Наноалмазные «блестки»: чудо-материал будущих технологий

Невидимый невооруженным глазом и сделанный из одного из самых распространенных на Земле элементов — углерода — наноалмаз является впечатляющим творением. Крошечные частицы алмаза, вероятно, окажут колоссальное влияние на науку будущего.

Наноалмазы не сверкают и составляют ничтожную долю стоимости недорогих украшений. Частицы чистых наноалмазов имеют вид серого порошка. Но этот неприглядный на вид материал обладает особыми свойствами, которые делают его полезным в производстве энергии, медицине, визуализации и инженерии. Радиоактивные отходы — одни из самых токсичных побочных продуктов ядерной энергетики, их трудно очистить и безопасно хранить, и они излучают радиацию в течение тысяч лет. Тем не менее ученые используют радиоактивные изотопы внутри наноалмазов для создания батареи с низким электрическим зарядом, которая может работать тысячелетия. Отходы внутри алмазов испускают бета-частицы высокой энергии — электроны или позитроны, генерирующие электрический ток. Британские исследователи говорят, что их революционная батарея может питать датчики в опасных местах, таких как спутники или вулканические кратеры, а еще потенциально носимые устройства, такие как кардиостимуляторы и другие медицинские приборы.

Оказывается, первыми создали алмазные наночастицы советские ученые-ядерщики в 1963 году. Их эксперименты показывают, что они были получены из углерода, используемого во взрывчатых веществах для ядерного оружия. Детонация — это всего лишь один из способов получения наноалмазов. Их также можно получить с помощью ионной или лазерной бомбардировки, ультразвуковых волн и химического воздействия.

В другой нашей статье читайте, какие изобретения сначала появились в СССР, а потом уже в других странах.

Исследователи теперь используют наноалмазы, чтобы узнать больше о клеточной биологии и болезнях. Каждая частица люминесцентная, излучает неизменно яркий свет и является биосовместимой, поэтому алмазы не мешают и не нарушают функции клеток и тканей. Возможно, использование наноалмазов будет тесно связано с онкологической службой. Физики из Сиднейского университета говорят, что наноалмазы могут быть световыми маяками, которые позволят МРТ-сканированию находить опухоли на ранней стадии, позволяя медикам воздействовать на раковые образования задолго до того, как они станут смертельными.

Крошечные частицы алмаза также доказывают свою ценность и на уровне промышленной инженерии, поддерживая чистые технологии. Опасные промышленные сточные воды нефтеперерабатывающих заводов откачиваются при высоких температурах. Но использование обработанных наноалмазов в мембранном фильтре позволило исследователям удалить большее количество примесей из воды при температуре 75 градусов Цельсия, чем другие фильтры. Алмазные фильтры также позволяют очищать сточные воды без предварительного охлаждения, экономя энергию и уменьшая необходимость повторного нагрева для повторного использования.

Мы также рассказывали, зачем ученым камера размером с крупицу соли.