Главная
Популярное
Как лазер освоил профессию сварщика
Как «пассивный дом» обходится без отопления
Что такое маркировка продукции
В чем значение насосов для промышленности, в каких отраслях какие насосы обычно используют
Как использовать солнечную энергию для теплоснабжения индивидуальных домов
Как получают искусственные алмазы
Почему энергосбережение важно для промышленности
Различные виды металлообрабатывающих станков и преимущества
Энергия ветра - неисчерпаемый источник
Для чего нужны биотехнологии в молочной промышленности?
Трубопроводная арматура
Разделы
Водоснабжение
Энергоучет
Управление энергией
Теплоизоляция и экономия энергии
Энергетические ресурсы
Энергопотребление
Твердое топливо
Энергоэффективность
История
Выпрямление синусоидальных токов
|
На главную История Шарики и трубки из углерода
С тех пор как в 1985 г. была найдена молекула углерода в форме полого шарика, состоящая из 60 атомов, огромные надежды в области нанотехнологии исследователи связывают конкретно с углеродом. Нельзя сказать, что открытие это было совершенно неожиданным: задолго до него группа русских химиков теоретически предсказала, что углерод может существовать в виде сферической молекулы. А ещё в XIX в. Дмитрий Иванович Менделеев (1834—1907) писал, что в природе должны быть молекулы «С„, где п есть крупная величина». Но все-же открытие таковой молекулы — ее назвали фуллерен — произвело сенсацию. Углеродный шарик диаметром чуток больше 0,5 нм стал не только объектом пристального исследования, но и «родоначальником» целого класса новейших наноструктур. Расчёты проявили, что фуллерен — чрезвычайно крепкая и устойчивая молекула. Атомы углерода в ней соединены сильнее, чем в решётке алмаза. Не считая того, оказалось, что на базе фуллерена можно вырастить углеродные молекулы в виде бочонка (бареллены) из 80 атомов и трубки (тубелены), в которых число атомов доходит до миллиона. Из их «собирают» ещё более сложные молекулы в виде бубликов, квадратов, многоугольников и даже многолучевых звёзд, напоминающих морских ежей. «Сшив» их в разных сочетаниях, можно вырастить трёхмерную сверхрешётку совсем огромного размера (шварцшит), которая должна быть ещё более крепкой, чем фуллерен. Предполагаемая область внедрения нового материала чрезвычайно обширна. К примеру, из нанотрубок, собранных в пучок, выходит пористый материал, размер отверстий в котором несложно регулировать, меняя условия роста трубок. Из него можно делать мембраны — те самые молекулярные сита, о которых упоминалось ранее. Если в поры такого сита «загнать» длинноватые молекулы полимера либо цепочки атомов металла, образуются композитные материалы с заблаговременно данными свойствами. При соединении нанотрубок боковыми поверхностями половина связей меж ними будут таковыми, как у алмаза, а половина — как у графита. Получится гибкий материал, крепкость которого лишь на треть ниже, чем у алмаза. Он сумеет служить красивым покрытием для деталей, работающих в условиях трения. Если металлом либо полимером залить решётку шварцшита, появляется чрезвычайно крепкий аналог железобетона. Роль металлической арматуры в нём играют нанотрубки. Вопреки поговорке «Где тонко, там и рвётся» в данном случае рвётся там, где крепкость ниже .
как уже говорилось, наноструктуры оказываются во много раз прочнее обыкновенного материала. Шварцшит может отыскать применение и в технике принципиально нового уровня — наноэлектронике. Если в молекуле углерода часть «родных» атомов заменить на атомы остальных элементов, она приобретёт характеристики полупроводника, проводника либо изолятора. Молекулы в форме кольца можно применять в качестве элемента памяти нано-ЭВМ: вихревые токи в них могут «гулять» неограниченно долго. Тубелен, в свою очередь, способен играться роль магнитной катушки. Ток должен проходить не по всей его поверхности, а лишь по определённым связям, расположенным по спирали, подобно проводу в соленоиде. Из перечисленных частей можно собрать электронную схему нанометровых размеров, уложив в подходящем порядке отдельные трубки (или вырастив их прямо на месте). Схожая схема способна управлять уже не электрическими импульсами, а отдельными электронами, благодаря чему в карманном микрокалькуляторе поместится вычислительное устройство, занимающее сейчас несколько шифанеров. Магнитное поле, возникающее внутри такового «наносоленоида», обязано достигать колоссальной величины. Сегодня подобные поля удаётся получить только на совсем короткое время, измеряемое долями секунды, в ходе сложных и небезопасных опытов. Эти эксперименты необходимы для исследования неких физических, химических и био явлений. Нанотехника существенно расширит возможности учёных. И хотя это дело далёкого грядущего, нанотрубки уже создают в промышленном масштабе: их используют в качестве сырья для получения композитов. Шарики-фуллерены оказались красивым материалом для смазки, способной выдерживать высшую температуру. Они же преподнесли исследователям ещё один, на сей раз совершенно неожиданный сюрприз. Материал-универсал. Стекло и керамика. Разработка в космосе. Метеорологическая ракета. На главную История 0.0049 |
|