Нанотехнологии
Википедия
Нанотехнологии
Нанотехнология представляет собой междисциплинарную область прикладной и фундаментальной науки и техники, которая имеет дело с совокупностью теоретическог... читать далее »
Новости Нанотехнологий
23.10.2013 17:46
Найден простой способ создания наноалмазов при комнатной температуре. Нанотехнологии.
Сказать, что наноалмазы — интересный материал, значит — сильно преуменьшить. Дело не только в том, что они твёрже алмаза и имеют сходные параметры прочности (при большей стойкости к износу).
Вот главная тонкость: с их помощью можно создавать наноповерхности, механические характеристики которых в принципе нереализуемы для обычного алмаза.
Схема экспериментальной установки (здесь и ниже иллюстрации Kumar et al.).
Как вы уже догадались, небо вокруг не в наноалмазах не только потому, что они очень маленькие, но и в силу далёкого от простоты техпроцесса получения. Берёте фуллерен (тоже непрост и недёшев) и сжимаете его до десятков гигапаскалей, а то и нагреваете до тысяч кельвинов... Трудно представить, что так можно поиметь нечто с умеренной стоимостью. Даже использование графита не меняет ситуацию, поскольку требует взрывных процедур, позволяющих достичь нужных давлений и температур.
Но чу! Материаловеды из Западного резервного университета Кейза (США) попробовали получить наноалмаз, по сути, при комнатной температуре (много ниже 100 °C) из... обычнейшего этанола, служащего в данном случае источником углерода. И ведь получилось.
«Это несложный процесс: пары этанола при комнатной температуре и давлении превращаются в алмазы, — доходчиво повествует ведущий автор исследования Мохан Санкаран (Mohan Sankaran). — Мы пропускаем газ через [аргоновую] плазму, добавляем водород [для предупреждения возникновения дефектов в итоговых алмазах], и оттуда выходят алмазные наночастицы. Собрать такую установку можно почти в любой лаборатории».
Что особенно важно, низкая температура процесса (применяемая микроплазма сравнительно холодна) позволяет не плавить пластиковые поверхности, но создавать на них наноалмазы. То есть возможно получение пластиков с алмазным покрытием, при этом сравнительно недорогим и исключительно устойчивым к износу.
Наконец, сообщается, что осаждение наноалмазов из паров этанола протекает спокойно и даёт наноалмазы весьма близких размеров — 2–5 нм, что резко отличается от выхода обычных методов, когда из-за варьирующихся давлений и температур в разных точках камеры получаются алмазы разнообразных размеров и форм, которые потом приходится долго сортировать.
Как подчёркивают авторы, помимо износостойких пластиковых поверхностей, гибкой электроники и новых имплантатов, их способ поможет в понимании процессов, происходящих в далёком космосе. И холодная плазма, и водород, и даже спирты часто встречаются в этих небесных высях, что (с учётом описанного выше метода получения наноалмазов) может говорить в пользу именно такого сценария образования экзотического на Земле и часто наблюдаемого в космосе лонсдейлита (гексагонального алмаза). Именно он был вторым по распространённости видом алмазных кристаллов, полученных экспериментаторами (а впереди — обычный кубический кристалл с выходом около 50%).
При такой температуре даже банальный пенополистирол не успеет разложиться. Словом, путь к нанесению наноалмазов по выходу из реактора на любые поверхности объявляется открытым!
Сегодня материаловеды работают над масштабированием своей технологии и вариантами её коммерциализации, причём речь идёт не только о промышленном применении. Так, наноалмазы уже показали себя при доставке лекарств к раковым клеткам. В отличие от других «перевозчиков», они не вызывают защитной реакции организма, которая чаще всего сводит на нет химиотерапию, оттого их таланты могут иметь здесь огромное значение. Причём в самом обозримом будущем.
Источник