Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2011 № 01

Станислав ЗИГУНЕНКО

ПЕРВОПРОХОДЦЫ КОСМОСА. Полвека назад собаки Белка и Стрелка совершили полет в космос. Это были первые живые существа, которые провели на орбите более суток и благополучно вернулись на родную планету. Собачки входили в отряд лохматых космонавтов, который был создан по указанию Главного конструктора С.П. Королева. Перед тем как отправлять в космос людей, ученые должны были убедиться в безопасности таких полетов. Успешное путешествие Белки и Стрелки доказало: существовать в космосе можно. После приземления собаки чувствовали себя хорошо и их продемонстрировали в ходе прессконференции, специально созванной по случаю этого события.

В дальнейшем собаки, обезьяны, крысы и другие братья меньшие летали на биоспутниках и космических станциях, помогли уберечь впоследствии людей от многих негативных проявлений космического пространства, прежде всего от космической радиации и невесомости.

Благодарные люди не забыли о мохнатых первопроходцах. Так, в Москве теперь есть памятник собаке Лайке, которая в 1957 году поднялась в космос на борту искусственного спутника, но обратно так и не вернулась.

А Белка и Стрелка не так давно стали героями полнометражного мультфильма, где повествование ведется от лица сына Стрелки по кличке Пушок. Кстати, сам Пушок в свое время был подарен советским правительством дочке президента США Дж. Кеннеди.

ОРИГИНАЛЬНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ФЕНсоздали исследователи Бийского технологического института. «В основе его работы способность ультразвука в 11 раз ускорять выпадение осадков. Однако во время одного из экспериментов неожиданно выяснилось, что ультразвуковой генератор способен ускорять и сушку волос», — рассказал один из разработчиков, доцент кафедры Бийского технологического института Андрей Шалунов.

Дело в том, что ультразвуковые колебания заставляют волосы стряхивать молекулы воды. А поскольку воздух при этом не нагревается, волосы не страдают от температуры. Но главное использование ультразвукового генератора, конечно, алтайские ученые видят вовсе в другом. Более мощный агрегат размером с автомобильное колесо позволяет в считаные минуты превратить капли тумана в дождевые капли, которые выпадут, например, на взлетно-посадочную полосу, что позволит аэропорту возобновить работу.

ТКАНИ ИЗ КАМНЯ. На вид и на ощупь такой материал напоминает шелк. Только в огне он не горит и в воде не намокает. «А все потому, что изготовлена из нашего якутского базальта», — пояснил технолог Анатолий Пычкин.

Якутия, как известно, имеет резко континентальный климат, суточный перепад температур здесь может достигать 25 градусов. А годовые перепады бывают и в 100 градусов. Так что материалы, которые не боятся ни жары ни холода, тут очень пригодятся. Технология же их изготовления такова.

При высокой температуре базальт расплавляется, из него вытягивают нити. В настоящее время разработаны технологии получения крученых базальтовых нитей, тканей и нетканых материалов с уникальными свойствами. Из базальтового волокна делают также арматурные сетки.

Мы уже рассказывали вам об этом удивительном материале и его первооткрывателях — Андрее Гейме и Константине Новоселове (см. «ЮТ» № 12 за 2008 г.). Но сегодня у нас есть приятный повод вернуться к этой теме, поскольку А. Гейм и К. Новоселов удостоены за свою разработку Нобелевской премии 2010 года в области физики.

Объяснить природу графена проще всего на таком примере. Если вы проведете карандашом линию на бумажном листе, то отслаивающиеся от грифеля чешуйки образуют на бумаге тонкий слой. Графен — это нечто похожее, но гораздо тоньше, толщиной всего в 1–2 атома. Эта двухмерная тонкая структура, состоящая из атомов углерода, расположенных в вершинах шестиугольников по принципу пчелиных сот, — удивительное вещество. Атомарная пленка прозрачна, но в 200 раз прочнее стали.

До недавнего времени создание подобных тончайших пленок считалось вообще невозможным. Дело в том, что более полувека назад еще один Нобелевский лауреат, советский физик-теоретик Лев Ландау, рассчитал, что подобные структуры будут неустойчивы — силы взаимодействия между атомами должны смять пленку.

Однако открытие графена изменило всеобщее представление. «Действительно, сам по себе углерод такие кристаллы не формирует. А вот на каком-то носителе запросто. Гейм и Новоселов раз за разом наклеивали на графит скотч, а потом отрывали лоскутки, добиваясь идеально тонкой пленки, — пояснил суть их экспериментов бывший коллега нобелевских лауреатов, доктор физико-математических наук Сергей Зайцев. — Получилось дешево и эффективно»…

Нобелевские лауреаты — А. Гейм(слева) и К. Новоселов.

Такова структура графеновой пленки в компьютерном изображении.

После этого исследователи стали смотреть, как присоединить к графену электроды, чтобы можно было использовать графеновые пленки в микроэлектронике. Так, например, графеновый сенсорный дисплей, в отличие от существующих, будет намного устойчивее к износу, станет практически вечным. Графен также может найти применение при изготовлении телевизионных экранов, световых панелей и солнечных батарей. В будущем из пластика с добавлением графена собираются производить спутники, самолеты и автомобили. Ученые прогнозируют также, что графен придет на смену кремнию при производстве транзисторов. Выполненные из них компьютерные микросхемы должны работать намного быстрее, чем кремниевые.

Константин Новоселов считает, что графен можно создать в любой стране мира. «Мы начали эту работу в 2003 году, когда уже были в Манчестере, вся работа, от первых попыток до первой публикации, заняла, наверное, год-полтора, — вспоминает он. — Изначально это было просто развлечением, мы хотели посмотреть, что получится»…

Первое практическое устройство, созданное с применением графена, появится в 2011 или 2012 году, полагает Новоселов. Это будет мобильный телефон с принципиально новым сенсорным экраном.

А вот компьютерные чипы на основе графена получат распространение не ранее чем через 10 лет, считает ученый. Но в других электронных изделиях этот материал может вполне найти применение, например, в высокочастотных транзисторах для мобильных телефонов, сверхбыстрых оптических датчиках для оптоволоконной связи.