Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Автор (старший) :-))

НАНОЗНАЙКА: Что такое «Нанотрубка»? (основано на реальных событиях)

Ключевые слова:  Интернет-олимпиада, Наноазбука

Автор(ы): Максимкина Елена Ивановна

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

18 апреля 2009

Предлагаем Вашему вниманию самые оригинальные работы конкурса Нанознайка, организованного в рамках Третьей Всероссийской Интернет-олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в Будущее" факультетом наук о материалах МГУ им.М.В.Ломоносова. Автор: Максимкина Елена Ивановна

Однажды вечером ко мне подошла моя девятилетняя сестра и спросила: «Лен, а что такое нанотрубка?» Я задумалась. Как объяснить ребенку понятно, что это «протяженная цилиндрическая структура, состоящая из множества атомов углерода…» ?! Я попросила у сестры время подумать хотя бы час. Она охотно согласилась, и убежала смотреть мультики, будто и перестала интересоваться. Но ровно через час она вернулась и вновь потребовала объяснений. В течение моего часа я не стала терять время и залезла в интернет. Но, к сожалению, мне так и не попалось на глаза ни одного простого и понятного объяснения. Тогда я взяла бумагу, карандаш,.. и к тому моменту, как сестра вернулась, я уже была во всеоружии.

-Так что такое нанотрубки? – настойчиво повторила она свой вопрос.

- Ну, смотри и слушай! Если что-то будет непонятно, спрашивай!

И я начала свой рассказ.

- Когда еще тебя не было на свете, а именно в 1991 году, жил-был один Учёный. В один прекрасный день, изучая результаты своего опыта по распылению графита, с помощью микроскопа он обнаружил в темном осадке, помимо сажи, маленькие «трубочки», которые потом и назвали таким необычным именем – «НАНОТРУБКИ»

- А что такое «графит?»

- Графит? На самом деле, ты пользуешься графитом каждый день! Не веришь? Смотри: ведь часто вы в школе рисуете простым карандашом? Так вот: грифель карандаша состоит из графита!!

Но вернемся к рассказу: наш учёный был очень удивлен! Да и было чему удивляться: его крошечные трубочки обладали такими свойствами, какими далеко не каждое вещество обладает!! Они были легче дерева, прочнее стали, могли быть проводниками (проводить электрический ток), а могут – диэлектриками («непроводники»), кроме всего, обладают капиллярным эффектом. И это далеко не все важные свойства нанотрубок!!

- А как же они могут быть прочными, если состоят из графита? Ведь грифель карандаша сломается, если на него посильнее надавить!

- Графит – материал, состоящий из множества слоёв. Один слой графита называется графеном. Но эти слои настолько удалены друг от друга, что графит не может быть прочным. А если взять один слой графена и «свернуть» его в трубочку, то эта конструкция приобретает просто потрясающие свойства!

- А как связаны НАНОтрубки с НАНОтехнологиями?

- Хороший вопрос, спасибо! Нанотехнологии занимаются исследованием объектов, не превышающих 100 нанометров хотя бы в одном из измерений. Нанотрубки бывают в диаметре от 1 до нескольких десятков нм. То есть, они как раз попадают под область исследования нанотехнологий!

Нанотрубки бывают однослойные и многослойные. Здесь все ясно из самого названия – либо один слой графена, либо несколько. Надо сказать, что внутри нанотрубка пустая. И заканчивается она с двух сторон полусферической головкой (напоминает половинку футбольного мяча – тоже состоит из пяти- и шестиугольников.)

- А зачем вообще нужны эти нанотрубки?

- Благодаря своим уникальным свойствам нанотрубки могут найти (и уже находят) много применений. Обладая хорошей электропроводимостью, они могут использоваться в качестве проводов для различных приборов, в качестве элементов для компьютеров (вместо существующих кремниевых). Нанотрубки в 5 раз прочнее стали, а еще нанотрубки не ломаются, а лишь перестраиваются! При этом они тоже начинают проявлять необычное свойство – они становятся «гетероструктурой» ..

- Гетеро.. чем?

- Гетероструктурой! Одна половинка «согнутой нанотрубки становится металлом, другая – полупроводником, такая конструкция найдет множество применений в тех же компьютерах! Кроме структуры «металл + полупроводник», может образовываться стык двух полупроводников – так называемый «нанотранзистор»

Так же, одно из наиболее перспективных использований нанотрубок – это в качестве иглы для СТМ (ведь нанотрубка – идеальная игла!).

