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

 

Морфология монолитного слоисто-волокнистого оксигидроксида алюминия
Морфология монолитного слоисто-волокнистого оксигидроксида алюминия

В мастерских «Нанограда» прошла апробацию модельная программа для каникулярных школ
В парке «Науки и искусства» Образовательного Центра «Сириус», в рамках форума «Наноград. Сириус. 2017» прошла апробация девяти образовательных модулей, разработанных в рамках программы дополнительного образования детей в каникулярный период, ориентированной на изучение естественных наук и основ нанотехнологий.

НАНОГРАД. СИРИУС. 2017
Молодежный форум Наноград-2017 пройдет в Образовательном центре «Сириус»

Визит Президента ИЮПАК в Образовательный центр "Сириус"
22 июля состоялся визит Президента Международного Союза теоретической и прикладной химии (IUPAC), члена - корреспондента РАН, директора Института химии и проблем устойчивого развития РХТУ имени Д.И.Менделеева, профессора Н.П.Тарасовой в Образовательный центр "Сириус", в ходе которого всемирно известный ученый выступила перед школьниками направлений "Нанотехнологии", "Новые материалы", "Микромир и микроскопия", "Агропромышленные и биотехнологии", "Беспилотный транспорт и логистические системы" с публичной лекцией "Устойчивое развитие: планетарные границы и зеленая химия".

Научно-исследовательская работа студентов в 7 семестре. Тезисы докладов на студенческой научной конференции.
Сафронова Т.В.
Научные конференции студентов на факультете наук о материалах Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (ФНМ МГУ) – являются многолетней традицией. Зимняя конференция в 7 семестре - как контрольная точка для студентов, неотрывно от учебного процесса выполняющих квалификационную работу бакалавра.

Система практик ФНМ МГУ
А.Б.Тарасов, А.В.Кнотько, Е.А.Гудилин

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!

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.



 
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.