Компьютерра - Журнал Компьютерра №727

Первый нанокомпозит, объединяющий в себе углеродные структуры разной размерности, удалось изготовить в исследовательских лабораториях корпорации Fujitsu. Уже ясно, что его можно использовать для эффективного отвода тепла в электронных чипах, но и другие приложения, по-видимому, не заставят себя ждать.

Углерод, как известно, весьма многообразен в своих проявлениях благодаря тому, что его атомы могут соединяться друг с другом различным образом. Углеродные структуры поддаются условной классификации по их размерности. Тогда к нуль-мерным можно отнести похожие на футбольные мячи молекулы фуллеренов, к одномерным - углеродные нанотрубки, двумерным - листы графена и, наконец, к трехмерным - кристаллы алмаза.

В каждом измерении углеродные структуры обладают своими замечательными свойствами. Например, углеродные нанотрубки обладают большой теплопроводностью и способностью выдерживать сильный ток, тогда как у листов графена аномально высокая подвижность электронов. По всей видимости, японским ученым первым пришло в голову попытаться объединить полезные свойства углеродных структур разной размерности.

С помощью метода химического осаждения паров на подложке сначала был выращен лес из многослойных углеродных нанотрубок. Выращивать такие леса давно умеют при умеренных температурах менее 400 градусов Цельсия. К сожалению, обычно нанотрубки получаются разной высоты и почти никак не связаны друг с другом. Поэтому такой лес проводит тепло и электрический ток только "в высоту", и его довольно трудно использовать. Листы графена, наоборот, хорошо проводят тепло и ток "в ширину", но для их получения требуется температура порядка 700 градусов, которую большинство чипов просто не выдержат.

Японским ученым удалось "накрыть" лес из нанотрубок многослойным листом графена, обеспечив прекрасный контакт большинства нанотрубок с листом, и, что важно, проделать все операции при сравнительно низкой температуре в 510 градусов. Такая структура хорошо проводит во всех направлениях, имеет ровную гладкую поверхность и может быть встроена в современные технологические процессы производства чипов.

Ученые решили не останавливаться на достигнутом и продолжают разрабатывать сложные углеродные нанокомпозиты, пытаясь еще понизить температуру технологического процесса и улучшить свойства получаемых материалов. ГА

Новые пути к решению старой загадки космических алмазов нашли ученые из Научно-исследовательского центра Эймса NASA (Ames Research Center). Численное моделирование оптических свойств этих удивительных углеродных наночастиц подсказало, как и где следует искать решение проблемы.

Алмазы очень редко встречаются на Земле, но, по-видимому, обычны в открытом космосе. Свидетельства удивительно широкой распространенности этой самой твердой разновидности углерода в космосе ученые начали получать еще в восьмидесятые годы. Тогда систематический анализ состава упавших на землю метеоритов показал, что в них часто встречаются вкрапления алмазиков нанометровых размеров. Около 3% всего метеоритного углерода - именно наноалмазы. Если предположить, что состав метеоритов сходен с космической пылью, из которой они в конце концов формируются, то таких алмазов в далеком космосе должно быть очень много. Но для образования алмазов из углерода на Земле нужна очень высокая температура и давление, а где их взять в пустом и холодном космосе, ведь там давление близко к нулю, а типичная температура меньше –240 °С? Эта и другие загадки давно волнуют ученых. Для ответа на них нужно прежде всего убедиться, что наноалмазов в космической пыли действительно много. Но как их обнаружить?

Наноалмазы поглощают и испускают свет совсем не так, как отдельные атомы углерода или алмазы обычных размеров. Компьютерное моделирование свойств наноалмазов в межзвездной среде показало, что они должны хорошо излучать энергию в инфракрасном диапазоне в полосах 3,4–3,5 и 6–10 мкм. Кроме того, они должны активно поглощать ультрафиолетовое излучение ярких горячих звезд и переизлучать полученную энергию в инфракрасном диапазоне.

Теперь более-менее ясно, как и где искать космические алмазы. Для этого идеально подходит инфракрасный космический телескоп Spitzer, вращающийся на околоземной орбите. Его надо направить на пылевые облака, расположенные рядом с горячими звездами, и там мы, возможно, увидим характерное свечение космических наноалмазов.