, кристаллизация внедренных соединений внутри нанопор обычно не завершается, и часть материала присутствует в аморфном состоянии.

Безусловно нейтронография является наиболее эффективным методом при проведении структурных исследований. Различная рассеивающая способность нейтронов такими легкими элементами, как H, D, Li, C, N и O, а также значительная разница в рассеянии нейтронов на элементах с близкими атомными номерами и изотопах одного элемента, играет ключевую роль в определении структурных особенностей таких соединений как оксидные керамики, литиевые аккумуляторы, материалы для хранения водорода, мембраны для топливных элементов сверхпроводники, цеолиты, разнообразные биологические объекты. При этом рентгеновское излучение, ввиду другого характера взаимодействия с кристаллической решеткой, всех этих деталей «не видит». Также отметим возможность ab initio определения кристаллической структуры или ее уточнение как в массивных образцах, так и в наноструктурированных объектах.

Объекты исследования:

Любые поликристаллические образцы.