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

 

Вольфрамовый зонд
Вольфрамовый зонд

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Итоги Менделеевского Года
28 ноября в Фундаментальной библиотеке МГУ состоялось торжественное закрытие Международного года Периодической таблицы химических элементов Д.И.Менделеева.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.