Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Человек-Паук взбирается на стену.
Так Человек-Паук перемещается по городу.
Структура из нанотрубок, полученная исследователями из Rensselaer Polytechnic Institute.
Волокно из углеродных нанотрубок, созданное в Техасском университете.

Нанотехнологии сделают Человека-Паука реальностью

Ключевые слова:  материаловедение, наноструктура, нанотехнология, нанотрубки, новый материал, периодика, технология, углеродные нанотрубки, углеродный материал

Автор(ы): Кушнир Сергей Евгеньевич

Опубликовал(а):  Кушнир Сергей Евгеньевич

27 апреля 2007

Представьте себе, что вы стали обладателем настоящего костюма Человека-Паука. Перчатки и ботинки позволяют вам взбираться на стены и лазить по потолку, а липкая шёлковая нить – перемещаться между зданиями. Мечта может стать ближе к осуществлению благодаря идее Nicola Pugno из Политехнического университета Турина (Polytechnic University of Turin) в Италии, который предложил принципиальную схему «липких» материалов и «паучьего шелка» на основе углеродных нанотрубок.

Попытки разработать материал, прилипающий к любой поверхности, были направлены на имитацию поверхности пальцев геккона. Эта рептилия может висеть вниз головой на потолке, прицепившись к нему всего лишь одним пальцем ноги! Это происходит из-за того, что его пальцы покрыты миллионами микроскопических щёточек, каждая из которых состоит из крошечных эластичных волосков. Каждый волосок притягивается к поверхности за счёт межмолекулярных сил, эти силы и позволяют геккону свободно удерживаться и перемещаться по гладким вертикальным поверхностям. Прочность сцепления пальцев геккона с поверхностью составляет около 10 Н/см2.

Исследователи уже создали наноструктуру из углеродных нанотрубок, имитирующую описанные волоски, и обладающую схожими свойствами (сила сцепления до 11.7 Н/см2). Однако, эту структуру не получается увеличить до размера, пригодного для жизни «супергероя». При увеличении площади контакта необходимо увеличивать и длину нанотрубок, для поддержания эффективного взаимодействия с поверхностью. Однако, если просто сделать более длинные нанотрубки, то они начинают прилипать друг к другу, а не к поверхности. Для того, чтобы человеку весом 70 кг висеть на потолке на одной ноге (площадь контакта около 200 см2), подобно тому как это делает геккон, сила сцепления должна быть всего 4 Н/см2. В то время как теоретически сила сцепления ограничивается значением 500 Н/см2!

В статье, которая будет опубликована в Journal of Physics: Condensed Matter, Pugno показывает, что секрет разработки эффективных «липких» материалов заключается в создании «иерархической структуры». Т.е. длинные «толстые» нанотрубки должны завершаться разветвлением на короткие «тонкие» нанотрубки. Это, с одной стороны, обеспечит хороший контакт с поверхностью, а с другой стороны, предотвратит слипание нанотрубок между собой. Исследователи из Ренсселеровского политехнического института (Rensselaer Polytechnic Institute) в Трое, Нью-Йорк, уже создали подобную структуру из углеродных нанотрубок.

Кроме «липкого» материала «супергерою» понадобятся и лёгкие прочные канаты – «паучий шёлк». Исследователи из Университета Техаса уже научились делать волокно из углеродных нанотрубок. Пока такое волокно имеет длину в 1 метр, но скоро станет возможным снять это ограничение.

Каждая нанотрубка невидима, поскольку она гораздо меньше, чем длина волны света. Pugno считает, что пропустив нанотрубки через отверстия специальной пластины, позволяющей отделить волокна друг от друга, можно добиться невидимости всего каната. В конце каждого волокна, проходящего через пластинку, может быть создана разветвлённая структура волосков, позволяющая прикрепляться к поверхности. Тогда останется только создать специальное устройство для «стрельбы» таким канатом.

Stefano Mezzasalma из Университета Триеста (University of Triest) в Италии считает, что описанный подход даст результат: "Первый прототип костюма Человека-Паука, возможно, будет готов в течение десятилетия или около того".


В статье использованы материалы: Journal of Vacuum Science & Technology B, Nature, NewScientistTech, Science, Перст


Средний балл: 7.8 (голосов 9)

 


Комментарии
Гольдт Илья Валерьевич, 28 апреля 2007 09:34 
Сергей Евгеньевич отжег, респект

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Одноэлектронный транзистор
Одноэлектронный транзистор

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.