Применение углеродных нанотрубок: от военной формы до микропроцессора
Углеродные нанотрубки в будущем будут применяться довольно широко. Уже сейчас ученые в своих исследовательских лабораториях проводят целый ряд успешных опытов. Взять хотя бы материал из нанотрубок, который придумали ученые из Lawrence Livermore National Laboratory. Пока это на стадии разработок, но созданные опытные образцы оказались удачными.
Новейшая разработка для военной формы
Из новой ткани, удивительной по своим свойствам, планируется шить военную форму. Преимущества нового материала очевидны. Ткань будет отталкивать биологические и химические вредные вещества и, тем самым, надежно защищать человека от их отравляющего воздействия на кожу.
Но самое интересное заключается в том, что такая униформа будет самостоятельно реагировать на происходящие в окружающей среде изменения. При химической или биологической угрозе одежда сама примет защитные меры: станет воздухонепроницаемой. Это стало возможным, благодаря внедрению новых технологий – применению углеродных нанотрубок.
Углеродные нанотрубки это свернутые графитовые плоскости цилиндрической формы. Поверхность всей нанотрубки представляет собой множество правильных шестиугольников с атомами углерода на вершинах, как это показано на картинке. Нанотрубки могут быть однослойные и многослойные. А их физические свойства напрямую зависят от способа сворачивания. Новые технологии позволяют сплетать нанотрубки в нити, длина которых не имеет ограничений. А уже из таких нитей создается ткань.
Поры дышащих мембран материала сделаны из широких вертикальных углеродных трубок. Под действием специального защитного слоя их поверхность трансформируется и становится непроницаемой для химикатов. Противохимический агент, запускаясь на поверхности мембраны, блокирует проникновение сквозь одежду любых отравляющих газов. Камуфляж в таком защитном состоянии сможет сбрасывать загрязненный верхний слой. То есть ткань будет отслаиваться под действием химических веществ, и тем самым будет блокировать их проницаемость. Но при этом одежда будет «дышать».
Кроме того, как заверяют создатели, ткань из углеродных нанотрубок должна обладать повышенной прочностью и электропроводностью. Другая весьма интересная особенность: довольно необычный глубокий черный цвет, который сможет поглощать широчайший спектр излучений: это и ультрафиолетовые лучи, и радиоволны.
Может это звучит слишком громко, но ученые называют новую одежду второй кожей человека. Умная инновационная ткань сама определит степень химической или биологической угрозы. Она сможет блокировать действие нервнопаралитических газов, иприта, токсинов, например, стафилококкового энтеротоксина, биологических спор сибирской язвы и других.
Применение нанотрубок для армейской техники
Углеродные нанотрубки имеют довольно широкий диапазон применения. Профессор Джей Го создал покрытие-невидимку для военной техники. В лабораторных условиях на поверхностях нескольких трехмерных конструкций он вырастил множество вертикальных нанотрубок. Это покрытие создавало совершенно ровную черную поверхность, которая на черном фоне абсолютно неразличима. Главное преимущество такой поверхности в том, что она не отражает и не рассеивает свет.
Джей Го говорит, что если такое покрытие применить, например, для самолета, то радарные радиоволны будут полностью ним поглощены, а самолет станет невидимым. Особенно вечером или ночью. На радарах вместо самолета будет видна разве что непонятная черная дыра.
Другие исследователи предлагают использовать эту технологию, создающую иллюзию невидимости, для танков и атомных субмарин. Но пока это только теории и предположения, не выходящие за рамки лабораторий. Углеродные нанотрубки требуют дальнейшего глубокого изучения.
Микропроцессоры из углеродных нанотрубок
Ученые давно ищут способ преодолеть проблему перегрева оргтехники, физический предел которой ограничен и скоро будет достигнут. В первую очередь это касается компьютеров и планшетов, которые и так выделяют значительное количество тепла. Исследователями был найден выход в применении углеродных нанотрубок. Они смогут пропускать через себя большое количество тепловой энергии. Ученые поясняют это тем, что их теплопроводность выше разных естественных материалов, в том числе и алмаза. У группы физиков из Национальной лаборатории имени Лоуренса получилось достичь уменьшения теплового сопротивления нанотрубок и увеличения теплового потока в шесть раз.
На данный момент эта технология дорабатывается до совершенства. Исследователи решают целый ряд проблем, среди которых выращивание вертикальных рядов нанотрубок на кремниевых подложках чипов.
