Наноматериалы и нанотехнологии. Часть I
Компания Bayer (Германия 2007) запустила реактор мощностью 200 т/год многостенных углеродных трубок, но им пришлось ограничить производство. Многостенные трубки не нашли ожидаемого сбыта, они делались из графита, а не из графена, одного атомного слоя углерода.
Русский автор патента Graphetron Михаил Предтеченский придумал ключевую фразу: «Любым способом создается движущаяся в потоке углеводородного газа частица и на ней растет одностенная трубка». Если в технологии так, то этот патент, если нет, то другой. После этого в патенте можно ничего не называть и не раскрывать. В феврале 2010-го Юрий Коропачинский вместе с Олегом Кирилловым, Юрием Зельвенским и Михаилом Предтеченским создали компанию OCSiAl. Увидеть генератор Graphetron нельзя, он как камень Кааба закрыт занавесом. На сегодняшний момент OCSiAl (с Graphetron) единственный в мире промышленных масштабах производитель одностенных (однослойных) графеновых трубок (SWCNT). Стремительно расширяются и области применения графеновых нанотрубок.
Для понимания свойств материальных тел на наномасштабном (от 1 до 100 нанометров) уровне необходимо иметь представление о соответствующих их свойствах на макроскопическом и мезоскопическом уровнях. Приставка нано — означает одну миллиардную (10–9) чего-либо, например, метра. Законы термодинамики в нашем мире играют ведущую роль, и она остается справедливой (сохраняется) для тел с нано размерностью, хотя свойства веществ при измельчении претерпевают существенные изменения.
Я не буду здесь говорить о физических законах термодинамики, а приведу лишь теорему Гинзберга — пародию на законы термодинамики, что должно привести читателя к сопоставлениям.
0. Есть игра. (следствие нулевого закона термодинамики)
1. Вы не можете выиграть. (следствие первого закона термодинамики)
2. Вы не можете выйти в безубыток. (следствие второго закона термодинамики)
3. Вы даже не можете выйти из игры. (следствие третьего закона термодинамики)
Понятно, что исчерпывающее изложение вопроса в ограниченной по объему статье невозможно, но как ознакомительный ввод в проблему эта работа предлагается читателям
Цель публикации в первую очередь образовательная, познавательная, популяризация науки, а также стремление привлечь в ряды исследователей, в науку приток новых молодых умов, вызвать в таких умах стремление к поиску ответов на возникающие вопросы. Масштабность темы требует ввести разумные ограничения
Введение
Технология — это совокупность способов, методов, приемов и средств поиска, добычи, обогащения, обработки, переработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материалов, полуфабрикатов, взятых в виде вещества, энергии, и информации в продукты потребления и промежуточные продукты, изделия, вещи, осуществляемые в процессе производства в различных отраслях народного хозяйства.
Общая классификация технологий содержит три больших класса:
1. Вещественные (в) технологии преобразуют исходное сырое вещество в конечный продукт — искусственную вещь, путем изменения его состава и структуры.
2. Энергетические технологии (э) преобразуют особые вещества (энергоносители) или прямо энергию, взятую в низкоупорядоченной (механической, тепловой) форме в высокоупорядоченную (электрическую, световую) форму.
3. Информационные (и) технологии преобразуют информацию из неорганизованной формы в виде фактов, данных, сведений, в конечный продукт в виде организованной информации (базы знаний, экспертной системы, искусственного интеллекта)
Нанотехнологии — совокупности способов, методов, приемов и средств, применяемых при изучении, проектировании, создании и использовании частиц, структур, систем, материалов, устройств и машин, включающие целенаправленный контроль и модификацию состояния, формы, размера, интеграции и взаимодействия составляющих их наномасштабных элементов (1- 100 нм) для получения объектов с новыми функциональными физическими, химическими, биологическими и информационными свойствами. Нанотехнология — общий термин, объединяющий технологии, методы и процессы, включающие необходимый этап манипуляции с веществом на молекулярном (атомном) уровне, а также технологию создания систем, имеющих по крайней мере по одному из измерений, линейный размер менее100 нм.
