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

 

Лесопосадки
Лесопосадки

Обо всем и сразу
О всех конкурсах наноолимпиады. Продолжается прием решений и консультации участников по всем конкурсам олимпиады. Ждем новых участников и желаем творческих успехов тем, кто уже начал решать задания наноолимпиады.

Солнечная энергетика и школьники
Молодые сотрудники, студенты и аспиранты МГУ готовят пополнение в области альтернативной энергетики, школьники Университетской Гимназии сами делают солнечные элементы...

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Графен и трение. Ловушки для дираковских фермионов. Заслон квантовым ошибкам. Нематическая квантово-холловская жидкость на поверхности висмута. Рост критической температуры при поверхностном электронном допировании Ba(Fe1.94Co0.06)2As2. Нанотехнологии создают “умный” текстиль. Разделение газовых смесей пористым фосфореном допировании. Линейный датчик на нелинейном эффекте. Фуллерен C720 как накопитель молекулярного водорода. Химическое эхо.

Андрей Свинаренко: учеба должна длиться всю жизнь
ТАСС
Интервью Генерального директора ФИОП А.Г.Свинаренко ТАСС.

Концепция Образовательного центра «Сириус», принципы отбора на смены
Ларин В.В.
Цикл лекций в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям для всех желающих – школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей: Концепция Образовательного центра «Сириус», принципы отбора на смены. Владимир Владимирович Ларин, учитель физики, Лицей «Вторая школа» г. Москвы, методист первой проектной смены Образовательного центра «Сириус».

Молекулы, волосы, микросхемы, магнитные диски - как все это устроено? – сканирующий зондовый микроскоп поможет Вам это понять!
Быков В.А.
Цикл лекций в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям для всех желающих – школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей: В.А.Быков, д.т.н., профессор Московского Физико - Технического Института, генеральный директор группы компаний НТ-МДТ Spectrum Instruments, руководитель Нанотехнологического Общества России (НОР) "Молекулы, волосы, микросхемы, магнитные диски - как все это устроено? – сканирующий зондовый микроскоп поможет Вам это понять!"

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.

Проектная деятельность с точки зрения учителя

Это специальный опрос для учителей и представителей школ, которых мы просим оценить значимость предлагаемых материалов, мероприятий и перспективы их дальнейшего совершенствования на пути эффективного взаимодействия школ и ВУЗов. В опросе могут также участвовать школьники, студенты и аспиранты, особенно со своими критическими замечаниями в комментариях.



 
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.