Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1. Возможные типы движения внешних слоев нанотрубки относительно фиксированных внутренних слоев
Рис. 2. Схематическое представление конструкции наномоторчика на основе разработанных наноподшипников

Серийное производство наноподшипников

Ключевые слова:  нанотрубки, периодика

Опубликовал(а):  Зайцев Дмитрий Дмитриевич

20 июня 2007

В настоящее время внимание исследователей в области нанотехнологий привлечено к разработке так называемых наноэлектромеханических систем (НЭМС). Эти устройства нанометрового размера, осуществляющие преобразование механической нагрузки в электрический сигнал и обратно, рассматриваются в качестве основы будущих нанороботов, а также систем обработки, записи и передачи информации. В отличие от современных устройств подобного назначения, описываемые системы включают в себя элементы нанометровых размеров и потому обладают на порядки более высокой информационной емкостью и удельной скоростью обработки информации. Одним из элементов НЭМС является наноподшипник на основе многослойной углеродной нанотрубки (УНТ). В то время как внутренний слой этой нанотрубки закреплен на неподвижной оси, внешние слои благодаря слабому взаимодействию между слоями могут вращаться относительно этой оси в результате воздействия электрического поля на прикрепленную к ним металлическую пластинку. Подобная конструкция описана и испытана достаточно давно (2000 г.), однако до сих пор она не получила массового распространения, что связано с чрезвычайными техническими трудностями при манипуляциях с объектами нанометровых размеров.

Недавно благодаря усилиям, предпринятым в одном из научных институтов Швейцарии (A Subramanian et al. Nanotechnology 18, 075703 (2007)), был достигнут определенный прогресс на пути создания серийного производства наноподшипников. Важнейшей при изготовлении наноподшипника является процедура заострения многослойной УНТ, в результате которой с нанотрубки в области ее наконечника удаляется некоторое количество внешних слоев. Это придает нанотрубке форму телескопической антенны или удочки, внутренние слои которой могут вытягиваться либо фиксироваться, в то время как внешние слои свободно вращаются вокруг своей оси. С целью реализации указанной процедуры на кремниевую подложку методом электронно-лучевой литографии с помощью резиста на основе полиметилметакрилата наносятся наноэлектроды, состоящие из слоя хрома толщиной 15 нм и слоя золота толщиной 45 нм. Наноэлектроды шириной 300 нм, отстоящие друг от друга на расстояние 350 нм, покрывают изолирующим слоем оксида толщиной 500 нм. Многослойные УНТ, полученные стандартным электродуговым методом, наносят в виде суспензии в этаноле на наноэлектроды, после чего покрывают сверху слоем хрома толщиной 15 нм и слоем золота толщиной 45 нм. Это приводит к образованию наноструктуры, обработка которой методом электрического пробоя в воздухе позволяет получить желаемую решетку наноподшипников. Указанный метод основан на явлении испарения внешних слоев многослойной нанотрубки в результате пропускания через нее некоторого, достаточно высокого электрического тока.

При этом важно подобрать величину тока таким образом, чтобы, с одной стороны, удалить нужное число слоев нанотрубки, а с другой стороны – предотвратить её полное термическое разрушение. Многочисленные эксперименты показывают, что при напряжении 2,5 В оптимальная величина тока через нанотрубку, удовлетворяющая указанным требованиям, составляет около 1 мА. Возможные типы движения внешних слоев нанотрубки относительно фиксированных внутренних слоев показаны на рис. 1. На рис. 2 схематически представлена конструкция наномоторчика на основе разработанных наноподшипников. Пластинки, прикрепленные к внешним слоям нанотрубки, вращаются независимо под действием независимых источников вращающегося электрического поля.

А.В. Елецкий


Источник: ПерсТ



Комментарии
Shvarev Alexey Y, 21 июня 2007 01:31 
Сообщаю секрет государственной важности: как сделать линейный наноподшипник. Мы потратили три года и два миллиона тугриков на разработку и изготовление опытного образца. Итак: берете лист бумаги, карандаш, проводите линию. Готово! Нонослои-слои нано-графита нано-скользят практически без нано-трения относительно друг друга. Можно поставить нано-робота на нано-лыжи или нано-коньки и пускай двигается.

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

 

Наноуглеродные материалы
Наноуглеродные материалы

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.