Эти системы могут обладать совершенно новыми физическими и химическими характеристиками, в результате чего их свойства будут отличаться от отдельных атомов и молекул, так и от свойств массивного материала. (формулировка TC 229/ISO).
Учеными открыт ряд эмпирических законов, которые описывают влияние на твёрдое тело механических сил, изменения температуры, света, электромагнитных полей и т. д. Были сформулированы законы и факты:
1660 закон Гука ;
1704 о возможности исследования объектов на атомном уровне в книге «Opticks» И. Ньютона,
1784 закон Гаюи рациональности параметров;
1819 закон Дюлонга — Пти ;
1826 закон Ома ;
1848 установлены 5 плоских и 14 объемных типов кристаллографических решеток; Браве;
1853 закон Видемана — Франца;
1890 открытие и вывод 17 плоских и 230 пространственных групп кристаллической решетки;
1895 открытие рентгеновских лучей и их дифракции;
1931 изобретение электронного микроскопа М. Кноллем и Э. Руска;
1959 выступление Ричарда Фейнмана «Внизу полным-полно места»;
1961 разработан сканирующий конфокальный микроскоп, Марвином Мински;
1964 создан жидкокристаллический дисплей;
1974 появился термин «нанотехнология», его употребил Норио Танигути;
1981 изобретение сканирующего туннельного микроскопа Г.Бинниг и Г.Рорер (Ноб Пр1986);
1982 изобретение атомно-силового микроскопа (АСМ), непроводящие ток объекты К.Куэйт;
1985 фуллерены С20, С60, С70, С84, С140, С260, С960; Г. Крото, Р.Смолли и Р. Керлом, (Ноб Пр1996);
1986 открытие гигантского магнитосопротивления П. Грюнберг, А.Ферт (Ноб.пр 2007);
1991 открытие (однослойных) углеродных нанотрубок (ОУНТ) С…Ииджима;
1993 открытие синтеза ОУНТ при испарении углерода и катализирующих железа и кобальта;
1994 ДНК-компьютер решил комбинаторную (n = 7) «задачу о коммивояжере»., Л. Адлеман;
2002 на основе ДНК и ферментов вычислительная система, Институт Вейцмана, Израиль;
2004 получен графен — монослой атомов углерода А.Гейм, К.Новоселов (Ноб Пр 2010);
2004 продемонстрирована ДНК-вычислительная система с модулем ввода-вывода данных;
2005 создан наноаккумулятор с Li4Ti5O12 электродами время зарядки 10–15 мин Altairnano США;
2005 создана наноантенна-осциллятор размерами порядка 1 мкм. устройство насчитывает 5000 миллионов атомов и способно осциллировать с частотой 1,49 ГГц , что позволяет передавать с её помощью огромные объёмы информации. Бостонский Ун–т;
2006 в рвамках проекта RoboCup (чемпионат по футболу среди роботов) появилась номинация «Nanogram Competition», в которой игровое поле представляет собой квадрат со стороной 2,5 мм. Максимальный размер игрока ограничен 300 мкм;
2007 разработка процессора, содержащего наименьший структурный эл-т примерно 45 нм Intel;
2009 установлено, что законы трения в макро- и наномире похожи; Ун-т Висконсин-Мэдисон;
2013 осуществлена запись в ДНК-коде: фотографий JPEG, текстов и звуковой файл;
2013 создан транскриптор (биологический) транзистор;
2019 ДНК- система извлекает квадратные корни из 10-разрядных чисел Ун-т Рочестера;
2020 создан OLEG-дисплей с пикселями 80×100нм с плотностью 10 000 на дюйм; Samsung;
2021 создан пленочный конденсатор размерности 0.4×0.2 мм для цепей 6.3 В; Samsung.
Твердое тело
Любое вещество представляется в описании фазовыми (агрегатными) состояниями: плазмой, газообразным, жидким или твердым. При определенных условиях вещество может переходить из одной фазы в другую. При атмосферном давлении и температуре Т > 0 К все вещества в природе затвердевают. Исключение составляет гелий, для кристаллизации которого необходимо давление 24 атм. Текущие реальные условия для разных веществ обеспечивают чаще различные фазовые состояния, чем совпадающие.
