Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2004 № 08

Вот одна из идей (см. рис. 3).

Представьте: в цилиндр двигателя через канал в керамическом изоляторе подают алюминиевую проволоку. В момент, когда поршень находится в верхней мертвой точке и воздух сильно сжат и нагрет, производится электрический разряд. Он распыляет небольшую порцию металла, которая тут же воспламеняется и сгорает. Разряды могут следовать один за другим, и при этом всякий раз будет точно и вовремя распыляться нужная порция металла, что позволит вести процесс расширения при постоянном давлении или температуре. А это даст возможность получать от двигателя очень высокий КПД. Добавим к этому, что для получения одного и того же количества тепла алюминию нужно почти в два раза меньше воздуха, и вспомним еще, что окись алюминия твердая; ее можно полностью выловить из выхлопной трубы и собрать, как пыль в мешке пылесоса.

А.ИЛЬИН

Рисунки автора

Многие десятилетия ученый мир был уверен: углерод существует лишь в трех формах — уголь, графит и алмаз. Однако в 1985 году была открыта еще одна, четвертая, форма углерода — полые шары-фуллерены, состоящие из 60 и более атомов углерода. С той поры исследователи открывают и синтезируют все новые формы и виды углеродных структур. Вот, например, что пишет по этому поводу авторитетный научный журнал «Nature».

Фуллерены принято причислять к довольно обширному классу наноструктур — то есть образований, размеры которых не превосходят миллиардных долей метра. Тут фигурируют множество частиц — от малых «шариков», состоящих из нескольких десятков атомов углерода, до гигантских по понятиям наномира многооболочечных фуллеренов — так называемых углеродных «луковиц», состоящих из сотен и даже тысяч атомов.

Некоторые исследователи, например, доктор химических наук А.Л. Ивановский, даже говорят о том, что сейчас можно составить своего рода периодическую систему фуллереновых элементов. Синтезированы уже фуллереновые полимеры, пленки, кристаллы разных видов…

Более того, в 1991 году были открыты полые нанотрубки, и все началось снова. Число работ и публикаций, посвященных и этим углеродным наноструктурам, перевалило за многие сотни. Из уникальных объектов загадочного наномира они за последние годы превратились во вполне привычные объекты научных исследований, которые находят все большее практическое применение. Помимо множества разнообразных нанотрубок, существуют и их ассоциаты — «жгуты», кристаллы и т. д.

Из нанотрубок получают также очень интересные материалы, например, уникальной прочности нанобумагу или нанонитки, которые в 50 — 100 раз прочнее стали. Собираются наладить и производство канатов для космических «лифтов».

Так выглядят пиподыпод оком электронного микроскопа.

Некоторое время «наноклубки»-фуллерены и нанотрубки использовали порознь. А уже в XXI веке исследователям пришлось удивиться еще раз. Оказалось, что фуллерены и нанотрубки могут реагировать не только с себе подобными, но и друг с другом. При этом возникают симбиозные структуры — нанотрубки, внутри которых находятся фуллерены.

Впервые такую структуру обнаружили с помощью электронного микроскопа американские исследователи в 1998 году, когда изучали материал, полученный при лазерном испарении графита при наличии металлических катализаторов. На снимках они увидели нечто вроде рентгенограмм горохового стручка, трубка которого заполнена горошинами-фуллеренами. В специальной литературе такие наноструктуры вскоре стали называть «углеродными пиподами»; peapods в переводе с английского — горошины в стручках.

Фуллерены внутри нанотрубок при малом увеличении и не рассмотришь…