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

 

Благородные опалы: бублик и стручок
Благородные опалы: бублик и стручок

XVI Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов "Физико-химия и технология неорганических материалов"
С 1 по 4 октября 2019 года в г. Москве в Институте металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук состоится ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов "Физико-химия и технология неорганических материалов".

Студенты кафедры РЛ-2 МГТУ им. Баумана в гостях у НТ-МДТ Спектрум Инструментс
Видеоотчет об экскурсии студентов МГТУ им. Баумана в НТ-МДТ Спектрум Инструментс

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Новые наноматериалы для восстановления костей. Непростые отношения графена и воды. Борнитридные наноленты с реконструированными краями. Термоэлектричество и азафуллерены. Борщ и блины как материалы в экстремальных условиях.

Новые гибридные перовскитоподобные материалы для солнечной энергетики
Тарасов Алексей Борисович, Постнаука
Как сохранить энергию солнца или ветра? Как может измениться стационарная энергетика в будущем? В проекте «Мир вещей. Из чего сделано будущее» совместно с Фондом инфраструктурных и образовательных программ (группа РОСНАНО) Постнаука рассказывает о последних открытиях и перспективных достижениях науки о материалах.

Материалы к защитам квалификационных работ бакалавров на ФНМ МГУ в 2019 году
Коллектив авторов
4-7 июня 2019 г. (11-00) в аудитории 221 корпуса Б пройдут защиты ВКР бакалавров ФНМ МГУ.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2019 году
Семенова Анна Александровна
21-24 мая 2019 года в лабораторном корпусе Б пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками ФНМ МГУ.

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.