Действительно, из металлов, например, только ртуть при нормальных (комнатных) условиях остается в жидкой фазе, а другие металлы являются твердыми телами. Твёрдые тела могут быть в кристаллическом и аморфном состояниях. Стекло считается аморфным, но его поведение совпадает с описанием жидкости с огромной вязкостью. Понятие твердое тело в физике занимает важное место (существует теория твердого тела).
По электрическим свойствам твердые тела делятся на диэлектрики, полупроводники и проводники, по магнитным — на диамагнетики, парамагнетики и тела с упорядоченной магнитной структурой. Такое подразделение справедливо и для наночастиц, но обогащенное другими свойствами. Например, углеродные нанотрубки УНТ обладают уникальным сочетанием свойств. Механическая прочность, многократно превышающая прочность стали, развитая поверхность, электропроводность, химическая инертность
В технологии создания наноматериалов рассматривают два подхода: «сверху-вниз» и «снизу-вверх». А также две группы методов получения наночастиц металлов: первая использует подход «сверху-вниз» физические (механическое) измельчение и вторая — подход «снизу-вверх» химические — создание агрегатов из более мелких частиц (атомов, молекул).
Кристаллическое состояние характеризуется определенной решеткой, узлы которой занимают атомы вещества. У каждой кристаллической решетки размещения атомов вещества есть одна элементарная ячейка, которая периодически повторяется в плоскости (графен) или в пространстве (каменная соль) и полностью определяет всю решетку. Кристаллическая структура вещества получается организацией атомов или молекул в упорядоченную систему, соответствующую решетке. Оказывается, все многообразие устройства твердых кристаллических тел весьма ограничено.
Рис. 1 . Представим двумерный случай (слоистое устройство, пленки). Пять решеток Браве с выделенной элементарной ячейкой: квадратная (а), простая прямоугольная (б), центрированная прямоугольная (в), гексогональная (г) и косоугольная (д).
На рис. 1 приведены пять возможных способов упорядочения в двумерном случае: квадратный (а), простой прямоугольный (б), центрированный прямоугольный (в), гексагональный (г) и косоугольный (д). Эти способы называют решетками Браве. В случае общей (косоугольной) решетки Браве параметры решетки а и b не равны один другому и угол φ между ними произвольный. Прямоугольная решетка получается при φ = 90º (стороны ячейки перпендикулярны). При φ= 60º и а = б решетка становится гексагональной (образована из равносторонних треугольников).
Рис. 2. Трехмерный случай (объемные тела). Элементарные ячейки трех кубических решеток Браве: простой (а), объемноцентрированной (ОЦК) (б) и гранецентрированной (ГЦК) (в). Справа 13-атомная наночастица в форме 14-гранника.Три кружка без заливки образуют верхний слой атомов (г). Упаковка атомов серы (большие шары) и цинка (малые шары) размещаются в центрах тетраэдров (д)
На рис. 2 приведены три возможных кубических решетки (элементарных ячейки) в трехмерном случае. Здесь элементарная ячейка определяется тремя параметрами решетки а, b и с и тремя углами: α между b и с, β между а и с, γ между а и b.
Таблица 1 — Решетки Браве
Все существующие 14 решеток Браве приведены в табл. 1: от наименее симметричной триклинной, в которой все три постоянные решетки и все три угла в общем случае отличаются друг от друга, до наиболее симметричной кубической решетки, в которой все три постоянные решетки (а = b = с) равны друг другу и все три угла (α = β = γ = 90º) прямые. Ранее упомянуты три решетки Браве кубической системы, а именно: простая кубическая, в которой атомы занимают восемь вершин кубической элементарной ячейки; объемноцентрированная кубическая (ОЦК) с атомами, находящимися в вершинах и в центре кубической ячейки и гранецентрированная кубическая (ГЦК), в которой атомы располагаются в вершинах и в центрах граней, как показано на рис. 2.
