Арсенал инфо - Город Тула

О  ПРИНЦИПАХ КАРЛИКОВЫХ, О РЕЗУЛЬТАТАХ КОЛОССАЛЬНЫХ

Сейчас слово «нанотехнологии»  на устах у многих: и у представителей научного мира, и у тех, кто, не имея непосредственного отношения к науке, весьма плодотворно заполняет свой досуг    чтением научно-популярных изданий.
Для любознательных уже давно  не секрет, что с греческого языка «nannos» переводится как «карлик». Представим пылинки в лучах заходящего солнца. Так вот, они не нано! Нано вообще невозможно увидеть невооружённым глазом! Однако здесь кроется глубокий, выраженный оксюмороном,  смысл: карликовый  размер – эквивалент гигантскому значению и  достойным результатам.

Заведующий кафедрой физико-химических процессов и технологий, Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Виктор Васильевич Любимов адептом этого научного направления считается и по праву, и по определению, поскольку является  директором научно-образовательного центра нанотехнологий Тульского государственного университета. Более того, трепетное отношение ко всему «нано...» чувствуется даже в интонациях его голоса, когда речь об этих технологиях заходит в разговоре.
Специализируется  кафедра на высокоэффективных методах обработки, каковыми являются размерная электрофизическая и электрохимическая, электроэрозионная, ультразвуковая, лазерная обработка металлов, неметаллов, различного вида стёкол и других материалов. Успешной научно-исследовательской работе благоприятствует наличие лабораторий электрохимических и электрофизических методов, проблемной лаборатории электрохимической обработки.
Развивая тему, Виктор Васильевич подчёркивает, что многие нанотехнологии базируются на ранее исследованных методах химической и физической обработки материалов, так называемых традиционных методах. Однако получить желаемый результат традиционными способами не всегда представляется возможным. И вот здесь как раз тот случай, когда на помощь человеку приходят нанотехнологии. Поэтому проблема создать маленькое, но значительное решается с использованием нетрадиционных физических и химических реакций, возникающих, например, в результате лазерного испарения (абляции) или же под воздействием электрической дуги. В итоге материал переходит в совершенно новые критериальные состояния: изменяются его электропроводность, магнитные свойства, а в определённой мере и его кристаллическая решётка. Материал уменьшается в размерах и характеризуется уже своими поверхностными свойствами. Иными словами, новым состоянием вещества является его поверхность.
Возьмём для примера обычную буханку ржаного хлеба. Сверху – хрустящая аппетитная корочка, внутри – ароматная мякоть. Попробуем уменьшить эту буханку хотя бы до размера подушечки жевательной резинки. В руках у нас окажется маленькая корочка – и внутри (!), и снаружи. Мякоти мы не обнаружим! «Если внутреннее содержимое придумал Бог, то поверхность придумал дьявол», - любил повторять известный австрийский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1945 года Вольфганг Паули. И в чём-то он, без сомнения, был прав: научное нисхождение к таинственным карликам, лёгким, действительно, не назовёшь.
А подразумевает это нисхождение «технологию снизу» – объект синтезируется снизу. Суть такова: учёные захватывает кантиллевером молекулы или атомы и, «сбрасывая» их в определённые точки, укладывают по своему усмотрению. Именно с помощью такого метода компания IBM выложила своё название молекулами бензола. Алхимии, как, улыбаясь, подчёркивает Виктор Васильевич, здесь никакой нет, поскольку золото так и останется золотом, а серебро – серебром. В структуру атомов учёные не вмешиваются, а вот укладывают их по-разному – в целях придания материалу новых искусственных свойств.
Продолжая свой рассказ, Виктор Васильевич отмечает, что продукты нанотехнологий уже прочно обосновались в современной человеческой жизни. Порой они существуют незримо, а порой мы просто воспринимаем их как что-то уже привычное и само собой разумеющееся. И примеров тому не мало. Это – и  квантовые компьютеры, и электронные книги, позволяющие осуществить запрос из любой точки земного шара, и наносплавы, обладающие высокой прочностью и пластичностью, и специальные углеродные материалы, так называемые фуллерены, представляющие собой полициклические структуры сферической формы, состоящие из атомов углерода, связанных в шести-и пятичленные циклы, и, конечно же, углеродные нанотрубки, напоминающие по форме знаменитые пирожные «эклер», и многое другое. Эти самые нанотрубки в состоянии воплотить в жизнь главную мечту нашего великого научного медиума К.Э. Циолковского о более тесном контакте человека и космоса. В прямом смысле слова, поверьте! Из этих нанотрубок, значительно превосходящих по своей прочности даже сталь, можно изготавливать специальные тросы, связывающие Землю с космическим аппаратом.