И это далеко не все области, где можно применять нанотрубки!

- Спасибо! Теперь я многое поняла! Оказывается, это очень интересно!!

А вечером того же дня моя сестра принесла мне вот этот рисунок и сказала:

- Мне так понравился твой рассказ, что я решила нарисовать нанотрубку!!

Это было лучшей наградой за мой рассказ!

Выражаю огромную благодарность моей маленькой сестрёнке за помощь в творческом туре, за усидчивость и за хорошие вопросы!

Прикрепленные файлы:
maximkina.doc (2.36 МБ.)

 

В статье использованы материалы: Творческий тур


Средний балл: 9.6 (голосов 10)

 


Комментарии
Прошу воздержаться от любых личных замечаний в отношении автора. Буду удалять без сожаления, как и во всех публикациях данной серии. Приветствуются только рассуждения по существу!
Хороший литературный приём "учитель-ученик"!
Кстати, отличия в некоторых свойствах одно- и многостенных углеродных нанотрубок от планарного листа графена удобно объяснять (с точки зрения классической механики) на примере листа бумаги, закрашенного простым карандашем (представьте себе, что это лист графена...)

Отлично! Достаточно информативно, и в то же время легко читается.
Палии Наталия, 20 апреля 2009 17:40 
Замечательный рассказ.
Палии Наталия, 20 апреля 2009 18:46 
А еще нанотрубка - это не разрезанная полоска графена и недавно придумали метод... Longitudinal unzipping of carbon nanotubes to form graphene nanoribbons
Трусов Л. А., 21 апреля 2009 03:06 
в том номере еще есть статья про разрезание нанотрубки вдоль. видимо, это сейчас в моде
Палии Наталия, 21 апреля 2009 12:44 
И эту моду ввели, судя по составу авторов статьи, скорее всего, наши соотечественники, Dmitry V. Kosynkin, Amanda L. Higginbotham, Alexander Sinitskii, Jay R. Lomeda, Ayrat Dimiev, B. Katherine Price & James M. Tour
Лена! Разрешите ваш рассказ опубликовать в школьной газете? Номер газеты вышлю по адресу!
Марина Валерьевна, конечно я не против! :) Было бы очень приятно увидеть свою работу в Вашей газете!

Большая просьба, не могли бы Вы написать мне на e.maksimkina@gmail.com .. Чтобы я смогла написать Вам адрес..
Полезно прочитать статью
M. Monthioux and V.L. Kuznetsov: Who should be given the credit for the discovery of carbon nanotubes?, Carbon 44(9), 1621-1623, August 2006.

и узнать, что первые трубки увидели в СССР в 1951 году...
В настоящее время нанотрубки находят промышленное применений в композиционных материалах и литиевых аккумуляторах (~1 млрд/год). Эти применения базируются на многостенных УНТ, которые производятся в количестве около 1 ТОННЫ в день в развитых странах (США, Япония, Бельгия, Франция, Германия, Китай)...
Леночка! Газета будет готова к выходным, адрес ваш есть, пришлю. Спасибо!
Мурадян Вячеслав, 26 апреля 2009 16:00 
Есть поправки.
"В один прекрасный день, изучая результаты своего опыта по распылению графита, с помощью микроскопа он обнаружил в темном осадке, помимо сажи, маленькие «трубочки», которые потом и назвали таким необычным именем – «НАНОТРУБКИ»"

Дядя Ученый был "микроскопист" и материал для изучения взял чужой, так-как ФИРМА использовала только сажу, а такой материал (deposit) кидали в корзину. Для производства этой сажи использовали электрический разряд с температурой дуги не ниже Т кип. графита. При этом регистрируются кластеры углерода С1, С2, С3 и др. То есть графит испарили, а не распылили.
В англоязычной литературе опубликовано не более 5 статей где нанотрубку называют однослойной (single-layer) и тысячи где ее называют одностенной (single-walled).
Мы же используем французское слово "котлета", а не "жеренные лепешки из мясного фарша".
Лена! Ссылка для скачивания http://www.n...016059.html
Марина Валерьевна, спасибо большое!
Мне очень понравилась газета!!!
Сафаров Шахбоз Джумъаевич, 12 октября 2010 10:34 
это очень интересно всё понятно спасибо автору
Очень интересный рассказ.спасибо

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

 

Колыбель новорожденного кристалла
Колыбель новорожденного кристалла

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.