Новая технология позволяет получать из нанотрубок сверхпрочные волокна в сотни метров длиной.
Эта трубка 40 мкм в диаметре построена из сплетения более тонких нанотрубок
Об удивительных свойствах нанотрубок рассказывать можно долго. Это и поразительная прочность, и небывалая легкость, и хорошая электропроводность, и дешевизна. Делать из них провода было бы просто замечательно. Однако пока технологии манипулирования этими крохотными, в общем-то, структурами остается на начальных шагах развития, и выстроить их в более-менее длинные упорядоченные волокна не удавалось.
Лишь использование сверхкислоты позволило добиться этого – получить из нанотрубок тонкие, необычайно прочные и экономичные провода подходящей для практического использования длины.
До сих пор попытки изготовить такие волокна состояли в том, чтобы из раствора, в котором синтезируются нанотрубки, вытягивать их, наматывая на шпиндель, как пряжу на веретено, или вытягивая их из твердого спутанного клубка трубок. А ведь чем более упорядочена структура из нанотрубок, тем лучше проявляют они свои полезные свойства. Ученые во главе с Маттео Паскуали (Matteo Pasquali) пошли собственным путем.
Они решили вытягивать нужные им волокна не из готовых твердых форм нанотрубок, а из раствора. Действительно, нанотрубки потому так и называются, что имеют форму длинных полых вытянутых труб, которые в достаточно спокойном течении жидкости выстраиваются вдоль него, как бревна на реке при сплаве. Проблема в том, что углеродные нанотрубки не смешиваются ни с одним из доступных растворителей.
Но несколько лет назад было замечено, что нанотрубки смешиваются и переходят в раствор концентрированной серной кислоты: она покрывает поверхность трубки положительно заряженными ионами, позволяя ей взаимодействовать с окружающей полярной средой.
На детальное изучение этого вопроса и разработку технологии ученым понадобилось 5 лет. Лишь теперь они могут сказать, что неплохо разобрались в процессе растворения нанотрубок, знают, как при этом контролировать и предсказывать их поведение. Обнаружилось, в частности, что в суперкислотах нанотрубки растворяются в тысячу раз эффективнее, чем в любом другом растворителе.
Из этого раствора ученым удалось в буквальном смысле слова выдавить волокна из нанотрубок толщиной около 50 мкм и длиной в сотни метров. Теоретически, на длину таких структур ограничений нет – и при необходимости их можно будет получать километрами. Например, чтобы использовать в качестве троса для космического лифта (Далее: «Лифт заработал»). Впрочем, остается главная проблема: пока не существует технологии получения достаточно качественных (и длинных) нанотрубок в промышленных масштабах.
По сообщению MIT Technology Review
Добавлено: 20.11.09
Источник: http://www.popmech.ru/article/6213-nanovolokno/
______________________________________________________________
ЛИФТ ЗАРАБОТАЛ: ПРОЕКТ НА МИЛЛИОН (ПОЧТИ)
Впервые прототипу космического лифта удалось подняться на достаточную высоту по тросу, используя энергию лазера.
Пока что космический лифт остается фантастикой
Построение «космического лифта» - тонкого, но прочного троса, который соединил бы поверхность Земли с орбитой, совершило бы революцию в освоении космоса. Интересно, что его не понадобится крепить вверху к чему-нибудь прочному: центробежная сила, возникающая от вращения планеты, удержит трос лучше любой платформы или крюка. А подъем грузов по такому лифту будет стоить сущие копейки, хотя сооружение самой установки и обойдется, судя по всему, отнюдь не дешево.
Впрочем, главные препятствия для создания подобного инженерного чуда – отнюдь не финансовые, а технологические. Помимо создания новых материалов, требуется разработать подходящую систему самого подъемника, начиная от энергообеспечения и заканчивая движущим механизмом.
Чтобы стимулировать разработки в этой области, NASA предложило 2-миллионный приз, который получат победители конкурса Power Beaming Challenge. В рамках его на скорость подъема по вертикальному тросу состязаются прототипы космических лифтов, приводимые в движение энергией, которая должна передаваться без проводов.
Соревнования эти проводятся ежегодно уже с 2005 г., и лишь в нынешний раз у них появился победитель. До сих пор ни одному проекту не удавалось даже уложиться в минимальное время, объявленное организаторами соревнований. Напомним, что условия их мы уже объясняли в статье, посвященной команде, которая парой лет до того чуть-чуть не дотянула до заветной награды («Лифт не работает») – на высоту 100 м надо подняться примерно за 50 с (скорость подъема должна составлять около 2 м/с). Теперь же это удалось, а значит – фантастический проект космического лифта стал на шаг ближе к реальности.
Победителем стала американская компания LaserMotive. Как и другие аппараты, участвовавшие в конкурсе, ее проект получает энергию через солнечные батареи, подсвечиваемые с земли мощным инфракрасным лазером. На прошлой неделе этот прототип лифта с успехом вскарабкался на 900-метровый трос, свешенный с борта зависшего грузового вертолета.
На подъем ему понадобилось около 4 минут: средняя скорость составила 3,7 м/с – более того, на повторной демонстрации аппарат продемонстрировал скорость подъема уже 3,9 м/с. На фоне полной неудачи, которая ждала обе конкурирующие команды, участвовавшие в демонстрации и не сумевшие даже и просто взобраться на нужную высоту, проект LaserMotive выглядит более чем достойным победителем – и принес своим создателям 900-тысячную часть приза от NASA.
Куда же делись оставшиеся 1,1 млн, выделенные в качестве награды? Заполучить их сложнее – по условиям соревнований, их получит проект, который сумеет достичь скорости подъема больше 5 м/с. А будет ли лифт – даже неважно: созданные в процессе технологии беспроводной передачи энергии пригодятся в любом случае.
По информации New Scientist Space
Добавлено: 10.11.09
Источник: http://www.popmech.ru/article/6178-lift-zarabotal/
Свежие комментарии