УГЛЕРОДНЫЙ ВОЛОС ПОДНИМЕТ... АВТОМОБИЛЬ

Представим подъемный кран, у которого вместо массивного стального троса — ниточка не толще рыболовной лески. Поднять он сможет разве что связку воздушных шариков. Но именно такие чудные краны, поднимающие на "нитках" из углеродных нанотрубок бетонные блоки и стальные агрегаты, наверняка можно будет увидеть в будущем. Впрочем, как и лекарства, которые после приема смогут сами находить больной орган и лечить его, саморегулируя дозу. Или датчики, незаметные глазу, для определения уровня сахара в крови у диабетиков. Или миниатюрный компьютер размером со спичечную головку.

Все это стало возможным благодаря открытию нового типа вещества — углеродных нанотрубок. Они в 100 раз прочнее стали, но самые длинные из них пока около миллиметра. Ученые регулярно увеличивают длину нанотрубок. И скоро планируют сделать тот самый углеродный "волос", способный удержать в воздухе, для начала хотя бы пианино. Из таких "волос" можно сделать любые весы — от микрограммовых до автомобильных.

Нанотрубки не просто прочны как алмазы, они, к тому же, в сотню раз лучше металлов проводят ток и тепло, могут быть проводниками, диэлектриками и даже сверхпроводниками. Уже известно: прямые нанотрубки — проводник, а изогнутые — полупроводник. Этим вдохновились электронщики и сделали на их основе сверхтонкие, суперлегкие и экономичные дисплеи. Транзисторы на нанотрубках в 500 раз меньше нынешних, батареи для мобильников — в десятки раз.

А есть у нанотрубок еще и способность втягивать в себя жидкости, газы и выпускать их в определенных условиях. И ученые предложили делать из них "наноконтейнеры" для хранения опасных веществ. Тогда вместо тяжеленного, громоздкого и опасного баллона с хлором или водородом — полиэтиленовый пакет с безвредным, похожим на уголь порошком и надписью "Хлор. Высвобождается при нагреве до 70 градусов". Таким же милым и безвредным окажется и черный порошок с надписью: "Синильная кислота! Рекомендуется беречь от детей!" Примерно также можно будет "упаковывать" взрывоопасные газы, токсичные вещества и, самое важное, лекарства. Конечно, пока что хлор, а тем более цианиды, перевозят в спецтаре под тройным присмотром, а химико-радиационное загрязнение земли остается навечно. Но прогресс идет вперед, и до наноконтейнеров мы наверняка доживем. Тем более, что первый шаг сделан нашими соотечественниками. Они предложили интересную технологию модифицирования нанотрубок.

Кстати, в Украине лишь немного исследователей, чьи работы цитируются в ведущих мировых изданиях. Одна из таких "мировых украинских единиц" — кандидат химических наук Тарас Громовой, сотрудник Института химии поверхности.

— Хотите увидеть "таинственные трубки"? Вот они! — Тарас Юрьевич поднялся с мягкого кресла положил на стол пробирки с черным порошком. — Эти стоят 2 доллара за грамм, а эти — уже сто, хотя с виду никакой разницы. Это потому, что цена зависит от чистоты материала, и в процессе очистки возрастает от 2 долларов за грамм при 90% чистоты до 1000 долларов при 99%. Углеродные нанотрубки — это еще одна форма углерода, знакомого нам, как сажа, алмаз и графит. Но если графит — это наложенные друг на друга слои атомов, собранных в шестиугольники, алмаз формирует каркас напободие "пирамид", то нанотрубки — это трубчатые структуры, этакие тончайшие "макаронины" длиной около миллиметра и толщиной стенок в один углеродный атом. Получаются "самые тонкие в мире стены" — каждый их атом находится на поверхности. Диаметр их — около полутора нанометра. Чтобы понять как это мало, представьте: если увеличить диаметр нанотрубки до диаметра 5-копеечной монеты, то у монеты при таком увеличении он вырастет до расстояния между Одессой и Киевом!

Тарас Громофой создает наноконтейнеры для лекарств, взрывчатых и вредных веществ. Для этого надо научиться их обрабатывать — модифицировать, чтобы, грубо говоря, к ним "прилипало" только нужное вещество и чтобы "отлипало" в нужных условиях.

— Заманчива перспектива использования полости нанотрубок, — говорит ученый. — Создавая различную структуру полости можно регулировать поступление и высвобождение вешеств из трубок-контейнеров. Этим и занимается наша украинско-мексиканская группа. Мы плодотворно сотрудничаем с профессорами Владимиром и Еленой Басюками из Мексиканского Национального Университета в Мехико. Важно, что все предложенные нами методы обработки нанотрубок — экологически чистые химические технологии.

Хотя нам и даже странам ЕС еще далеко до ведущих центров США, Китая, Японии.

— Специализированные журналы в области нанонаук появились лишь 4 года назад, — рассказывает Тарас Юрьевич. — Научная литература по этой тематике устаревает буквально за год-два. Но в наших библиотеках ни новых ни старых изданий не найти. Нам помогают быть в курсе мексиканские коллеги.

— В изданной в США Наноэнциклопедии в статьях по химии и синтезу углеродных нанотрубок, не процитирована ни одна работа, изданная в СНГ, — говорит нам профессор Басюк, — Но в Украине есть потенциал. Есть и более важная вещь, которой нет даже в Мексике — база для внедрения в производство наноэлектронных устройств.

Успехи в области нанонаук зависят от уровня финансирования. Но денег, выделяемых на эти задачи, крайне недостаточно. И после выборов ситуация не улучшается, а ухудшается — ведь финансирование науки урезано на 15%. Этим закладывается мина замедленного действия под наше будущее.


КСТАТИ
Что такое "нано"? — это миллиардная доля. Нанометр — миллиардная доля метра, или миллионная миллиметра. Наноструктуры имеют совсем непохожие свойства, чем наши, обычных размеров. К примеру, в нано-канале капля воды не замерзнет ни при какой температуре. Или наоборот, будет льдом даже в теплую погоду. Или стеклянное нановолокно – не бьется, а гнётся. Нанопорошки похожи скорее на жидкости. Углеродные нанотрубки – не ломаются, а перестраиваются.