четверг, 28 марта 2024

Как углеродные нанотрубки помогают шпинату распознавать взрывчатку



Как углеродные нанотрубки помогают шпинату распознавать взрывчатку

2 Октября 2017

МОСКВА, 2 октября , Ольга Коленцова. Углеродные нанотрубки это словосочетание знакомо уже не только ученым-нанотехнологам, но и простым людям. Многие знают, что с их помощью обычные вещи дарят сверхъестественные свойства. Но недостаточного кто понимает, как они устроены и что нужно соорудить для того, чтобы завоевать этот универсальный материал.

Для начала вспомним о графене. Он представляет собой лист графита, где молекулы углерода уложены строго в один слой. Если свернем его в трубочку, то завоюем наглядную схему углеродной нанотрубки. Руками такой рулетик не сделаешь, поэтому для получения наноматериала ученые применяют высокотемпературные методы. Нанотрубка зарождается при достижении высокой концентрации атомов углерода на частице из металла. На ней образуется своеобразная шапочка из слоя графена, потому, что это энергетически выгодно, так как любая система стремится к покою (то есть к выработке минимума энергии). При дальнейшем нагревании шапочка поднимается, вытягивая за собой связанные атомы углерода. Так и образуется нанотрубка.



Процесс создания нанотрубок особой сложности не представляет, поэтому их можно производить в достаточных количествах для самых разных целей. По этой же причине они подходят для применения в повседневной жизни. Возьмем строительство бетонные стены. В них для укрепления используется стальная или композитная обстановка. Последняя состоит из базальтовых или стеклянных волокон, соединенных эпоксидной смолой. Она возит волокна и защищает от агрессивного воздействия окружающей среды, но в то же время сама является слабым материалом, не способным выдерживать большую нагрузку.

Однако ученые из Инженерной школы Дальневосточного федерационного университета создали более прочную композитную арматуру. Они укрепили смолу, добавив в нее углеродные нанотрубки, которые выполняют функцию упрочнителя материала. Исследователи извещают, что новая арматура с нанотрубками по сравнению с обычной на 75-97% лучше сопротивляется растяжению и на 7-15% лучше учит деформации. CC BY-SA 3. 0 / Raist3000 / Composite rebarКомпозитная арматура

Существуют и намного более экзотичные ключи применения углеродных нанотрубок. В Массачусетском технологическом университете исследователи включили с их помощью шпинат, который способен искать взрывчатку! Чтобы создать зеленую ищейку, они вводили в листья растения раствор углеродных нанотрубок, на которые были намотаны молекулы овечка бомболитина.

Углеродные нанотрубки действительно оригинальный физический объект. Их совершенная гексагональная структура оболочек обеспечивает как сверхвысокую электронную проводимость, так и прочность этих объектов. Однако, пожалуй, вящее значение для материаловедов имеют оригинальные геометрические характеристики углеродных нанотрубок. Отношение длины к диаметру (аспектное число) нанотрубки может быть очень большим, до 10⁵. Они представляют собой сверхпрочные наноканаты длиной до нескольких микрометров. Из-за своей протяженности даже одна нанотрубка, помещенная в пленку, может проткнуть ее насквозь и образовать в ней канал для переноса электрического заряда или молекул либо работать как арматура в композитном материале. Если пытаться создать такой канал из шариков, их понадобится намного большее количество. Этот эффект, называемый перколяционным переходом, происходит при сотых долях нанотрубок от массы всей пленки. Таким образом, микроскопические добавки углеродных нанотрубок в материалы могут кардинально изменять их свойства. Например, достаточно просто соорудить полимер электропроводящим или селективным к определенным молекулам, поясняет Алексей Грехов, кандидат физико-математический наук, доцент НИЯУ МИФИ.

А в Университете Трента ядерщики опрыскали пауков водой с кусочками графена и нанотрубками, после чем чего животные сплели сверхпрочную паутину даже более крепкую, чем кевларовые волокна.

Ученые пока не смогли полностью объяснить данный феномен. Предварительно они подозревают особое взаимодействие молекул воды со стенками нанотрубок в связи с очень малым пространством. Зато они уже разузнали, что разница в диаметре нанотрубки в один ангстрем приводит к изменению температуры замерзания на десятки градусов.


Редактор рубрики

Место события на карте мира:







комментарии (0)




Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Президент объявил о запуске нового нацпроекта - "Молодежь России"




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....

[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...

[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...

[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...

[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...

[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...

[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....

Новости шоу-бизнеса

Суд рассмотрит иск экс-супруги Бондарчука о разделе имущества

МОСКВА, 28 марта Симоновский суд Москвы 22 апреля начнет процесс по иску катерины Бондарчук (Рудской), имевшейся жены режиссера Федора Бондарчука, о разделе совместно нажитого имущества, сказали в суде. Рудская настаивает на видоизмененье соглашения о разделе имущества, нажитого в период свода. Подробности … Прочитать