Таблица 2. Количество атомов (структурные магические числа) для наночастиц металлов или редких газов с ГЦК структурой
Криста́ллы (от греч. κρύσταλλος — лёд, горный хрусталь), твёрдые или жидкие вещества, состоящие из регулярно расположенных атомов, молекул, ионов или их групп с размером 10 — 10000 нм и более. В твёрдых веществах (телах) эти частицы уложены в одинаковые параллелепипеды, т. н. элементарные ячейки. Ячейку можно представить как вложение друг в друга нескольких решёток Браве, в каждой из которых узлы заняты атомами одного сорта.
Число вложений определяется количеством в кристалле сортов атомов в неэквивалентных положениях. Периодическое повторение в пространстве элементарной ячейки составляет кристаллическую структуру, а всех вложенных решёток Браве — кристаллическую решётку. Кристаллы возникают в природе самопроизвольно и характеризуются дальним «порядком», а в аморфных телах поддерживается лишь ближний «порядок».
Жидкие кристаллы. Классом веществ, имеющих упорядоченность промежуточную между кристаллической и жидкостной, строго удовлетворяющих термодинамическому понятию фазы, являются жидкие кристаллы, или мезоморфные фазы. Они анизотропны, текучи, как и обычные жидкости и бывают двух типов: нематические и смектические. Для первых упорядочение — параллельное расположение удлиненных молекул, для вторых — дополнительно группирование молекул в слои. Для них определен температурный интервал существования, выше которого они «плавятся» в изотропную жидкость и ниже которого кристаллизуются.
Таким образом, в природе реализуются, кроме двух главных типов конденсированного состояния — твердого (кристаллического) и жидкого, различные состояния с промежуточным характером упорядочения атомов. Важнейшая задача, стоящая перед нанотехнологией, — как заставить молекулы или атомы группироваться определенным способом, самоорганизовываться, чтобы в итоге получить новые материалы или устройства. 3D-принтеры могли бы решать задачу.
Нанообъекты делятся на 3 основных класса: трехмерные частицы (крупинки, порошки), пленки (двумерные объекты методами CVD и ALD), вискеры (одномерные объекты в цилиндрических микропорах нити, проволоки)
Градации в многообразии физических свойств конденсированных систем соответствуют степени их внутренней упорядоченности, наивысшая из которых — пространственная решетка — предопределяет все замечательные особенности кристаллического состояния. Многие важные наноструктуры синтезируются из элементов IV группы Si и Ge, полупроводниковых соединений АIIIBV, например, GaAs, или АIIBVI (CdS). Римские цифры II, III, V, VI относятся к столбцам периодической системы Менделеева, называемым группами.
Большинство металлов кристаллизуются в плотноупакованные решетки. Так Ag, Al, Au, Co, Cu, Pb, Pt и Rh, как и благородные газы Ne, Ar, Kr, Xe кристаллизуются в ГЦК решетку, а Mg, Nd, Os, Re, Ru, Y, Zn — в ГПУ. Часть других металлов кристаллизуются не в столь плотно упакованную ОЦК решетку, а такие как Сr, Li, Sr могут кристаллизоваться во все три вышеупомянутых типа решеток в зависимости от условий.
Каждый атом в обеих плотноупакованных решетках имеет 12 соседей (рис. 2 г). На рисунке видим, что центральный атом имеет 12 соседей для ГЦК решетки. Такие 13 атомов образуют наименьшую из теоретически возможных для ГЦК решетки — это 14-гранник: 6 квадратов и 8 равносторонних треугольников, с минимальным объемом. Каждая грань образована соединением атомов плоскими гранями.
Наращивание такой частицы наружным слоем из 42 атомов создает частицу той же декатессаэдрической формы из 55 атомов. Добавление очередных слоев создает частицы больших размеров с количеством атомов N = 1,13,55,147,309, 561, …, которые называют структурными магическими числами. Известна полиномиальная формула для получения чисел N = [10n3 –15n2 + 11n — 3]:3, а также число Nп из этих атомов на поверхности частиц (n — количество слоев) Nп = 10n2 –20n +12.
Современная синтетическая химия достигла того уровня, когда стало возможным получать небольшие молекулы практически любой структуры. Используются концепции молекулярной самосборки и / или супрамолекулярной химии для придания полезной конформации посредством восходящего подхода.
