Среда, 29 Январь 2020

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)


Вы можете оставить комментарии от своего имени, через сервисы представленные ниже:


Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Служба внешней разведки рассекретила имена сотрудников, работавших нелегально - Россия 24




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

30 Сентября 2018, 15:16 Alexander

Санация идет по плану. Интересно, кто станет новым владельцем? ... »

5 Сентября 2018, 20:43 Larisa

"С жалобами на подземные толчки". Забавно)) ... »

27 Мая 2018, 04:50 Irina

Ошибка: До 2014 года только в Паттайе, по данным таиландских властей, бредили более 60 тысяч россиян. ... »

26 Мая 2018, 02:52 evgen69th

Здесь есть нацеленный обман, т.к. "аналогов которому в России до сих пор не существовало" - это откровенная ложь. Уже 17-й сезон существует Байкальский проект - https://baikalproject.com - который является первопроходцем образовательной ... »

29 Апреля 2018, 17:49 Denis

Точно Шмаков говорит, не допустят депутаты такого "равноправия" с обычными людьми. Подзажрались уже, даже если раньше были рабочими. пять лет в думе и бронзовеют. Хотя, было бы прикольно посмотреть, как они ... »

27 Апреля 2018, 07:39 Дина

Назначение Медведева на этот пост вновь будет большой ошибкой Президента. Мы голосовали за Путина без Медведева, ибо тот ,несмотря на хвалебные отчеты, практически саботирует вместе со своим кабинетом все инициативы Путина. ... »

16 Апреля 2018, 09:48 Kristel

Ну сколько они еще будут ее мучить? Издеваются над невинным человеком как хотят, Бога не боятся! ... »

Новости шоу-бизнеса

Заслужил ли "1917" главный "Оскар"

Заслужил ли "1917" главный "Оскар"

МОСКВА, 29 января —, Егор Беликов. В этот четверг в российский прокат выходит 1917, один из самых зрелищных и важных фильмов наградного сезона 2019–2020. Зачем сейчас переосмысливать события Первой мировой войны и почему российскому зрителю картина может показаться бесчувственной — в … Прочитать