NanorurkaCieniutkie nanometrowe rurki zbudowane z atomów węgla mają niezwykłe właściwości: są m.in. wyjątkowo wytrzymałe i sprężyste. Ich potencjał uczeni w pełni wykorzystają dopiero, gdy nauczą się je kontrolować, czyli nadadzą im np. dowolną długość czy kształt.
Nanorurki węglowe to zwinięte w rulon płaszczyzny utworzone z atomów węgla. Te niezwykle cienkie i lekkie włókna o wymiarach nanometrów są jednak bardzo drogie. Jeden ich gram kosztuje ok. 150 dolarów, dlatego na badania nad tym tworzywem mogą sobie pozwolić tylko najbardziej zasobne jednostki naukowe.
Jedną z takich grup na Uniwersytecie w Cambridge kieruje Polak, dr Krzysztof Kozioł. "Nanorurki wykazują ciekawe, niewyobrażalne wręcz własności" – powiedział PAP dr Kozioł. Są wyjątkowo wytrzymałe i sprężyste, dzięki czemu stały się najbardziej obiecującym materiałem mikroelektroniki - badania wykazywały, że mogą przenosić napięcia tysiąc razy większe niż przewodniki metalowe tej samej wielkości.
"Problem z tymi materiałami jest taki, że różne grupy naukowe na świecie nie potrafią kontrolować przebiegu tworzenia się takiego układu w procesie syntezy" – powiedział rozmówca PAP. "Tymczasem w nanotechnologii najważniejsza jest kontrola, a 95 proc. ludzi, pracujących w tej dziedzinie, nie potrafi tej kontroli utrzymać" – dodał.
Grupa kierowana przez polskiego uczonego jest jedną z nielicznych, które potrafią stworzyć materiał o oczekiwanej - konkretnej strukturze, średnicy czy długości. Uczeni nie pozostają jednak tylko na poziomie zdobywania wiedzy i przeprowadzania eksperymentów.
"Próbujemy tworzyć ciekawe układy aplikacyjne na podstawie tego materiału. Nie mówimy już o nanostrukturach w probówkach, ale produkujemy mikroskopijne układy: włókna, druty przewodzące. Potem tych drutów używamy do robienia transformatorów, silników" – wyjaśnił PAP dr Kozioł.
Przypomniał, że obecnie na świecie jest ponad sto firm produkujących tego rodzaju materiały. "To są jednak na razie tylko małe, niewielkie zastosowania" - powiedział.
W 2011 roku naukowcy z Rice University w Houston opracowali metodę ciśnieniowego wytwarzania nanorurek metaliczno-węglowych i metalicznych, którym można nadawać określoną długość i kształt. W tym samym roku uczeni University of Central Florida (USA) z nanorurek wytworzyli aerożel, czyli "piankę" o niespotykanych właściwościach fizykochemicznych. Nowy materiał miał rekordową gęstość - jeden centymetr sześcienny aerożelu ważył zaledwie 4 miligramy.
Dr Kozioł podkreśla jednak, że wykorzystywane obecnie na świecie nanorurki nie mają naprawdę ciekawych własności, bo procesów produkcji nanorurek uczeni nie potrafią kontrolować. "By taka kontrola była możliwa, trzeba zajrzeć do konkretnej nanorurki używając specjalnych mikroskopów i układów do ich obserwacji. To jest wielki problem"- zauważył.
"By ten materiał zastąpił wiele rzeczy dookoła nas, trzeba czasu. Ten proces dopiero się rozpoczyna. Stworzyłem kilka firm i próbujemy sami wdrażać nanorurki do produkcji, ale pracować z instytucjami przemysłowymi, które nam pomogą w tym zakresie. Jednak jak szybko do tego dojdzie, to trudno powiedzieć" – zaznaczył.
PAP – Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska
Przeczytaj więcej:
