Воспроизведён космический способ выращивания нанотрубок

Занимательным открытием закончилось изучение круговорота углерода в космическом пространстве, совершённое группой астрофизиков под управлением Джозефа Нута (Joseph Nuth) из космического центра Годдарда. Учёные узнали, что углеродные нанотрубки образуются и в межзвёздном пространстве, причём несложнее, чем на Земле.

Опыту его коллег и Нута предшествовало открытие 2008 года, в то время, когда сходу в трёх метеоритах были обнаружены графитовые вискеры (graphite whisker) – структуры, похожие на углеродные нанотрубки, но более большие. Астрологи тогда сделали вывод, что облака таких «волосков» смогут искажать излучение, приходящее от сверхновых: они выглядят более чёрными, вследствие этого думается, что они расположены дальше от Почвы, чем им положено (по моделям).

Несколько Нута решила разобраться в этом вопросе тщательнее и совершила опыт, призванный копировать процессы образования графитовых вискеров в космосе. За базу учёные забрали процессы Фишера-Тропша и Габера, при помощи которых люди приобретают синтетическое топливо и аммиак из угля. Исследователи высказали предположение, что благодаря сходной цепочке реакций имела возможность появиться хотя бы часть несложных углеродсодержащих соединений юный Нашей системы.

Астрохимики подвергли богатые углеродом графитовые зёрна попеременному действию H2, CO и N2 (при температуре 875 K). В следствии на поверхности частиц появились графитовые вискеры.

Полученные структуры взялся изучать материаловед Юки Кимура (Yuki Kimura) из университета Тохоку. Сначала он понял, что на зёрнах показались похожие на перепутанные волоски образования. Съёмка при большем повышении продемонстрировала, что перед учёными – необыкновенный вид углеродных нанотрубок, структура которых похожа на поставленные друг на друга чашки без дна (сup-stacked carbon nanotubes).

Но не это поразило Кимуру и остальных больше всего: углеродные нанотрубки появились в отсутствие железных катализаторов. Поясним. В большинстве случаев получение нанотрубок «ускоряется» платиной либо вторыми металлами. Но в реакции Нута они отсутствуют (учёные на всякий случай кроме того удостоверились в надежности образцы на наличие загрязняющих веществ).

Воспроизведён космический способ выращивания нанотрубок

Просвечивающий электронный микроскоп продемонстрировал наличие на одной нанотрубке перекрывающихся чешуек из атомов. На врезке продемонстрирована схематическая структура таких углеродных нанотрубок (фото Yuki Kimura, Tohoku University/Astrophysical Journal Letters, иллюстрация с сайта justchromatography.com).

«Для производства нанотрубок нам пригодились лишь только смесь и графитовые частицы пыли газов», — подводит результат Джозеф в пресс-релизе.

Многие учёные изумились этому факту и прочат новому способу широкое использование в материаловедении. Действительно, для этого нужно ещё будет проверить, как он подходит для массового применения.

Астрофизики же собираются установить, как полученные нанотрубки поглощают свет, дабы больше не ошибаться при наблюдении сверхновых и других космических объектов.

Статья авторов размещена в Astrophysical Journal Letters. Почитайте кроме этого о том, как из «простых» углеродных нанотрубок в первый раз было сплетено многометровое волокно, которое планируется применять при постройке космического лифта.

Наномир. Материалы из углеродных нанотрубок.


Читать также:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: