Юный техник, 2010 № 02 - [2]
Многие материалы с необычными свойствами можно получить, если в их составе будет находиться новый углеродный трубчатый наноматериал таунит, полагают изобретатели из ООО «Тамбовский инновационно-технологический центр машиностроения» и ОАО «Тамбовский завод «Комсомолец». Именно они и создали новый углеродный наноматериал, представляющий собой нанотрубки из графита диаметром от 15 до 40 нм и длиной до 2 мкм.
Изготавливают их на созданном здесь же, в Тамбове, реакторе, химически осаждая углерод из нагретой до 150 °C пропан-бутановой смеси на металлическом катализаторе, содержащем, в частности, никель и марганец. Таунит постепенно «нарастает» на этом катализаторе, после чего его смешивают с различными материалами, что придает им новые, чрезвычайно полезные свойства.
Например, распределив нанотрубки в воде и добавив в нее бетонную смесь, получают необычно прочный бетон с куда меньшей влагопоглощающей способностью, чем обычный. Таунит также значительно улучшает свойства противоскользящих дорожных покрытий и клеевых композитов, газораспределительных слоев в топливных элементах и углеродных электродов литиевых аккумуляторов…
ЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКА
Мир наноструктур
Если бы мы смогли каким-либо чудесным образом уменьшиться в миллиард раз, то попали бы в наномир, где расстояния измеряются не метрами, а нанометрами. Мир этот, кстати, выглядит весьма своеобразно. Как именно?
Например, нанолюди могли бы разгуливать по полю из наноцветов диоксида кремния. В случае необходимости что-то построить, они могли бы воспользоваться наногвоздями из оксида цинка. А красивейшие наноснежинки и нанозвездочки — одна из разновидностей диоксида марганца. Их получают из раствора Mn(NО>3)>2.
Самую маленькую в мире метлу, щетинки которой в тысячу раз тоньше человеческого волоса, исследователи получили, выращивая нанотрубки на нитях силицида углерода из горячего газа, насыщенного углеродом.
Так получилось, что среди нынешних наноструктур наибольшее распространение имеют наношары-фуллерены и нанотрубки.
Сам термин «фуллерен» происходит от имени Ричарда Букминстера Фуллера, сконструировавшего оригинальный купол павильона США на выставке EXPO-67 в Монреале.
С химической точки зрения фуллерены представляют собой практически идеальные шарики, которые удерживают свою форму силами Ван-дер-Ваальса.
История открытия фуллеренов такова. Сначала они были предсказаны теоретически и лишь через 20 лет, в середине 60-х годов XX века, обнаружены экспериментально.
Следует отметить, что С>60 — это далеко не единственный представитель фуллеренов. Известны и другие углеродные молекулы в форме выпуклых многогранников, образующиеся при испарении графита в атмосфере гелия.
В 1997 году за изучение этих структур американские исследователи Р.Е. Смолли, Р.Ф. Керл и Г. Крото были удостоены Нобелевской премии по химии. А немногим ранее, в 1993 году, ученые открыли самые маленькие в мире одностенные углеродные нанотрубки диаметром от 1 нм. Они представляют собой структуру углерода толщиной в один атом, которая сама собой при создании определенных условий сворачивается в трубку.
Мир наноструктур поражает необычностью и многообразием форм.
Кроме углеродных нанотрубок, в природе существуют еще трубки на основе нитрида бора (BN) и некоторых других соединений. Свойства углеродных и неуглеродных одностенных нанотрубок до конца еще не изучены, а исследователи уже придумали способ, как расширить и значительно модифицировать их ряд. Для этого достаточно заполнить пустоту «цилиндра» каким-либо химическим соединением. В настоящий момент разработаны методики «вливания» простых и сложных соединений в виде раствора или расплава во внутренний канал трубок. В таком канале удалось поместить даже цепочку из молекул фуллеренов, получив так называемые «стручки», причем при 1200 °C «горошины» срастаются с образованием еще одной нанотрубки!
ИНФОРМАЦИЯ
НА СМЕНУ «МЕТЕОРАМ» коллектив Зеленодольского судостроительного завода (Татарстан) построил два скоростных судна для Красноярского речного пароходства, сообщил генеральный директор предприятия Сергей Ильин.
Теплоходы А-45-1 «Лена» отправлены своим ходом по Волге и другим рекам до Архангельска, а затем по Северному Ледовитому океану — до Енисея. Несмотря на сильное течение на Енисее, скорость которого доходила до 12 км/ч, новинки показали хорошие ходовые качества.
«Лена» — судно нового поколения, предназначенное для замены устаревших «Метеоров». Оно способно перевозить до 100 пассажиров на расстояние до 650 км без заправки со скоростью 75 км/ч.
Впервые в мировой практике пассажирский теплоход вместо винтов укомплектован двумя водометными движителями, которые позволили повысить скорость и увеличить стойкость судна.
Еще одно преимущество «Лены», спроектированной в «Дизайн бюро Агат» (Санкт-Петербург), — с полным грузом она имеет осадку всего 90 см, то есть на целый метр меньше, чем у «Метеора». Эго позволяет вести навигацию на реках, где встречаются опасные пороги. К тому же теплоход может причаливать прямо к берегу.
«ЧЕРНЫЙ ОРЕЛ» — ВОЕННАЯ ХИТРОСТЬ? «Уникального танка «Черный орел», якобы разработанного в 90-е годы Омским конструкторским бюро транспортного машиностроения, в Российской армии на самом деле нет и не было, — заявил недавно представитель военно-научного комитета Главного автобронетанкового управления Минобороны РФ полковник Владимир Войтов. — Это всего лишь макет боевой машины»…
