Nesnadná manipulace s nanočásticemi

Zvětšit obrázek

Jak probíhá ustřižení nanovlákna?

Jakákoliv manipulace s tělesy o rozměrech několika násobků velikostí atomu je obtížná. Přesné dělení materiálů těchto rozměrů je běžnými technikami téměř nemožné a pokud ano, vědci k němu potřebují složité procesy leptání. Zkrátit nebo oříznout nanovlákno na požadovanou délku vyžaduje doslova mravenčí práci a obnáší problémy s přichytáváním se vlákna k dělícímu nástroji. Někdy se hovoří o efektu ulepených prstů.

Výzkumníci tedy vyzkoušeli něco jiného. Do dutiny uvnitř nanotrubky nasoukali nanovlákno z velmi tvrdého karbidu železa, což nebylo příliš obtížné a na nanotrubku zaměřili paprsek elektronů.Tlak jím vyvolaný způsobil, že se průměr vlákna uvnitř smrsknul z devíti nanometrů na pouhé dva a na přechodu části nanotrubky s dopadajícími elektrony  se čistě oddělilo od zbytku s původním průměrem.

Odolné nanotrubky
Experiment také ukázal, jak odolné uhlíkové nanotrubky jsou vůči působení velkých tlaků. Přečkaly bez úhony namáhání 40 GPa (4 tuny/mm²). Pro srovnání, v zemském jádře je tlak přibližně 350 GPa, tedy ani ne desetkrát větší. Dočkáme se konečně sondy do středu Země?

Možnost tak deformovat a stříhat vlákna různých materiálů napadla vědce během výzkumu výroby umělých diamantů. Tam elektronový paprsek zaměřovali na "uhlíkové cibule" - kulaté molekuly uhlíku, fullereny, které jsou v sobě navzájem uvězněny na způsob matrjošky -  a vyráběli tak umělé diamanty.

Budoucnost nanovýroby
Vědci věří, že se tato nová metoda tváření a střihání nanovláken v budoucnu stane jedním z běžných nástrojů nanovýroby. Také velmi pomůže vědcům při zkoumání deformací a porušování nanočástic z různých materiálů. Částice bude zachycena uvnitř nanotrubky a v přímém přenosu sledována elektronovým mikroskopem. Změnou intenzity elektronového paprsku budeme moci regulovat zatížení a při tom sledovat jeho vliv na nanočástici. Budeme tak schopni objevovat nové nevšední vlastnosti všedních materiálů v rozměrech milióntin milimetru.

Hlavní zdroj informací
Researchers Explore Using Nanotubes as Minuscule Metalworking Tools (25. 5. 2006)

Autor píše weblog o vědě a technice Techblog.