Способы получения наноматериалов
Наноматериалами называются материалы, структурными единицами которых являются нанообъекты (наночастицы). Описаны 36 классов наноструктур, т.е. всё многообразие наноматериалов (не все из них сегодня синтезированы)
Существующие способы получения наноматериалов включают в себя использование дугового электрического разряда в плазме между графитовыми электродами для получения фуллеренов, углеродных нанотрубок, газофазный метод для получения фуллеренов при высоких температурах, разложение углеводородов при высоких температурах и участии катализатора, порошковая технология, методы прессования и деформации, методы физического и химического осаждения плёночных покрытий.
Возможность создания нанороботов рассмотрел в своей книге «Машины создания» (1986) американский учёный Эрик Дрекслер. Нанороботы — роботы, созданные из наноматериалов и размером сопоставимые с молекулой, обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ. Нанороботы, способные к созданию своих копий, то есть самовоспроизводству, называются репликаторами.
В живой природе на молекулярном уровне нам известны внутриклеточные взаимодействия, которые обеспечивают синтез сложных молекул (белков) необходимых для живых организмов. Многие электрические и оптические процессы, которые протекают в нанометровом масштабе, реагируют на присутствие даже единичных активных биомолекул. Это в свою очередь позволяет разрабатывать сверхчувствительные аналитические методы и приборы (биодатчики, биочипы — высокочувствительные сенсоры, которые могут реагировать на отдельные молекулы белков или нуклеиновых кислот).
Нити ДНК имеют в своём составе четыре азотистых основания: цитозин, гуанин, аденин, тимин. Их последовательность кодирует информацию. Химические реакции на разных частях молекул ДНК проходят независимо, параллельно, что обеспечивает высокую скорость обработки (вычислений). С помощью ферментов информацию можно изменять: полимеразы достраивают цепочки ДНК, а нуклеазы их разрезают и укорачивают. Некоторые ферменты способны разрезать и соединять цепи ДНК в местах, указываемых другими ферментами — лигазами. Таким образом, ДНК-молекулы могут хранить, изменять и обрабатывать информацию.
Обратное пространство и решетка
Обычно структура различных типов кристаллов (положение атомов вещества в решетке) рассматривается в координатном, например, Евклидовом пространстве одного двух или трех измерений. Для изучения движения электронов проводимости удобнее оказалось использовать другое пространство (дуальное, обратное, обращенное), принятое в квантовой механике.
Известно, что элементарные частицы вещества описываются как точечные частицы и как волны. Основные зависимости при этом следующие: между частотой f = ω/2π, длиной волны λ и скоростью υ этой волны имеют вид λf = υ. И частота f = (k/2π)υ описывается также через волновое число k = 2π / λ и скорость. Импульс р = mυ электрона с массой m записывается как р = (h/2π)k, де h — постоянная Планка (либо = h/2π), , а k — волновой вектор, модуль которого равен волновому числу. Тогда импульс р = k. При этом импульс пропорционален волновому вектору k, а k обратно пропорционально длине волны и выражается в обратных метрах (м-1). Вводится для описания движения электронов обратное пространство, называемое также k — пространством.
Пример А. Допустим задан одномерный кристалл. Постоянная его решетки, а и длина L=10a. Атомы кристалла будут располагаться вдоль прямой в точках с координатами 0, а, 2а, 3а, …,10а = L. Соответствующий волновой вектор k будет принимать значения 2π/L, 4π/L, …, 20π/L=2π/a. Наименьшее значение k = 2π/L, а наибольшее k = 2π/а. Элементарная ячейка в этом одномерном координатном пространстве имеет длину а, а важная характеристика ячейки в обратном пространстве, называемом зоной Бриллюэна, равна 2π/а.
Положениями электронов в зоне Бриллюэна являются точки k =2πn/L в обратном пространстве, где nпринимает значения n = 1,2, …, 10, и на границе зоны Бриллюэна (при т = 10) k = 2π/а.
