Znajdź zawartość

O węglowych nanorurkach mówi się bardzo dużo, jednak dotąd ich zastosowanie na skalę przemysłową było niemożliwe. Nikt nie potrafił tanio i szybko wytworzyć odpowiedniej ich ilości, a główną przeszkodą było wyhodowanie nanorurek odpowiedniej długości. Nowo powstała firma Nanocomp Technologies mówi, że te czasy odeszły w przeszłość. Przedsiębiorstwo już w tej chwili potrafi produkować z nanorurek płachty materiału o wymiarach 3x6 stóp (91,5x183 cm). Do końca września mają powstać płachty o powierzchni 100 stóp kwadratowych (9,3 m2). Kluczem do sukcesu było wyhodowanie długich, 1-milimetrowych, nanorurek. Nanocomp Technologies nie zdradza, w jaki sposób udało jej się to osiągnąć. Specjaliści przypuszczają, że firma używa jakiegoś źródła węgla (może to być np. metanol lub etanol) i przepuszcza je przez katalizator nanocząsteczek (być może tlenek niklu, kobaltu lub żelaza). Molekuły węgla reagują z katalizatorem i tworzą nanorurki, a ich rozmiar jest regulowany wielkością katalizatora. Olbrzymią trudność sprawia kontrolowanie i utrzymanie w stanie stabilnym katalizatora. Przedstawiciele Nanocomp zdradzają, że zajmuje się tym specjalny system komputerowy, który ma wpływ na 30 różnych parametrów procesu produkcyjnego. Dba on nie tylko o temperaturę i jej zmiany, ale również przepływy gazu czy skład chemiczny całości. Wytrzymałość na rozciąganie nowego materiału wynosi od 200 do 500 megapaskali. Dla porównania, wytrzymałość aluminium to około 500 megapaskali. Trzeba przy tym pamiętać, że w obecnie produkowanych płachtach nanorurki są ułożone przypadkowo. Jeśli uda się kontrolować sposób ułożenia nanorurek, to wytrzymałość płachty na rozciąganie wzrośnie do 1200 megapaskali. Peter Antoinette mówi, że nowy materiał został zaprezentowany wielu producentom elektroniki i część z nich jest już w tej chwili nim zainteresowana. Może on posłużyć do ochrony telefonów komórkowych przed interferencjami sygnału, dzięki czemu będziemy lepiej słyszeli swoich rozmówców. Płachty z nanorurek można wbudować w PDA czy notebooki, gdzie posłużą do odprowadzania ciepła z układów scalonych. Nanorurki mogą być również silnymi antenami, przydatnymi do budowy sieci bezprzewodowych. Nanorurki przyczynią się też do powstania bezpieczniejszych samolotów. Przewodzą one bowiem prąd, więc kompozyty z nanorurek uchronią elektronikę samolotu przed uderzeniem pioruna. Obecnie jeśli piorun uderzy w kompozytowy kadłub, może uszkodzić komputerowe systemy maszyny. Materiał firmy Nanocomp to olbrzymia szansa dla przemysłu lotniczego także i z innego powodu. Obecnie na pokładzie Boeinga 747 znajdują się dwie tony miedzianych kabli. Zastępując je nanorurkami można zmniejszyć ciężar okablowania o połowę. A to przekłada się na oszczędności paliwa liczone w milionach dolarów podczas całej służby pojedynczej maszyny. Z tego też powodu Boeing, Lockheed Martin i Northrop Grunman już wpisały Nanocomp na listę swoich dostawców i prowadzą testy dostarczonych im próbek materiału.

Jak się okazuje, latające dywany nie są wyłącznie rekwizytami ze świata baśni. Zespół naukowców pod wodzą Lakshminarayanana Mahadevana z Harvard University dowiódł, że giętka płachta falującego materiału może utrzymać się w powietrzu. Niestety, obliczenia badaczy wskazują zarazem, że ze zwykłego dywanu nie da się łatwo zrobić powietrznego środka lokomocji. O ile 10-centymetrowa płachta o grubości 0,1 mm może się unosić, jeśli drga z częstotliwością 10 Hz i amplitudą 0,25 mm, to do uzyskania podobnego efektu w większej skali konieczne byłyby moce, które przekraczają możliwość zastosowania pomysłu w praktyce. Jak informują naukowcy, aby uzyskać siłę nośną, dywan musi falować w taki sposób, aby możliwie skutecznie odpychał masy powietrza. Optymalne warunki panują w pobliżu poziomych powierzchni (np. podłogi), które sprzyjają wytwarzaniu obszarów wysokiego ciśnienia. Ciśnienie to pozwala zrównoważyć masę "dywanu". Pod lupę wzięto również ruch postępowy – także on okazał się możliwy, przy czym do uzyskania większych prędkości wymagane byłoby bardzo intensywne falowanie wehikułu. Co ciekawe, naukowcy zupełnie serio zastanawiają się nad możliwością zbudowania miniaturowego latającego dywanu. Biorą oni pod uwagę takie materiały, jak nowoczesne polimery potrafiące zmieniać kształt, czy też tworzywa pokryte wyhodowanymi komórkami mięśni i sterowane za pomocą impulsów elektrycznych.