Nanoprzyszłość

Niektórzy twierdzą, że nanotechnologia, czyli inżynieria przekształcająca materię w skali milionowych części milimetra, może zrewolucjonizować świat bardziej niż wynalazek elektryczności. Budulcem wspomnianego auta, domów i windy będą materiały z dodatkiem nanorurek węglowych. Obiekty niewidoczne gołym okiem, dostrzegalne jedynie pod mikroskopem atomowym. Mierzące zaledwie nanometr, czyli jedną milionową część milimetra. To właśnie one, obok wielu imponujących własności, mają zdolność powrotu do poprzedniego kształtu.

Kamizelki z węgla

Prof. Elżbieta Zipper, fizyk teoretyk z Uniwersytetu Śląskiego, zajmuje się badaniem właściwości nanorurek od 5 lat. Podobne badania przeprowadza się w Polsce na uczelniach w Toruniu, Warszawie i Krakowie. – Dotąd, żeby uzyskać np. cienki drucik miedziany, trzeba było podgrzać kawałek miedzi i wyciągnąć z niego ten cieniutki drucik – tłumaczy. – Nanotechnolog uzyska taki drucik, łącząc pojedyncze atomy miedzi. Wszystko to ma rozmiary rzędu milionowych części milimetra. Jednym z takich układów o mikroskopijnych wielkościach są nanorurki węglowe, zbudowane z grafitu, tego samego co ostrze ołówka. Grafit – jedna z odmian węgla – składa się z wielu słabo związanych płaszczyzn, jednak atomy węgla wewnątrz nich są bardzo silnie połączone. Kiedy piszemy ołówkiem, jego poszczególne warstwy ścierają się, zostawiając ślad na papierze. Przypomina to obieranie cebuli.

– Kiedy podgrzejemy grafit do wysokiej temperatury, np. 500 stopni Celsjusza, to podczas chłodzenia tworzą się rureczki grafitowe, zwane nanorurkami węglowymi, oraz cząsteczki w kształcie piłki futbolowej, zwane fulerenami – opowiada prof. Zipper. – Tak powstałe nanorurki są sto razy wytrzymalsze niż stal i sześciokrotnie od niej lżejsze. Do ich przerwania trzeba użyć bardzo dużej siły, dlatego już dziś zaczyna się produkować z ich dodatkiem lekkie kamizelki kuloodporne.

Szybsze komputery

To nanorurki dały impuls rozwojowi nanotechnologii, bo dzięki odkryciu, jak powstają, naukowcy poznali metodę, za pomocą której można tworzyć małe układziki. Nanotechnologia chce z nanorurek budować między innymi mikroskopijne układy elektroniczne. Cenne nie tylko dlatego, że wykonywane z nich np. komputery ulegną miniaturyzacji, ale ze względu na inne ciekawe właściwości: wykonane z nich komputery nie będą wymagały intensywnego chłodzenia. Komputer zbudowany na nanoukładach będzie zapisywał informacje w układach nie kilkuset, jak teraz, ale kilku atomów.