Техника - молодёжи 2008-06, страница 5
_wv^.tm;mag_az[n1ru_ Почти идеальные конические нанотрубки («ёлочки»). Микроснимки сделаны на просвечивающем электронном микроскопе высокого разрешения доктором П. Симоном (Гзрмания) и старшим научным сотрудником лаборатории КГЭ Сергеем Савиловым. Публикуется впервые метра и более. Одностенные УНТ различных диаметров могут быть как проводниками, так и полупроводниками, то есть на их основе можно создавать микросхемы с размерами транзисторов на порядок меньше, чем производятся сейчас. Другое важное свойство УНТ - способность испускать электроны с поверхности, обусловленная чрезвычайно малым диаметром УНТ. При приложении напряжения электрическое поле как бы концентрируется на концах трубки, приводя к испусканию пучков электронов. Это означает, что УНТ можно использовать для производства высокоэффективных ламп, дисплеев малой толщины с небольшим энергопотреблением. А также для научных целей, скажем, для зонда туннельного микроскопа, позволяющего видеть отдельные атомы. Углеродные трубки могут также помочь в решении основной проблемы широкомасштабного внедрения водородной энергетики, а именно - хранения водорода. Жидкий водород можно хранить при температуре ниже минус 240 градусов и давлении около 13 атмосфер. Но в этом случае автомашины превратятся в огромные криогенные установки высокого давления. При их повреждении высока вероятность мощного взрыва, так как смесь водорода с кислородом чрезвычайно взрывоопасна. Вот поэтому для хранения водорода и придумали в своё время способ его поглощения в никель-маг-ниевых аккумуляторах. Но их ёмкость сравнительно невелика, а тяжёлого и дорогого сплава для таких аккумуляторов требуется много. Вот тут и пригодятся композитные материалы из УНТ с интерметаллическими частицами, которые позволят получить лёгкий взры-вобезопасный сорбент водорода. Структура УНТ, особенно многостенных, может содержать значительное число дефектов (нарушений порядка следования атомов в графитовом слое, изменение расположения этих слоёв и т.п.), на которых могут протекать химические реакции. А вот если химически «пришить», например, физиологически активные молекулы к поверхности УНТ, можно получить препарат довольно высокой активности и пролонгированного действия. Варьируя прочность связи УНТ - активная молекула, мы «заставляем» эту молекулу отделиться от УНТ в каком-то конкретном больном органе. Это необходимо, когда лекарство, например, негативно воздействует на пищевод и поэтому не должно активироваться раньше, чем достигнет того органа, для которого предназна чено. В препаратах пролонгированного (длительного) действия молекулы лекарства могут отделяться от УНТ по мере необходимости в течение нескольких недель или даже месяцев. Таковы перспективы применения на-нотрубок. Для их реализации необходимы надёжные и дешёвые методы производства, способы наделения трубок необходимыми для тех или иных целей свойствами, всесторонний анализ и изучение активности получаемых веществ и действия разработанных методик. - Раз уж у нас пошел разговор в русле «научпопа», то объясните, пожалуйста, чем обусловлены необычные свойства нано? Хотя бы на примере катализаторов. -Ученые давно заметили, что размер активного компонента катализатора с высокой избирательностью в отношении нужного продукта находится в пределах 10 нанометров. Приведу такой пример. В химической реакции нормальный гексан, а это цепочка из 6 атомов углерода и 14 атомов водорода, с помощью кристаллического никелевого катализатора превращается в метан, вто время как наночастицы никеля в такой же реакции селективно разрывают цепочку, и получается совсем другое вещество - пропан. Объяснить подобные превращения никто пока не может. Установлено только, что кинетика и термодинамика наноструктур резко отличаются от более массивных образований. С этим, видимо, в основном связана повышенная активность первых. Сейчас задача химиков состоит в том, чтобы найти наиболее эффективные пути стабилизации нано. Ведь температуры многих химических реакций очень высоки, реакционная среда чрезвычайно активна, в таких условиях наночастицы объединяются в кристаллы, и тогда их специфические свойства исчезают. У нас на факультете удалось найти полимерные матрицы, которые способны «держать» эти частицы, делая их стабильными при высоких температурах. - В 2001 г. стартовала «Национальная нанотехнологическая инициатива» США. Их примеру последовало уже 50 стран, но российская программа создана только в прошлом году. Нам грозит отставание в этой области? -Уверен, что нет. Россия была и всегда будет в числе ведущих научных держав. Мы сохраняем статус одного из крупнейших производителей интеллектуального продукта, который, правда, пока не умеем выгодно продать. В лаборатории КГЭ проводятся исследования наноматериалов на лазерном конфокальном микроскопе 0LIMPUS LEXT 3 |
