Учёные из Иркутска разработали небольшой легкий плазмотрон для синтеза углеродных наноматериалов,сообщает пресс-служба вуза.
Углеродные наноматериалы, к которым относятся нанотрубки и фуллерены, считаются перспективными для различных отраслей промышленности, но их массовый синтез сложен и требует дорого оборудования. Чтобы выйти из положения и синтезировать наноматериалы для экспериментов, сотрудники кафедры технологии машиностроения ИРНИТУ создали собственную установку — плазмотрон. В нем нет графитовых электродов, а источником углерода служит углеродосодержащий газ. В этом состоит отличие установки от других аналогичных устройств.
По словам заведующего кафедрой Андрей Балановский, на которого ссылается пресс-служба, в полученных с помощью плазмотрона материалах содержатся многостенные и одностенные нанотрубки, а также замкнутые объемные структуры, которые называют углеродными онионами (луковицами), что показал анализ изображений, сделанных электронным просвечивающим микроскопом высокого разрешения.
Впервые онионоподобные структуры из углерода получил швейцарский ученый Даниэль Угарт (Daniel Ugarte) в 1992 году. Он же ввел термин «углеродная луковица».
Углеродные онионные структуры образуются потому, что их поверхностная энергия значительно меньше поверхностной энергии графита и алмаза такого же размера. По словам Балановского, они получили не совсем правильные онионы, скорее их следует считать онионоподобными структурами. В России материал такой структуры получен впервые, полагают ученые. Хотя получить онионы можно разными способами — вакуумным напылением, отжигом сажи, отжигом наноалмазов, дуговым разрядом в воду, дуговым разрядом, облучением сажи электронами, имплантацией ионов углерода в металлическую матрицу и взрывом — но российские ученые сосредоточились на нанотрубках и фуллеренах, а синтезом других структур занимаются мало.
Онионы можно использовать в шарикоподшипниках и в других узлах трения, наноэлектромагнитных приборах, в качестве емкостей для хранения газа, в биотехнологии.
Авторы нового метода получения углеродных наноматериалов намерены использовать его в образовательном процессе, потому что он дешевый и легкий. Созданный ими плазмотрон весит всего 800 грамм. Достаточно просто подключить плазмотрон к электрической сети и через 1-3 минуты получить наноматериалы. Опыты по синтезу наноструктур в плазме можно проводить в школе на уроках физики и химии. Полученные материалы можно рассматривать с помощью просвечивающих и растровых электронных микроскопов, которыми располагают многие российские вузы.
