О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Украина | Свидетели Иеговы
Читайте нас:
Доступное в России зеркало Граней: https://grani-ru-org.appspot.com/Society/Science/m.68779.html

статья Открыт эффект, который позволит изготавливать наномашины

Алексей Левин (Вашингтон), 30.04.2004
Реклама

Нанотрубки. Изображение с сайта www.cordis.lu О нанотрубках в последние годы говорят и пишут так много, что вряд ли они нуждаются в детальном представлении. Напомним только, что так называют экзотические многоатомные структуры, фактически гигантские молекулы, которые в 1991 году были впервые синтезированы из графита японским химиком Сумио Иижима. Каждая нанотрубка представляет из себя цилиндр с сетчатыми стенками в один или несколько слоев, образованными атомами углерода. Диаметр углеродных нанотрубок варьируется от одного-двух до нескольких десятков нанометров, а длина обычно не превышает десяти микрометров (впрочем, уже существуют технологии, позволяющие изготовлять однослойные нанотрубки протяженностью в несколько миллиметров). Желающим полюбоваться на модели монослойных и многослойных нанотрубок достаточно взглянуть на прилагаемую картинку.

Нанотрубки. Изображение с сайта www.cordis.lu/nanotechnology/icons/funcars_1.jpg А теперь перейдем к новаторскому эксперименту сотрудников Калифорнийского университета в Беркли и Национальной лаборатории имени Лоуренса, отчет о котором в четверг появился в журнале Nature. Алекс Зеттл и его коллеги изготовили тонкий пучок двадцатинанометровых углеродных трубок, скрепленных друг с другом с одного конца. На этот нанотрубочный букетик был направлен поток газообразного индия (для справки: этот мягкий и легкоплавкий металл серебристо-белого цвета применяют для изготовления различных припоев, подшипников, антикоррозионных покрытий и сплавов, идущих на зубные протезы). При контакте с поверхностью нанотрубок атомы индия конденсировались в крошечные капельки поперечником от одного до десяти нанометров. Затем исследователи поместили весь пучок под электронный микроскоп и с помощью прецизионного манипулятора подвели к свободному концу одной нанотрубки (будем для определенности называть его левым) сверхтонкую иглу из титана. На эту иглу и на связанные правые концы нанотрубок был подан постоянный электрический потенциал - на титановый электрод плюс, направо - минус. В результате по нанотрубке пошел ток - ведь графит великолепно проводит электричество. И вот тут-то несколько бусинок индия, сидящие на этой нанотрубке, стали вести себя совершенно необычным образом.

Фото с сайта www.lbl.gov Всё началось с самой левой капли, расположенной ближе всего к титановому острию. Микровидеосъемка показала, что эта капля стала уменьшаться в размере и быстро исчезла, в то время как ее ближайшая соседка справа несколько разбухла. Еще через несколько секунд такая же судьба постигла и эту каплю - и так до конца цепочки. В конце концов выжила самая правая бусинка, которая вобрала в себя все без исключения атомы индия, ранее принадлежавшие остальным каплям. Разные этапы этого процесса хорошо видны на прилагаемых микрофотографиях.

Физическая суть новооткрытого явления (а это именно открытие, ничего подобного ранее не наблюдалось) пока что не вполне ясна и самим экспериментаторам. Атомы индия сами по себе электрически нейтральны, так что непонятно, почему они вдруг возжелали мигрировать от положительного полюса к отрицательному. Доктор Зеттл предполагает, что эти атомы отдают электроны опорной нанотрубке и в результате приобретают положительный заряд и притягиваются к отрицательному полюсу электрической цепи. Впрочем, пока это только гипотеза.

Куда важнее другое. Калифорнийские ученые уже доказали, что их наноконвейер обладает стопроцентной надежностью, иначе говоря, не теряет в процессе транспортировки ни единого атома индия. И он работает в обоих направлениях - достаточно поменять полярность электрической цепи, чтобы эти атомы начали мигрировать справа налево. Подобным же образом углеродные нанотрубки можно использовать и для "безотходного" переноса атомов золота, платины и олова - не исключено, что и других металлов. Вероятно, подобные устройства найдут широкое применение в технологиях изготовления наномашин, которые сейчас усиленно разрабатываются во многих странах.

Источник:
B.C.Regan, S.Aloni, R.O.Ritchie, U.Dahmen & A.Zettl
Carbon nanotubes as nanoscale mass conveyors
Nature 428, 924 - 927 (29 April 2004)

Алексей Левин (Вашингтон), 30.04.2004


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама



Выбор читателей