HTML

Nanotechnológia blog

Minden, ami nano - könnyedén, elfogultan, fizikus szemmel.

Innen nanóztok ti

Locations of visitors to this page

Felhasználási feltételek

Creative Commons Licenc

További olvasnivaló

GA

Az égből a Földre - és egyszer majd talán vissza?

2009.06.22. 17:09 AttoFemto

  Az 1970-es években, mikor Sir Harold Walter Kroto, FRS, Nobel-díjas (akkor még valószínűleg csak Harry Kroto) vegyész, a sussex-i egyetem kutatójaként elkezdte vizsgálni az intersztelláris poranyagot, különféle szénláncok után kutatva, még nem sejtette, hogy nemcsak a nanotechnológia egyik legígéretesebb csillagának születésénél bábáskodik, de a 2006-os Tour de France körülményeit és végeredményét készül éppen jelentősen befolyásolni. No, de haladjunk csak szép sorjában!

 Forrás: space.about.com

Az intersztelláris, azaz csillagközi por jelentős részéért az úgynevezett széncsillagok a felelősek, legalábbis a kurrens asztrofizikai elméletek szerint. Széncsillagnak nevezzük azokat a csillagokat, melyek atmoszférájában több a szén, mint az oxigén: az oxigén a szénatomok egy részével együtt szén-monoxidot alkot, míg a maradék szénatomok a rendelkezésre álló egyéb elemekkel különféle egzotikus vegyületeket alkotnak, melyeket —vegyészek nem lévén— egyszerűen koromnak nevezünk a továbbiakban. E kormot aztán az intenzív csillagszél kifújja a csillagközi térbe, az ezt vizsgáló kutatók nem kis örömére. E vegyészek közé tartozott Sir Harold is, aki a csoportjával együtt különféle, korábban a csillagközi anyagban még ki nem mutatott szénláncok (nekünk most: különleges korom) után kutatott, és szerencsésen meg is talált a 70-es évek második felében.

Forrás: wikimedia

Kroto azonban nem elégedett meg ennyivel, hanem munkatársaival együtt megpróbálták modellezni a széncsillagok légkörében lejátszódó folyamatokat, hogy jobban megérthessék a szénláncok keletkezési mechanizmusát. E munka vezetett 1985-ben a C60 molekula (tkp. nanofoci, itt balra), illetve általában a fullerének, s így a szén nanocsövek felfedezéséhez. Ha pedig ma valaki öt percnél hosszabban beszél nanotechnológiáról, bajosan kerülheti csak el a nanocsövek említését.

Forrás: wikipedia

A szén nanocső tulajdonképpen nem más, mint egy hengeresen felcsavart grafit sík (ld. az ábrát), lényegében egyetlen molekulát alkotva, melynek hossza az épp aktuális rekord szerint a centiméteres nagyságrendet is elérheti. A molekula különleges szerkezetének köszönhetően egészen egyedülálló elektromos, optikai, hővezetési és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Míg a nanocsövek optikai és elektromos tulajdonságai lényegesen függenek attól, hogy a nanocsövet formáló grafit sík egészen pontosan hogyan tekeredik, addig a nanocsövek mechanikai jellemzőit általános érvényűen meghatározza az, hogy ezek a molekulát kizárólag  sptípusú, a gyémántban előforduló sp3-nál erősebb kötéseket tartalmaznak. Ennek köszönhetően a nanocsövek szakítószilárdsága egészen elképesztő: sokfalú nanocső esetén a szakítószilárdság kisérletileg 63 gigapascal-nak adódott, ami köznapi nyelvre lefordítva annyit tesz, hogy 1 mm2 keresztmetszetű nanocső alapú kábel több, mint 6 tonna teherbírású. 

 
 Forrás: news.cnet.com

 Ilyen vastag kábeleket ugyan még nem készítettek nanocsőből, de kompozitok adalékanyagaként már ma is használatos: a 2006-os Tour de France-on induló egyik csapat biciklijének vázát nanocsövekkel erősített szénszálas alapanyagból készítették. Tették ezt pedig azért, mert a szükséges szilárdságot e módon sokkal kisebb tömegű vázzal is biztosítani tudták. És bejött. A csapat versenyzőjét ugyan később doppingvétség miatt megfosztották első helyétől, de a kerékpársportnak ezt a problémáját semmiféle kompozit váz nem fogja megoldani. Talán majd a nanorobotok.

 A nanocsövek elektromos és optikai tulajdonságaival sokat fogunk még foglalkozni, e helyütt még egy, a példa nélküli szakítószilárdságon alapuló ötletet említünk meg. Építsünk nanocsőből égig érő tornyot, modern nevén űrliftet

Forrás: wikipedia

 Az elképzelés lényege, hogy egy kellően szilárd és hosszú kábel egyik végét az egyenlítőn a Földhöz rögzítjük, másik, a geostacionárius pályához (ez az a Földkörüli pálya, melyhez pont 24 órás keringési idő tartozik, az ezen keringő műholdak állni látszanak a fejünk felett) tartozó magasságon (ami kb. 36 000 km) túlnyúló végére pedig ellensúlyt helyezünk. Az elrendezés előnye nyilvánvaló: a hagyományos, hordozórakétával történő űrbe emelkedés energiaigényének töredékéért lehetne eszközöket juttatni Föld körüli pályára, egy, a kábelen kúszó kocsi segítségével. A kétféle módszer hatékonyságának érzékeltetésére képzeljük el azt, hogy valaki a testnevelés órákról ismert, kötélmászás néven elhíresült feladatot nem a kötélen való felcsimpaszkodás módszerével óhajtja abszolválni (ez felel meg az űrliftnek), hanem tüdejét elébb jól teleszívja levegővel, majd erős légáramot fúj a talaj felé, s így emelkedik a kívánt magasságba (ezt teszik a jelenlegi rakéták). Na ugye. Persze előbb elő kell állítani a kellően hosszú és szilárd kábelt. A többfalú nanocsövek szilárdsága és sűrűsége megfelelőnek tűnik — elméletileg, a megoldandó nehézségek azonban elborzasztóak. De szabad a pálya, az Elevator:2010 verseny keretében több komoly pénzjutalmat ajánlottak fel az egyes részproblémák megoldóinak. 

 Itt fejezzük be a mai áttekintésünket, mely grandiózusra sikeredett: a széncsillagok légkörében lezajló folyamatoktól egészen a Földet és az Eget összekötő torony látomásáig ívelt. Mi mást is idézhetnék: Rajta, építsünk várost és tornyot, amelynek teteje az égig ér. Szerezzünk nevet magunknak, és ne szóródjunk szét a földön!” 

Majd elfelejtettem: ajánlott olvasmány A. C. Clarke Az éden szökőkútjai c. műve.

Szólj hozzá!

Címkék: fullerén nanocső űrlift

A bejegyzés trackback címe:

http://nanotechnologia.blog.hu/api/trackback/id/tr971199453

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.

Nincsenek hozzászólások.