Мельчайшие в мире трубки

Мельчайшие в мире трубки

ВДОХНОВЕНИЕ ФИЗИКОВ
Добавление фуллеренов в полимерные матрицы позволяет создавать новые виды сополимеров с особыми физическими свойствами. Например, в новейших однослойных органических солнечных батареях ток генерируется в светочувствительном слое, который сделан из полимера, содержащего бакиболы.

Эти удивительные углеродные шарики ведут себя как полупроводники n-типа. Правда, по эффективности эти батареи пока уступают кремниевым, зато они не так дороги и сложны. На базе полупроводниковых фуллеренов создана новая электроника — полимерные органические полевые транзисторы.

А если к бакиболу присоединить три атома щелочных металлов, то получившееся вещество — фуллерид — при температуре порядка десятков градусов по Кельвину становится сверхпроводником.

Если в строго определенных пропорциях вводить графитовые наносоединения в состав разных материалов, то итоговые свойства вещества сильно изменяются. Например, повышается прочность и износостойкость. Введение полых внутри бакиболов увеличивает механическую упругость, особенно при сжатии, причем изотропно, то есть для любого направления воздействия.

Нанотрубки, как и фуллерены, получают при испарении графитовых стержней, а потом выделяют, нагревая смесь в кислороде. Мировое производство нанотрубок достигает сегодня тысяч тонн в год.
Прежде всего нанотрубки оказались полезным материалом с необычными механическими свойствами. Это прочность, на порядок превосходящая сталь при гораздо меньшем весе.

Однослойные трубки более гибки и изогнуты, многослойные же прямые и жесткие. Научные исследования позволили использовать нанотрубки для обнаружения и залечивания трещин почти во всех видах полимеров. Таким образом, можно упрочнять традиционные материалы, а можно создавать новые сополимеры.

Массив нанотрубок, вертикально поставленный на поверхность оксида кремния, может быть основой для создания микросхем и компьютерной памяти. Японская фирма «Тошиба» уже продемонстрировала подобный процессор. На нанотрубках созданы и суперконденсаторы грандиозной емкости. При миниатюрных размерах их удельная емкость составляет сотни фарад на грамм веса.

Одна нанотрубка, телескопически вставленная в другую, при определенных условиях способна выползать и замыкать электрические контакты — благодатная почва для разработки микромеханических манипуляторов или ячеек памяти. Трубки, посаженные на тонкую медную пластинку, используются как легчайшие радиаторы охлаждения.

На базе «леса» этих макромолекул созданы адгезивы — сухие «липучки», в сотни раз более эффективные, чем лапки ящерицы геккона, которые считались идеалом сцепления с твердой поверхностью. Такие прилипающие материалы нужны и для роботов, и для космоса.

Еще в 1998 году в Голландии был создан транзистор на одной нанотрубке. Такие приборы будут использовать в приемниках мобильных телефонов. Корейские тонкопленочные тран-зисторы на бакитьюбах подходят для многих «прозрачных» технологий, например для плоских жидкокристаллических дисплеев. Испускание электронов с кончиков трубок применяется в эмиссионных дисплеях с люминофорным экраном, у которых в каждом пикселе источник электронов.

Автор

Запись опубликована 3 Апрель 2011 в разделе Нано