Рис. 3. Зона Бриллюэна арсенида галлия и цинковой обманки показаны. Точки высокой симметрии Г, К, L, U, W, X и оси симметрии Δ Ʃ, Q, S, Z. Справа Зонная структура арсенида галлия, вычисленная методом пседопотенциалов
Углеродные нанотрубки (УНТ)
УНТ можно представить, как лист графена, свернутый в цилиндр. При длительном нагреве атомы углерода переходят в новую форму — углеродные нанотрубки. Эти трубки представляют собой наноразмерные цилиндры с диаметром от 0,5 до 10 нм и длиной ~1мкм. Это новая кристаллическая форма углерода, открытая в 1991 году (С. Ииджима).
В 2004 году открыт графен — новый монослойный материал из углерода. Углеродные трубки похожи на свернутые в рулон «листы», образованные из шестиугольных структур или колец (типа пчелиных coт) из атомов углерода. Углеродные трубки очень близки к фуллеренам и графену, но из атомов собраны иначе. Тонкие нити участков таких образований легко наблюдаются в электронном микроскопе. Углеродные трубки не только намного легче и прочнее стали, но и обладают полупроводниковыми характеристиками. Они встречаются в обычной саже в природных условиях.
От угла скручивания зависит электропроводимость — полупроводниковая или металлическая. Наличие электрического и магнитного полей, легко проникающих внутрь трубок, меняет их проводимость. Нанодиод — это изогнутая углеродная нанотрубка между двумя электродами. Смена полярности на электродах приводит к изменению направления изгиба нанотрубки на 180˚. Создан логический элемент на основе одной молекулы (2001 год). Это углеродная нанотрубка, лежащая на системе электродов с электронной и дырочной проводимостью.
Рис. 4. Рис. 4. На листе графена показаны базисные векторы а1и а2 элементарной ячейки, направление оси Т, вокруг которой сворачивается лист при образовании УНТ кресельной структуры (а). При других ориентациях вектора Т образуются зигзаговые (б) и хиральные УНТ (в) структуры
В углеродной смеси высокой реакционной способности открыты ветвящиеся нанотрубки (рогатки), предполагается создание из них нанотранзисторов, для которых размеры контактных площадок некритичны, что очень существенно для массового производства. Для массового производства нужен материал из ветвящихся нанотрубок, технология получения которого еще не отработана. Все многообразие свойств углеродных нанотрубок определяется исключительно их геометрией, которая однозначно задается углом закрутки.
Рис. 5.Нанотрубки, синтезированные методом химической газовой эпитаксии (обычные) и химической газовой эпитаксии в поле высокой частоты
Полупроводниковые сверхрешетки
Такие сверхрешетки встречаются в природе (естественные) и в 1962 году Л.В. Келдышем высказана идея создания искусственных. Природные сверхрешетки, — это материалы с естественной сверхпериодичностью кристаллической упаковки. Такие слоистые сверхструктуры построены из элементарных слоев трех типов А, В и С (рис. 6а)
Рис. 6. . Последовательность укладки атомов (а) в плотнейшей упаковке и слоев (б) в естественных сверхрешетках (символы: Н — гексагональная, R– ромбоэдрическая, С — кубическая указывают на тип решетки, а цифра — на число слоев в элементарной ячейке — пространственном периоде повторения)
В 1970 году к этой идее искусственных сверхрешеток обратились L.Esaki и R. Тsu. Термин «сверхрешетка» используют для периодических структур, состоящих из тонких слоев полупроводников, повторяющихся в одном направлении с периодом, меньшим длины свободного пробега электронов. Один тип — композиционные (КСР) состоят из полупроводников разного химического состава, другой — легированные (ЛСР) представляют последовательность слоев n- и р-типа одного материала с возможными беспримесными прослойками между ними (nipi кристаллы).
Рис. 7.Классификация полупроводниковых сверхрешеток
Заключение
Перечислен в хронологической последовательности ряд законов, событий (открытий) и фактов, связанных с наноматериалами органического и неорганического мира
Введен ряд понятий: магические числа, элементарная ячейка, обратное пространство, решетка, решетки Браве, сверхрешетки, структура, зона Бриллюэна, зонная структура, однослойные (многослойные) углеродные трубки, фуллерены, графен, генератор (реактор) ОУНТ и др. Весьма кратко рассмотрено строение наноматериалов, получаемых из твердых тел: объемные частицы, пленки, нити или проволоки. Кристаллы твердые и жидкие.