Не обошли нанотехнолгии и современную медицину. Заболев, мы принимаем лекарства, которые, как правило, не только имеют побочные действия и в определённой мере негативно воздействуют на пищевод, желудок и печень, но и теряют из-за окольных путей свои целебные свойства. Нанороботы доставят лекарство транзитом, строго по назначению: человек проглатывает крошечную трубочку с находящимся в ней лекарственным препаратом, и эта трубочка раскрывается именно там, где нужно – в больном органе.
Нанотехнолгии помогут и в быту. Чего стоят наножидкости, предупреждающие возгорание (пожарникам можно переквалифицироваться!) или же, наоборот, промокание обработанных ими различных жилых и производственных построек. А наножидкости, не позволяющие окнам домов загрязняться в течение длительного времени… Мечта хозяйки!
И уж если говорить о значении нанотехнологий в оборонной промышленности, то оно, без сомнения, огромно. Свидетельством чему – многочисленные изыскания в данной области знаний.
В настоящее время, по словам Виктора Васильевича, центр нанотехнологий Тульского государственного университета ведёт государственный контракт сроком на полтора года, суть которого заключается в создании специальной сети, способствующей развитию патентования и лицензирования нанотехнологий в Тульской области.
Не стоит на месте и научно-исследовательская работа, целью которой является получение новых нанообъектов и наноструктур: нанопорошков из вольфрама и молибдена, тонких металлических плёнок, используемых в электронике и в лазерном формообразовании, а также нанопокрытий для создания электропроводных тканей. Из таких тканей шьют специальные рубашки для кардио и – сосудистых больных, позволяющие пациентам избежать негативного влияния СВЧ-полей во время прохождения лечебно-диагностических процедур.
Кстати, любезно пригласив автора этих строк в музей наноцентра, Виктор Васильевич показал лоскуток этой чудесной ткани. Лёгкий шифон бежево-коричневого оттенка, нанопокрытие на нём практически незаметно… Но оно есть,  и оно призвано помогать больным людям.
Кроме того, актуальны исследования, связанные с созданием эффективных источников энергии для космического аппарата «Татьяна-1», в котором уже используются солнечные элементы, разработанные в университетском наноцентре.
Что касается Гранта Российского фонда фундаментальных исследований, то, продолжает Виктор Васильевич, объём его финансирования в 2009 году составил 150 тыс. рублей. Суть проекта заключается в изучении метода микродугового оксидирования переходных металлов, таких, как алюминий и титан. Метод позволяет выращивать из самого металла оксидные плёнки, высокой прочности, твёрдости и теплостойкости. Для интересующихся повторим плёнки не наносятся на поверхность металла, а сами выращиваются на нём в специальной микрооксидированной ванне. Процесс выращивания длится от нескольких минут до нескольких часов в зависимости от желаемой толщины и структуры плёнки, качества самого материала.
Проект курируют Виктор Васильевич Любимов и профессор Владимир Константинович Сундуков. Сам Виктор Васильевич не без гордости замечает, что исследования проводит сплочённая команда, в составе которой 10 аспирантов и 11 магистров естественно-научного факультета ТулГУ. Радуют и успехи молодых, и, что особенно приятно, их энтузиазм, стремление к поиску и к открытиям. Магистры Ирина Силаева и Мария Алексеева – совсем ещё девчонки, а вот в научно-исследовательской деятельности, можно сказать, уже не новички. Ира проводит испытания с титаном, а Маша измеряет параметры.
Гордость Виктора Васильевича вполне обоснована. Подумалось вдруг, что, хотя человечество всегда стремилось оторваться от земли, подняться ввысь, в бескрайние и таинственные просторы космоса, высокие мысли, высокие идеи рождались всё-таки здесь, на Земле. И именно здесь они воплощались в реальность. Сегодня многие исследователи стремятся постичь нанотайны, а потому в своих изысканиях уходят «вниз». Но творят же они опять здесь, на Земле. Творят на благо развития науки, а, в конечном итоге, ради нашего блага. Исследовательская деятельность научно-образовательного центра нанотехнологий Тульского государственного университета — яркое тому подтверждение.
Татьяна Крикункова