Физика

3 Футуристични употреби на въглеродни нанотръби

3 Футуристични употреби на въглеродни нанотръби

Понастоящем въглеродните нанотръби революционизират много области, включително нанотехнологиите, персонализираните електронни носими устройства, оптиката, електрониката и други области на науката и технологиите за материали, поради тяхната уникална рамка и свойства. Въглеродните нанотръби имат дълга, тясна структура със стени, образувани от дебели с един атом въглерод, наречени графен. Те са почти най-тънките тръби, които могат да бъдат изработени от природата. Те имат необичайни термични, механични и електрически свойства, което ги прави идеални за широк спектър от приложения.

Гъвкава електроника

В ход е надпреварата за създаване на гъвкава, сгъваема електроника с въглеродни нанотръби, която в крайна сметка би могла да замени настоящата електроника, произведена с по-чупливи материали. Много изследователи по целия свят експериментират с различни методи за разработване на въглеродни нанотръби за масово производство. Има няколко проблема, които възпрепятстват широкото възприемане на въглеродни нанотръби: не е рентабилно да се произвеждат високочисти тръби и те не са достатъчно плътно нанесени върху основата.

Двама изследователи от Университета в Уисконсин, Гопалан и Арнолд, са пионери на ново подобрена техника за разработване на въглеродни нанотръби, наречена плаващо изпарително самосглобяване или FESA. Тази техника решава проблема с плътността на опаковката, който предотврати широкото възприемане на въглеродните нанотръби в гъвкавата електроника. В момента екипът работи с компании, за да ускори приемането на тази технология. Много други изследователи са направили и други пробиви.

[Източник на изображението: Уикимедия]

ВИЖТЕ СЪЩО: Почистване на наноматериали: Просто добавете масло

Биоелектричен нос

В бъдеще кучетата, които душат наркотици, могат да бъдат заменени с хибриди от обонятелни рецепторни протеини и транзистори от въглеродни нанотръби, наречени биоелектронни носове. Вярвате или не, група изследователи, ръководени от Чарли Джонсън, работят по създаването на въглероден нанотръбен транзистор, който може да „мирише". Тази група прехвърля чувствителни свойства на биологични протеини от мишки на електронни устройства. Това се нарича бионанотехнология, форма на биологията и електронното взаимодействие, какъвто сте чели в научно-фантастични романи, когато сте били дете.

Джонсън, професор по физика и астрономия в университета в Пенсилвания, заяви:

„Бяхме мотивирани да създадем биоелектронни хибриди, където има внимателно проектирана химическа връзка между OR [белтъци на обонятелните рецептори] и нанотръбното устройство, както и създадена мембраноподобна среда за OR.“ ~ Майкъл Бергер от Nanowerk

Изработеният от тях биоелектричен нос е имал срок на годност от няколко месеца, което е значително по-дълго, отколкото се смяташе преди. Джонсън признава, че все още има големи предизвикателства пред превръщането на биоелектронния нос в реалност. Пречистването на обонятелните рецепторни протеини от клетъчната експресионна система е силно проблематично.

[Източник на изображението: Уикимедия]

Нано говорители

Скоро бихме могли да имаме парче дреха или всеки обикновен предмет, способен да издаде звук. Нано говорителите са направени успешно от ултратънки, гъвкави листове от нанотръби от екип китайски изследователи.

За да разберете как работят тези нано говорители, първо трябва да разберете как се създава гръм, тъй като нано говорителите се ръководят от същите принципи. Чувате гръмотевици след мълния по някаква причина. Ето защо: когато мълния пътува от облака и удари земята, се отваря дупка във въздуха, която се нарича канал. След като светлината изчезне, въздухът отново се срутва и създава звукова вълна, която чуваме като гръм.

В нано говорителите, когато се прилага електрически ток към тръбите, въздухът се нагрява и разширява, което след това води до създаване на звукови вълни. Това се нарича термоакустичен ефект и се различава от физиката зад стандартните високоговорители. Конвенционалните високоговорители генерират звук от вибрациите във въздушните молекули, но нано говорителят изобщо не излъчва вибрации. Прочетете подробно описание на тези нано говорители тук.

Какъв обект бихте искали да видите в бъдеще с възможности за генериране на звук? IPod-ите ще бъдат ли заменени от якета с вградени нано говорители? След дълъг работен ден ще се потопите ли в удобния си кресло и ще слушате стола си, докато играе любимата ви песен? Бъдещето ще бъде странно, това е сигурно.

ВИЖТЕ СЪЩО: Нов материал, толкова черен, че не може да бъде измерен

Написано от Лия Стивънс


Гледай видеото: Въпрос на гледна точка - Силата на водата (Октомври 2021).