Названы свойства, отличающиеся для наноразмерных материалов от макро и мезопредставлений этих же веществ
Литература
1. Рогожин Ю.В. Универсальные вычисления // Математические вопросы кибернетики. Вып. 8. Сборник статей / под ред. О.Б. Лупанова. — М., Наука, Физматлит, 1999. — 320 с. — ISBN 5–02–015318–4 — с. 147–190.
2. Adleman, L. M. Molecular computation of solutions to combinatorial problems (англ.) // Science : journal. — 1994. — Vol. 266, no. 5187. — P. 1021—1024. — doi:10.1126/science.7973651. — Bibcode: 1994Sci…266.1021A. — PMID 7973651. — The first DNA computing paper. Describes a solution for the directed Hamiltonian path problem. Also available here: Archived copy. Дата обращения: 21 ноября 2005. Архивировано 6 февраля 2005 года.
3. Lovgren, Stefan Computer Made from DNA and Enzymes. National Geographic (24 февраля 2003). Дата обращения: 26 ноября 2009. Архивировано 6 сентября 2015 года.
4. Benenson, Y.; Gil, B.; Ben-Dor, U.; Adar, R.; Shapiro, E. An autonomous molecular computer for logical control of gene expression (англ.) // Nature : journal. — 2004. — Vol. 429, no. 6990. — P. 423—429. — doi:10.1038/nature02551. — Bibcode: 2004Natur.429…423B. — PMID 15116117. — PMC 3838955… Also available here: An autonomous molecular computer for logical control of gene expression.
5. DNA stores poems, a photo and a speech | Science News. Дата обращения: 20 декабря 2018. Архивировано 27 июля 2013 года.
6. Bonnet, Jerome; Yin, Peter; Ortiz, Monica E.; Subsoontorn, Pakpoom; Endy, Drew. Amplifying Genetic Logic Gates (англ.) // Science. — 2013. — Vol. 340. — P. 599— 603. — doi:10.1126/science.1232758. — Bibcode: 2013Sci…340…599B. Архивировано 20 декабря 2018 года.
7. ДНК извлекла корень из 900. Дата обращения: 22 января 2020. Архивировано 25 января 2020 года.
8. ДНК-логика как основа биокомпьютера. Дата обращения: 9 сентября 2015. Архивировано 21 сентября 2015 года.
9. Давыдов А. С. Теория твёрдого тела. — М.: Наука, 1976. — 640 с
10. Алфимова М.М. Занимательные нанотехнологии. — М.: Бином, 2011. — С. 96.
11. Головин Ю.И. Наномир без формул. — М.: Бином, 2012. — С. 543.
12. Гудилин Е.А. и др. Богатство наномира. Фоторепортаж из глубин вещества. — М.: Бином, 2009. — С. 176.
13. Деффейс К., Деффейс С. Удивительные наноструктуры / пер. с англ… — М.: Бином, 2011. — С. 206.
14. Дрекслер Э., Мински М. Машины создания: Грядущая эра нанотехнологии = Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology. — 2-е изд. — 2007. — ISBN 0–385–19973–2.
15. К. Жоаким, Л. Плевер. Нанонауки. Невидимая революция. — М.: КоЛибри, 2009. Глава из книги
16. Малинецкий Г. Г. Нанотехнологии. От алхимии к химии и дальше// Интеграл. 2007, № 5, с. 4–5.
17. Марк Ратнер, Даниэль Ратнер. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи = Nanotechnology: A Gentle Introduction to the Next Big Idea. — М.: «Вильямс», 2006. — С. 240. — ISBN 0–13–101400–5.
18. Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех. Большое в малом. — www.nanonewsnet.ru. — С. 436. Архивная копия от 21 октября 2013 на Wayback Machine
19. Хартманн У. Очарование нанотехнологии / пер. с нем. — 2-е изд… — М.: Бином, 2010. — С. 173.
20. Эрлих Г. Малые объекты — большие идеи. Широкий взгляд на нанотехнологии… — М.: Бином, 2011. — С. 254.
21. Балабанов В. И. Нанотехнологии. Наука будущего. — М.: Эксмо, 2009. — 256 с. — ISBN 978–5–699–30976–4.
