Мельчайшая в мире решётчатая наноструктура

Нанотехнология получила развитие во второй половине прошлого века, и с тех пор эта отрасль науки непрестанно совершенствуется, открывая перед человечеством всё больше возможностей, преимущественно в области материаловедения. Не так давно учёными технологического института Карлсруэ в Германии была создана решётчатая структура, размеры которой позволяют отнести её к самой маленькой в мире. Её размеры составляют около 10 мкм и состоит она из элементов в виде распорок и скобок, каждая длиной 1 мкм и диаметром около 200 нм. При этом несмотря на малые размеры, данная структура имеет повышенный, в сравнении с обычными материалами, коэффициент прочности.

Мельчайшая наноструктура

В основе данной решётчатой структуры лежит так называемый «стеклоуглерод» — чистый углерод, совмещающий в себе также свойства керамики и стекла.

Для создания структуры используется трёхмерный процесс литографии, по-другому его называют процесс трёхмерной печати: при помощи лазеров структуре задаётся форма и первичная прочность. Поскольку в данном случае удаётся получать решётчатые конструкции лишь от 5 до 10 мкм в длину и 1 мкм в диаметре, то конструкция наделяется свойствами стекла и подвергается термическому воздействию – пиролизу. Данный процесс заключается в разложении неорганических и органических соединений в безвоздушной среде – вакууме: в данных условиях решётчатая структура нагревается до 900° С, благодаря чему все химические соединения, не считая, собственно, углерода, уничтожаются. Полученная структура является прочнейшим метаматериалом, т.е. материалом созданным человеком и имеющим свойства, которые не присущи природным аналогам.

Согласно исследованиям, эта решётчатая структура имеет уровень твёрдости, сопоставимый с теоретическим максимумом неструктурного стеклоуглерода. Это означает, что она имеет немного меньшую твёрдость, чем алмаз. Также, благодаря малым размерам, данная конструкция легче воды. При подобных характеристиках область применения решётки очень широка: например, её можно использовать при создании фильтров, в производстве оптики, которые могут быть, в свою очередь, использованы в сфере телекоммуникаций. Также эта решётчатая структура может быть использована в производстве всевозможных электродов.

Прогресс никогда не стоит на месте, это же касается и развития области нанотехнологий: несмотря на относительную молодость науки, её развитие идёт опережающими темпами.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *