УГЛЕРОД И НАНОТЕХНОЛОГИИ БУДУЩЕГО

Стародубцев Д.Н.

Руководитель — Волынская В.Г.

Донецкий национальный технический университет, г. Донецк

Источник: Тезисы докладов межвузовской студенческой конференции «Физика и научно-технический прогресс». — Донецк, ДонНТУ — 2006, с. 74.

Наука не стоит на месте. Появляются сканирующие микроскопы, в которых датчиком наблюдательного устройства является остро заточенная игла, перемещающаяся над изучаемой поверхностью и реагирующая на изменение силы притяжения к её атомам или молекулам. Их разрешающая способность может составлять уже сотые доли нанометра. Наблюдения структур с масштабами порядка нанометра и менее делает возможным конструирование сверхминиатюрных электронных устройств. Роль проводов в подобных структурах выполняют химические связи, а элементами таких „молекулярных компьютеров" становятся соединённые этими связями фрагменты молекул. Нанометрия становится основой будущей технологии — нанотехнологии двадцать первого столетия.

Среди объектов нанометрового масштаба (а это нанокристаллические ферромагнитные сплавы, фуллерены нанокомпозиты, тонкопленочные структуры и т.д.) углеродные нанотрубки привлекают последние годы большое внимание специалистов, поскольку обладают особым сочетанием параметров и отличаются проявлением ряда новых физических эффектов.

Открыты они недавно: менее 15 лет назад. В 1991 году японский исследователь С. Иджима наблюдал с помощью электронного микроскопа сажу, образующуюся в результате распыления графитов в плазме электрической дуги, с целью получения фуллеренов. В ней он обнаружил тонкие цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких нанометров и длиной до нескольких микрометров. Они представляли собой один или несколько свернутых в трубку графитовых слоев, торцы которых имели полусферическую головку. Теперь их называют углеродными нанотрубками.

Лаборатория нобелевского лауреата в области химии 1996 года Ричарда Смоли приступила к реализации четырехлетнего проекта по созданию прототипа собранного на нанотрубках «квантового» провода. Кабели, изготовленные из квантовых проводов, должны иметь гораздо лучшую проводимость, чем медные. Кроме того, более низкий вес и большая прочность этих проводов позволят устанавливать на существующих опорах линий высоковольтных передач кабели большего сечения и мощностью, в десятки раз превышающей мощность тяжелых и неэффективных, армированных сталью алюминиевых кабелей, которые используются в сегодняшней устаревшей электроэнергетической системе.